實驗結果將於本章做一系列整理及分析。第一節為各種溫濕度環 境下，鋁合金試片及黏著劑試片之靜態拉伸實驗。第二節為單邊搭接 黏著劑接合件靜態實驗結果，包含溫度效應及溫濕度混合效應對接合 件靜態極限強度之影響，並觀察試片破壞面破壞模式，探討各種溫濕 度環境效應對接合件靜態拉伸破壞模式之影響。第三節為單邊搭接黏 著劑接合件疲勞實驗結果，包含溫度效應及溫濕度混合效應對接合件 疲勞強度之影響，疲勞實驗結束後同樣觀察試片破壞面破壞模式，瞭 解各種溫濕度環境效應對接合件疲勞破壞模式之影響。
4-1 鋁合金試片及環氧樹脂黏著劑試片之靜態拉伸實驗
本研究另外針對鋁合金試片及環氧樹脂黏著劑試片進行不同溫濕 度環境下之靜態拉伸實驗，以獲得兩種試片在各種溫濕度環境下的基 本機械性質。
圖 4-1 及圖 4-2 分別為七種溫濕度環境下，鋁合金試片及環氧樹 脂黏著劑試片之應力-應變曲線。表 4-1 及表 4-2 分別為七種溫濕度環 境下，鋁合金試片及環氧樹脂黏著劑試片靜態拉伸基本機械性質。
4-2 單邊搭接黏著劑接合件之靜態實驗結果
單邊搭接黏著劑接合件在七種溫濕度環境下之靜態拉伸實驗結 果，將分成「溫度效應」及「溫濕度混合效應」對單邊搭接黏著劑接 合件極限強度之影響。並分成「單邊搭接黏著劑接合件靜態拉伸極限
強度」及「單邊搭接黏著劑接合件之靜態拉伸破壞模式」兩部份加以 討論及分析，以瞭解極限強度及破壞模式之間的關係，以及七種溫濕 度環境對此兩部份之影響。
一 般 單 邊 搭 接 黏 著 劑 接 合 件 之 破 壞 模 式 可 分 為 界 面 破 壞
（Adhesive Failure）、黏著劑破壞（Cohesive Failure）與兩種模式共存 之混合破壞（Mixed Failure），如圖 4-3 所示。其中界面破壞是經由被 黏著材料與黏著劑之界面處產生破壞，代表黏著劑及被黏著材料間的 界面強度低於黏著劑本身的強度；而黏著劑破壞是從黏著劑層本身產 生破壞，代表黏著劑與被黏著材料之結合良好，其被黏著材料及黏著 劑間之界面強度高於黏著劑本身的強度。一般而言，界面破壞強度要 比黏著劑強度要低；當接合件產生混合破壞時，則代表其接合件強度 介於界面破壞強度與黏著劑破壞強度之間。
4-2-1 溫度效應對單邊搭接黏著劑接合件靜態強度之影響
表 4-3 為五個溫度環境下，單邊搭接黏著劑接合件之靜態拉伸極 限強度。圖 4-4 為實驗結果比較圖，由圖中可以看出，當試片置於室 溫（25℃）環境下，試片的靜態極限強度最高，達到 2210.2N；當試 片置於低溫環境（0℃、-25℃）下，試片靜態強度有些許下降，但與 室溫環境下之試片靜態強度相差不多，各別為 0℃環境下之 2087.6N、
及-25℃環境下之 2044.0N；當試片置於高溫環境（50℃、75℃）下，
試片靜態強度隨溫度提升有明顯下降趨勢；50℃環境下試片之極限強 度為 1264.7N；75℃環境下試片之極限強度為 861.8N，與室溫環境下 之試片靜態強度相比，分別下降約 40%及 60%。
本研究也針對五種溫度環境下之單邊搭接黏著劑接合件記錄其破
壞模式，試片受到靜態拉伸負載的巨觀破壞照片如圖 4-5~4-9 所示。
