材料科學(xué)基礎(chǔ)之復(fù)合效應(yīng)與界面(存儲(chǔ)版)
【正文】 互間發(fā)生擴(kuò)散和熔解，相互作用為短程力 (幾個(gè)原子間距 )。? (5) 混合結(jié)合：上述幾種方式的組合。如玻璃纖? 維增強(qiáng)樹脂基，用? 偶聯(lián)劑一端與玻璃? 纖維基質(zhì)表面以化學(xué)鍵結(jié)合，另一端可熔解擴(kuò)散于界面區(qū)域的樹脂中，形成互穿高聚物網(wǎng)絡(luò) (圖 99)。如用鎢絲增強(qiáng)鎳基合金，在 1100186。? (3) 改善增強(qiáng)體表面 ： 增加基體浸潤(rùn)性，防止界面不良反應(yīng) 。? (2) 基體改性 ：主要目的是 改變界面結(jié)合狀態(tài)，提高黏結(jié)強(qiáng)度 。? 金屬基和陶瓷基復(fù)合材料界面必須考慮使用中的物理及化學(xué)不穩(wěn)定性。這種結(jié)合有時(shí)會(huì)超過基體的內(nèi)聚力。? (4) 氧化結(jié)合：為增強(qiáng)體表面吸附空氣帶來的氧化作用或是氧化物與基體的結(jié)合。復(fù)合不充分時(shí)發(fā)生此類結(jié)合。 該區(qū)域中的材料 結(jié)構(gòu)和性能不同與組分材料中的任意一個(gè) 。? (2) 短纖維和晶須增強(qiáng)復(fù)合材料：與長(zhǎng)纖維增強(qiáng)相比，短纖維和晶須增強(qiáng)的成本低，各向異性較小。? 單向連續(xù)纖維復(fù)合材料在纖維方向的強(qiáng)度為：? σ cu=σ fuφf+σ m*(1φf) (921) ? 式中 σ fu為纖維 抗拉 強(qiáng) 度； σ m*為纖維 斷裂時(shí) 的基體 應(yīng) 力； σ cu為 復(fù)合材料沿 纖維 方向的抗拉 強(qiáng) 度。? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，燒結(jié)后的粒徑約為原始粒徑的 2~6倍。? 界面未結(jié)合或結(jié)合差時(shí) ，其強(qiáng)度 σ cu為：? σ cu=+Kσ mu(1φp) (914)? 式中 P為 粒子通 過 界面受基體的正 壓 力； α為 基體與粒子 間 的 磨擦因數(shù)磨擦因數(shù) ； σ mu為 基體抗拉 強(qiáng) 度； K為 由于界面無 結(jié) 合造成的基體強(qiáng) 度降低因數(shù)，其 值為 ~,? K=a+bdp1/2, a,b為 常數(shù)。? *彌散銅 (鋁銅 CuAl2O3）制品： : 彌散硬化 CuAl2O3復(fù)合材料是用12~25納米極細(xì)小 Al2O3微粒強(qiáng)化銅的基體，使該材料具有高強(qiáng)度、高硬度、高導(dǎo)電性及高軟化溫度。? 按增強(qiáng)體種類和形態(tài)可將復(fù)合材料分為彌散增強(qiáng)型 、 粒子增強(qiáng)型和纖維增強(qiáng)型三類。? 綠色材料思想：環(huán)保和資源合理利用。? 5 界面結(jié)晶效應(yīng)界面結(jié)晶效應(yīng) ：材料固化時(shí)，容易在界面形核結(jié)晶。? 乘積效應(yīng)也稱交叉耦合效應(yīng)或傳遞特性，比如把一種功能轉(zhuǎn)換 (Y/X)材料與另一種功能轉(zhuǎn)換 (Z/Y)材料復(fù)合可得到一種 新功能轉(zhuǎn)換 (Z/X)材料，其轉(zhuǎn)換效率比單一材料組合提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上 。? 相補(bǔ) (協(xié)同 )效應(yīng)和相抵 (不協(xié)同 )效應(yīng)往往共存，如圖 91。? 破壞安全性好：纖維復(fù)合材料中有大量獨(dú)立纖維，當(dāng)構(gòu)件超載使少量纖維斷裂時(shí)，載荷會(huì)迅速重新分配到未斷裂纖維上，構(gòu)件不至于在短期內(nèi)破壞。? 復(fù)合材料的三種分類方法：? １ 按復(fù)合效果分為 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 和 功能復(fù)功能復(fù)合材料合材料 ；? ２ 按基體類型分為 樹脂基或聚合物復(fù)合材樹脂基或聚合物復(fù)合材料料 、 金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料 和 陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料 等等 ；? ３ 按增強(qiáng)體的形態(tài)與排布方式分為 顆粒增顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)復(fù)合材料 、 連續(xù)纖維增強(qiáng)材料連續(xù)纖維增強(qiáng)材料 、 短纖維短纖維或晶須增強(qiáng)材料或晶須增強(qiáng)材料 、 單向纖維復(fù)合材料單向纖維復(fù)合材料 、 二二向織物層復(fù)合材料向織物層復(fù)合材料 、 三向及多向編織復(fù)合三向及多向編織復(fù)合材料材料 和 混合復(fù)合材料混合復(fù)合材料 等 。? *比強(qiáng)度 (模量 )：強(qiáng)度 (模量 )/比重，材料承載能力指標(biāo)之一。主要特點(diǎn)是高強(qiáng)度和高模量 (參見表 91)。選擇適合的壓電材料，來保證換能器的高靈敏度和寬帶，選取適合的背襯以及聲阻抗相近的前匹配層來保證換能器的窄脈沖，以獲得高的分辨率。? 誘導(dǎo)效應(yīng)指增強(qiáng)體晶形會(huì)誘導(dǎo)基體結(jié)構(gòu)改變形成界面層相，使增強(qiáng)體與基體結(jié)合更為牢固。? 在聲 、光、電、磁等領(lǐng)域，功能材料應(yīng)用十分普遍。? 復(fù)合材料增強(qiáng)原理：在復(fù)合材料中，增強(qiáng)體主要用來承擔(dān)載荷 ，要求具有高強(qiáng)度和高模量。? 根據(jù)位錯(cuò)繞過機(jī)制，若顆粒間距為 DP，復(fù)合材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)，剪切力應(yīng)為復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度，即：? τy=Gmb/Dp (94)? 式中 Gm為 基體剪切模量， b為 位 錯(cuò) 柏氏矢量的模。 復(fù)合材料的密度由混合定則混合定則 表述：? ρc=ρpφp+ρmφm ? 式中： ρc,ρp,ρm分 別 表示復(fù)合材料，粒子和基體的密度；
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