陶瓷基復(fù)合材料(3)-資料下載頁
2025-05-01 23:02本頁面
【正文】 iC聚合物轉(zhuǎn)變（浸漬與熱解）C / CC / SiC第四章 陶瓷基復(fù)合材料界面 界面的定義：兩相（增強(qiáng)相與基體）的 界面 是一個(gè)表面，通過這個(gè)表面材料的性能，如原子晶格、密度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性等都有明顯的不連續(xù)性。 復(fù)合材料的界面 ? 復(fù)合材料中的界面面積很大； ? 通常情況下，增強(qiáng)相與基體組成的界面都沒有達(dá) 到熱力學(xué)平衡。 第四章 陶瓷基復(fù)合材料界面 復(fù)合材料內(nèi)的界面面積 一塊復(fù)合材料的長、寬、高別為 l、 w、 h， 其中含有 N 根長為 l、 直徑為 d 的連續(xù)纖維，則纖維的體積分?jǐn)?shù)為： 如果定義界面面積為 IA， 則有： IA = N?dl hwlldNV f???????24?復(fù)合材料的體積纖維體積 復(fù)合材料內(nèi)的界面面積 從上面二式中可得： 設(shè)這塊復(fù)合材料的體積為 1 m2 ， Vf為 ， 則有 )1)()(4(dvlw hI fA ?)(1 2mdI A ? 復(fù)合材料內(nèi)的界面面積 復(fù)合材料內(nèi)的界面面積 對(duì)于顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料來說，可以計(jì)算得到： 若 VP = dvdNI PA62 ???? ?)( 2mdI A ? 復(fù)合材料內(nèi)的界面晶體學(xué)性質(zhì) 從晶體學(xué)角度看，界面有共格、半共格和非共格三種。 復(fù)合材料內(nèi)的界面晶體學(xué)性質(zhì) 浸潤性 浸潤性代表了一種液體在一種固體表面擴(kuò)展的能力。 浸潤性 當(dāng)一個(gè)液滴在固體界面時(shí)，在熱力學(xué)上只有 ?sl + ?lv ?sv 液滴才能在固體表面擴(kuò)展開來。 達(dá)到平衡的條件是： ?sl + ?lv cos? = ?sv 其中 ?就是接觸角： ][c os1lvslsv???? ?? ? 浸潤性 ? = 0176。時(shí)，液體完全浸潤固體； 0176。 ? 180176。時(shí)，液體部分浸潤固體； ? = 180176。時(shí)，完全不浸潤。 隨著 ?值下降，浸潤的程度增加。實(shí)際上當(dāng) ? 90176。時(shí)就認(rèn)為不發(fā)生液體浸潤。 浸潤與界面的粘結(jié)是不同的，浸潤只是強(qiáng)粘結(jié)界面的必要條件，而非充分條件。 陶瓷基復(fù)合材料界面的粘結(jié) 兩相界面的粘結(jié)（粘接、粘合或粘著等）方式有多種，如靜電粘結(jié)、機(jī)械作用粘結(jié)、浸潤粘結(jié)、反應(yīng)粘結(jié)等等。 對(duì)于陶瓷基復(fù)合材料來講，界面的粘結(jié)形式主要有兩種，即機(jī)械粘結(jié)和化學(xué)粘結(jié)。 ? 機(jī)械粘結(jié) ① 由于基體的收縮率較大，冷卻收縮后基體將增強(qiáng)相包裹產(chǎn) 生壓應(yīng)力。 ② 通過滲透、高溫?cái)U(kuò)散等基體滲入或浸入增強(qiáng)纖維的表面而 形成機(jī)械結(jié)合。 陶瓷基復(fù)合材料界面的粘結(jié) 界面的剪應(yīng)力 ?為： ?i = ??i ?為摩擦系數(shù)， 通常， 機(jī)械粘結(jié)為低能量 弱粘結(jié)，其界面強(qiáng)度較 化學(xué)粘結(jié)低。 陶瓷基復(fù)合材料界面的粘結(jié) ? 化學(xué)粘結(jié) 通過原子或分子的擴(kuò)散在界面上形成了固溶體或化合物，此時(shí)即為化學(xué)粘結(jié)。 擴(kuò)散控制的反應(yīng)中，有 其中， x 是反應(yīng)區(qū)的厚度， D是擴(kuò)散系數(shù)， t 則為時(shí)間。而且 D 可按照 Arrhenius方程計(jì)算： Dtx ?)ex p (0 RTQDD ?? 陶瓷基復(fù)合材料界面的作用 界 面的作用 陶瓷基復(fù)合材料界面的作用 陶瓷基復(fù)合材料界面的作用 界面的改善 陶瓷基復(fù)合材料界面的作用
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