初步目視觀察可以發現，靜態拉伸實驗中單邊搭接試片破壞模式在各 溫度環境下皆為混合破壞。其中當試片位於低溫及常溫環境下，其破 壞面殘膠較均勻，黏著劑破壞模式佔較大比例；而當試片位於高溫環 境下，可以觀察到試片上鋁合金裸露的部份較多，即界面破壞佔較大 比例。由於試片黏著劑層相當薄，以目視觀察較不準確，因此本文再 藉 由 掃 描 式 電 子 顯 微 鏡 來 觀 察 試 片 破 壞 面 的 細 部 破 壞 模 式 。 圖 4-10~4-14 為五種溫度環境下，試片破壞面的 SEM 觀察照片。圖 4-10、
4-11 及 4-12 各別為-25℃、0℃及 25℃環境下，試片破壞面的 SEM 照 片，從圖中可以發現，這三個溫度環境下，兩片鋁合金試片上都有黏 著劑，而黏著劑同樣都是以「撕裂（Tear）」的模式破壞，由此可知試 片的破壞是經由黏著劑層中間位置被撕開，屬於「黏著劑破壞」，也就 是黏著劑破壞模式所主導。圖 4-13 為 50℃環境下，試片破壞面的 SEM 照片，從圖中可以看到，中間及左半部份的黏著劑十分平坦，這表示 黏著劑完整地與鋁合金試片分離，上面可以看得到鋁合金表面以砂紙 研磨過後的紋路，屬於「界面破壞」，但在左半邊及上面可以看到黏著 劑有被掀起的跡象，表示這並非十分完全的「界面破壞」，小部份的黏 著劑還是有從內部破壞的情況，而右半邊則是與室溫及低溫環境下試 片之破壞面相同，為「黏著劑破壞」，由此可知 50℃環境下試片之破 壞模式主要為「界面破壞」模式主導，只有少部分「黏著劑破壞」模 式。圖 4-14 為 75℃環境下，試片破壞面的 SEM 照片，從圖中可以發 現，左半邊的黏著劑十分平整，右半邊也可以看到乾淨的鋁合金表面，
這表示 75℃環境下試片之破壞模式大都為「界面破壞」主導。從以上 觀察可以發現，在五種溫度環境下，單邊搭接試片靜態拉伸破壞模式 皆為「混合破壞」模式。再經由 SEM 觀察細部破壞模式後發現，在
室溫及低溫環境下，單邊搭接黏著劑接合件的靜態拉伸破壞模式主要 為黏著劑破壞主導，這是由於黏著劑本身的內聚力大於黏著劑及鋁合 金試片之間的界面結合力，因此發生黏著劑破壞。隨著環境溫度提升，
混合破壞模式中的界面破壞所主導的破壞模式比例會增加，也造成極 限強度之下降。環境溫度的升高使得黏著劑強度及界面強度皆下降，
由於黏著劑及鋁合金試片之間的界面結合力下降而低於黏著劑本身的 內聚力，因此發生界面破壞。
圖 4-15~4-19 為五個溫度環境下，單邊搭接黏著劑接合件靜態拉 伸實驗之負載-位移圖。由圖 4-15~4-19 都可以發現，單邊搭接黏著劑 接合件在五個溫度環境下承受靜態拉伸負荷時，負荷達到最大值即斷 裂。圖 4-20 為以上五個溫度環境，單邊搭接試片靜態拉伸實驗之負載 -夾頭位移比較圖。從單邊搭接試片的伸長量來比較也可以發現，低溫 及室溫環境下，試片伸長量十分接近。隨著環境溫度提升，試片伸長 量也有下降趨勢。將單邊搭接試片在五種溫度環境下的伸長量與破壞 模式比較，可以發現試片伸長量較大時，主要為「黏著劑破壞」模式 主導；隨著單邊搭接試片伸長量下降，試片破壞模式也轉變為「界面 破壞」模式主導。
4-2-2 溫濕度混合效應對單邊搭接黏著劑接合件靜態強度之影響
表 4-4 為兩個溫濕度混合環境下，單邊搭接黏著劑接合件之靜態 拉伸極限強度實驗結果，表中並加入一般室溫常濕環境的實驗結果作 比較。圖 4-21 則為上述實驗結果之比較圖，由圖中可以看出，在室溫 高濕度（25℃/85%RH）環境下，試片靜態極限強度較室溫常濕（25
℃/50%RH）環境下有些許下降；但差距並不大，分別為 2210.2N 及
