【正文】 加將使接觸角減小。 固相或液相的夾雜、相與相之間化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物都將影響潤濕性。 原因： 夾雜或反應(yīng)產(chǎn)物改變了固相的性質(zhì)和固相的表面粗糙度。 十四、簡(jiǎn)述復(fù)合材料的界面結(jié)合類型及其特點(diǎn)。 機(jī)械結(jié)合： 增強(qiáng)材料與基體之間僅依靠純粹的粗糙表面相互嵌入（互鎖）作用進(jìn)行連接（摩擦力），沒有化學(xué)作用。 影響機(jī)械結(jié)合的因素： 增強(qiáng)材料與基體的性質(zhì)、纖維表面的粗糙度、基體的收縮（正壓力）有利于纖維箍緊。 溶解與浸潤結(jié)合： 在復(fù)合材料的制造過程中，由單純的浸潤和溶解作用，使增強(qiáng)材料和基體形成 交錯(cuò)的溶解擴(kuò)散界面，是一種次價(jià)鍵力的結(jié)合。（當(dāng)基體的基團(tuán)或分子與增強(qiáng)材料表面間距小于 ，次價(jià)鍵力就發(fā)生作用。次價(jià)鍵力包括誘導(dǎo)力、色散力、氫鍵等。） 形成溶解與浸潤結(jié)合的基本條件： 增強(qiáng)材料與基體間的接觸角小于 90?，增強(qiáng)材料與基體間有一定的溶解能力。 反應(yīng)界面結(jié)合： 基體與增強(qiáng)材料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在界面上形成新的化合物、以主價(jià)鍵力相互結(jié)合。這是一種最復(fù)雜、最重要的結(jié)合方式。 反應(yīng)結(jié)合受擴(kuò)散控制，擴(kuò)散包括反應(yīng)物質(zhì)在組分物質(zhì)中的擴(kuò)散（反應(yīng)初期）和在反應(yīng)產(chǎn)物中的擴(kuò)散（反應(yīng)后期）。要實(shí)現(xiàn)良好的反應(yīng)結(jié)合，必 須選擇最佳的制造工藝參數(shù)（溫度、壓力、時(shí)間、氣氛等）來控制界面反應(yīng)的程度。 界面反應(yīng)層是非常復(fù)雜的組成，有時(shí)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，產(chǎn)生交換反應(yīng)結(jié)合。界面的反應(yīng)產(chǎn)物大多是脆性物質(zhì)，達(dá)到一定厚度時(shí)，界面上的殘余應(yīng)力可使其發(fā)生破壞，因此，界面結(jié)合先隨反應(yīng)程度提高而增加結(jié)合強(qiáng)度，但反應(yīng)達(dá)到一定程度后，界面結(jié)合有所減弱。 混合結(jié)合： 上述界面結(jié)合方式的混合，實(shí)際情況中發(fā)生的重要的界面結(jié)合形式。 十九、什么是增強(qiáng)材料的表面處理？簡(jiǎn)述偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及作用。 表面處理是在增強(qiáng)材料的表面涂覆上表面處理劑（包括浸潤劑、偶聯(lián)劑、助劑 等物質(zhì)），它有利于增強(qiáng)材料與基體間形成良好的粘結(jié)界面，從而達(dá)到提高復(fù)合材料各種性能的目的。 偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)：分子兩端含有性質(zhì)不同的基團(tuán)，一端的基團(tuán)與增強(qiáng)材料表面發(fā)生化學(xué)作用或物理作用，另一端的基團(tuán)則能和基體發(fā)生化學(xué)作用或物理作用，從而使增強(qiáng)材料與基體很好地偶聯(lián)起來，獲得良好的界面粘結(jié)，改善了多方面的性能，并有效地抵抗水的侵蝕。 二十一、試述碳纖維的表面處理方法及作用效果： 表面浸涂有機(jī)化合物：采用類似紡織中的漿紗工藝，在碳纖維表面涂覆含有反應(yīng)性端基的樹脂（羥端基的丁二烯 /丙烯酸共聚物等），以改善碳纖維 的界面粘結(jié)性。 表面涂覆無機(jī)化合物： ① 表面上沉積無定形碳：在高模量結(jié)晶型碳纖維表面加涂一層低模量無定形碳，無定形碳活性大，易與樹脂浸潤，提高界面粘結(jié)力，能顯著提高碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度。 ② 加涂碳化物：用化學(xué)氣相沉積（ CVD）的方法加涂碳化物。 表面化學(xué)處理： ① 臭氧氧化法：臭氧極易分解成一個(gè)氧分子和一個(gè)新生態(tài)活潑氧原子，氧化碳纖維表面的不飽和碳原子，生成含氧官能團(tuán)。 ② 陽 極電解氧化法：靠電解產(chǎn)生的新生態(tài)氧對(duì)碳纖維表面進(jìn)行氧化和腐蝕，碳纖維表面被氧化腐蝕，使比表面積增大、化學(xué)基團(tuán)增加。 ③ 鹽溶液處理：先浸涂甲酸、乙酸、硝酸等的銅、鉛、鈷等鹽類溶液，然后在空氣或氧氣中于 200600℃下氧化，使碳纖維表面粗糙而達(dá)到改善效果。 第五章 一、簡(jiǎn)述陶瓷基復(fù)合材料的特點(diǎn)。 陶瓷基復(fù)合材料的特點(diǎn)： Ef和 Em的數(shù)量級(jí)相當(dāng)；陶瓷基體的韌性有限；增強(qiáng)材料與陶瓷基體之間的熱膨脹系數(shù)不匹配、化學(xué)相容性問題突出。 五、簡(jiǎn)述碳 /碳復(fù)合材料的性能。 力學(xué)性能：密度??；拉伸 強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、楊氏模量高；脆性大，應(yīng)力 應(yīng)變曲線呈現(xiàn)“假塑性效應(yīng)”：施加載荷初期呈線性關(guān)系，隨后變?yōu)殡p線性。卸載后再加載荷，曲線仍為線性，并可達(dá)到原來的載荷水平。 熱物理性能：熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定；熱導(dǎo)率高，并可以調(diào)節(jié)；比熱容高；抗熱震因子大。 燒蝕性能（蒸發(fā)升華、熱化學(xué)氧化）：碳 /碳復(fù)合材料燒蝕均勻、燒蝕凹陷淺，能良好地保持制件外形；燒蝕熱高，為內(nèi)層材料和存放的器件提供保護(hù)。 化學(xué)穩(wěn)定性：具有與碳一樣的化學(xué)穩(wěn)定性；抗氧化性能差。改善碳 /碳復(fù)合材料抗氧化性能的方法：浸漬樹脂時(shí)加入抗氧化物質(zhì)；氣相沉積碳時(shí) 加入抗氧元素；碳化硅涂層。 六、簡(jiǎn)述陶瓷的增韌方法。 晶須和纖維增韌：吸收能量。 裂紋擴(kuò)展受阻：當(dāng)增強(qiáng)體（纖維或顆粒）的斷裂韌性大于基體中某些區(qū)域的斷裂韌性時(shí)，纖維受到的殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力，具有收縮趨勢(shì)，可以使基體裂紋壓縮并閉合，阻止裂紋的擴(kuò)展。 纖維（或晶須）拔出：具有較高斷裂韌性的纖維，當(dāng)基體裂紋擴(kuò)展至纖維時(shí)，應(yīng)力集中導(dǎo)致結(jié)合較弱的纖維與基體之間的界面解離，在進(jìn)一步應(yīng)變時(shí)，將導(dǎo)致纖維在弱點(diǎn)處斷裂，隨后纖維的斷頭從基體中拔出。 纖維（或晶須）橋聯(lián)：在基體開裂后，纖維承受外加載荷，并在基體的裂紋面之間架橋 。橋聯(lián)的纖維對(duì)基體產(chǎn)生使裂紋閉合的力，消耗外加載荷做功，從而增大材料的韌性。 相變?cè)鲰g：（ shielding mechanism） 在含有部分穩(wěn)定的氧化鋯粒子的氧化鋁復(fù)合材料中：在裂紋尖端的應(yīng)力區(qū)域，穩(wěn)定的氧化鋯（ ZrO2+Y2O3）發(fā)生應(yīng)力誘導(dǎo)的馬氏體相變（一部分?jǐn)嗔涯芰勘挥糜趹?yīng)力誘發(fā)轉(zhuǎn)移）： ZrO2 (t)?ZrO2 (m)，產(chǎn)生約 5%的體積膨脹和約 16%的剪切變形（剪切變形由產(chǎn)生孿晶等方式抵消）。這種體積膨脹和切變，在裂紋尖端產(chǎn)生了一種封閉裂紋的應(yīng)力，減少了集中在裂紋尖端的拉伸應(yīng)力，使裂紋擴(kuò)展困難 ，達(dá)到增韌效果。 微裂紋韌化：（ crack shielding mechanism）：吸收能量 主裂紋擴(kuò)展時(shí)，其尖端高應(yīng)力區(qū)域容易產(chǎn)生微裂紋，微裂紋是產(chǎn)生膨脹應(yīng)變的機(jī)理之一：在微裂紋產(chǎn)生之前，存在有局部的拉伸殘余應(yīng)力。微裂紋增韌機(jī)制適合于基體彈性模量較低的陶瓷基復(fù)合材料。 非屏蔽機(jī)理： 利用裂紋與材料間的相互作用消耗額外的能量，使斷裂能量提高，對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的貢獻(xiàn)很小，包括裂紋偏轉(zhuǎn)（ 裂紋沿著結(jié)合較弱的纖維 /基體界面彎折，偏離原來的擴(kuò)展方向， 呈鋸齒狀擴(kuò)展， 從而使斷裂路徑增加 ）或裂紋彎曲（裂紋擴(kuò)展時(shí)由于 強(qiáng)化相的阻礙使得尖端路徑彎曲，從而使測(cè)得的斷裂韌性值提高）。