2030.1N。在同為 85%RH 的高濕度環境下，環境溫度提高至 75℃
/85%RH 環境時，其靜態拉伸極限強度較室溫高濕度（25℃/85%RH）
環境下則有明顯下降趨勢，只有 602.3N。可見對單邊搭接黏著劑接合 件靜態強度而言，溫度之效應較濕度之效應來得嚴重。
圖 4-22~4-23 為兩種溫濕度混合環境下之單邊搭接黏著劑接合件 受到靜態拉伸負載的巨觀破壞面照片。初步目視觀察可以發現，兩種 溫濕度混合環境下單邊搭接試片靜態拉伸破壞模式皆為「混合破壞模 式」，室溫高濕度（25℃/85%RH）環境下，試片靜態拉伸破壞模式與 室溫常濕（25℃/50%RH）環境下相似；而高溫高濕度（75℃/85%RH）
環境下，試片靜態拉伸破壞模式則與高溫（75℃）環境下較為相似。
另外，本文亦藉由 SEM 來觀察試片破壞面的細部破壞模式。圖 4-24~4-25 為兩種溫濕度混合環境下，試片破壞面的 SEM 觀察照片。
圖 4-24 為 25℃/85%RH 環境下，單邊搭接黏著劑接合件靜態拉伸之破 壞面 SEM 照片，從圖中可以發現，試片之破壞均在黏著劑中以「撕 裂」的模式破壞，表示黏著劑是從內部破壞。此破壞模式與低溫及室 溫常濕環境下試片之破壞模式相同，屬於「黏著劑破壞」模式所主導。
圖 4-25 為 75℃/85%RH 環境下之試片破壞面 SEM 照片，從圖中可以 看到，下半部的黏著劑非常平整，沒有被掀起或撕開的情況，上半部 的鋁合金表面也十分乾淨，沒有黏著劑的殘留，因此屬於「界面破壞」
所主導的破壞模式。從以上觀察可以發現，溫濕度混合效應中，溫度 效應為影響單邊搭接黏著劑接合件極限強度及拉伸破壞模式主因，由 於環氧樹脂黏著劑不溶於水，因此環境濕氣對黏著劑接合件靜態拉伸 結果影響不大。
圖 4-26 為兩種溫濕度混合環境下，單邊搭接試片靜態拉伸實驗之
負載-夾頭位移比較圖，並加入 25℃/50%RH 環境之結果作比較。從圖 中可以看出，單邊搭接試片在溫濕度混合環境下承受靜態拉伸負荷 時，負荷亦達到最大值即斷裂。從單邊搭接試片的伸長量來比較也可 以發現，室溫常濕與室溫高濕環境下，試片伸長量十分接近。同為高 濕度環境下，隨著環境溫度提升，試片伸長量也有明顯下降趨勢。由 此可知，溫濕度混合效應對單邊搭接試片伸長量影響不大，溫度仍是 影響試片伸長量的主因。將單邊搭接試片在兩種溫濕度混合環境下的 伸長量與破壞模式比較，可以發現試片伸長量較大時，主要為「黏著 劑破壞」模式主導；隨著單邊搭接試片伸長量下降，試片破壞模式也 轉變為「界面破壞」模式主導。
4-2-3 單邊搭接黏著劑接合件靜態拉伸破壞模式與極限負載之關係
從以上實驗數據可以發現，溫度對單邊搭接試片之靜態拉伸極限 強度影響較為明顯，而濕度對其極限強度影響則較小。在低溫及室溫 環境下，試片的破壞模式大都為「黏著劑破壞」所主導，50℃環境下 則為「黏著劑破壞」及「界面破壞」參半混合破壞模式主導，高溫環 境則大都為「界面破壞」主導。另一方面，在 25℃環境下，高濕度對 試片的破壞模式則沒有影響。這個結果也呼應了試片破壞模式與試片 強度之間的關係，試片的破壞模式為黏著劑破壞時，試片的接合強度 較高。
4-3 單邊搭接黏著劑接合件之疲勞實驗結果
單邊搭接黏著劑接合件在七種溫濕度環境下之疲勞實驗結果，將 分成「溫度效應」及「溫濕度混合效應」對單邊搭接黏著劑試片疲勞 特性之影響分別描述，且分成「單邊搭接黏著劑接合件疲勞壽命結果」