復(fù)合材料-第四章復(fù)合材料界面-展示頁(yè)
2025-05-27 10:07本頁(yè)面
【正文】 與增強(qiáng)相起化學(xué)作用的官能團(tuán) ， 又含有能與樹脂基體起化學(xué)作用的官能團(tuán) 。 ） 表明浸潤(rùn)性良好；浸潤(rùn)角高 （ θ ＞ 90176。 浸潤(rùn)性好將促進(jìn)結(jié)合 。 浸潤(rùn)性的定義 浸潤(rùn)性是用于描述液體在固體表面上自動(dòng)鋪展程度的術(shù)語(yǔ) 。 界面作用機(jī)理是指界面發(fā)揮作用的微觀機(jī)理 ，有如下理論： 主要論點(diǎn) ： 增強(qiáng)材料被液體樹脂良好浸潤(rùn)對(duì)提高復(fù)合材料的性能是極其重要的 。 ② 聚合物的固化階段 。 ③ 若界面層的模量高于增強(qiáng)材料和基體的模量 ， 將會(huì)產(chǎn)生不良的效果 ， 因此應(yīng)避免基體與增強(qiáng)相發(fā)生生成脆性界面層的化學(xué)反應(yīng) 。 ?? P61 復(fù)合材料界面設(shè)計(jì)的原則 (總的原則 ) ① 界面粘結(jié)強(qiáng)度要保證所受的力由基體通過(guò)界面?zhèn)鬟f給增強(qiáng)物 ， 但界面粘結(jié)強(qiáng)度過(guò)高或過(guò)弱都會(huì)降低復(fù)合材料的強(qiáng)度 。 復(fù)合材料中的界面并不是一個(gè)單純的幾何面 ， 而是一個(gè)多層結(jié)構(gòu)的過(guò)渡區(qū)域 ， 這一區(qū)域由五個(gè)亞層組成 。 界面相的化學(xué)組成和物理性能與增強(qiáng)相和基體均不同 ， 在復(fù)合材料承受載荷時(shí) ， 由于界面相所處的特殊力學(xué)和熱學(xué)等特殊環(huán)境 ， 對(duì)復(fù)合材料的整體性能產(chǎn)生重大影響 ， 因而通過(guò)認(rèn)識(shí) 、 控制界面相來(lái)改善復(fù)合材料性能的研究越來(lái)越引起人們的重視 。第四章 復(fù)合材料的界面 概 述 復(fù)合材料的界面產(chǎn)生于復(fù)合材料的制造過(guò)程 ，當(dāng)由不同化學(xué)成分的增強(qiáng)體和基體組成復(fù)合材料時(shí) ， 這些組元通過(guò)接觸 ， 它們中的某些元素在 相互擴(kuò)散 、 溶解 后往往發(fā)生 化學(xué)反應(yīng) 而生成新的相 ，成為界面相 。 復(fù)合材料的界面是指基體與增強(qiáng)物之間化學(xué)成分有顯著變化的 、 構(gòu)成彼此結(jié)合的 、 能起載荷傳遞作用的微小區(qū)域 。 研究復(fù)合材料界面的組成 、 結(jié)構(gòu) 、 控制 、 性能和改進(jìn)界面相的工作被稱為 “ 界面工程 ” 。 界面是復(fù)合材料的特征 ， 可將界面的機(jī)能歸為以下幾種效應(yīng) 。 ② 設(shè)計(jì)界面層在一定的應(yīng)力條件能夠脫粘 ， 以使增強(qiáng)纖維從基體拔出并發(fā)生摩擦 ， 這樣就可借助脫粘增大表面能 ， 利用拔出功和摩擦功等形式來(lái)吸收外加載荷能量以達(dá)到提高其抗破壞能力 。 復(fù)合材料的界面 聚合物基復(fù)合材料的界面 聚合物基復(fù)合材料界面的形成可以分成兩個(gè)階段： ① 基體與增強(qiáng)纖維的接觸與浸潤(rùn)過(guò)程； 增強(qiáng)纖維優(yōu)先吸附能較多降低其表面能的組分 ， 因此界面聚合物在結(jié)構(gòu)上與聚合物基體是不同的 。 聚合物通過(guò)物理的或化學(xué)的變化而固化 ， 形成固定的界面層 。 浸潤(rùn)不良會(huì)在界面上產(chǎn)生空隙 ， 易因應(yīng)力集中而使復(fù)合材料發(fā)生開裂；如果完全浸潤(rùn) ， 則基體與增強(qiáng)相間的粘結(jié)強(qiáng)度將大于基體的內(nèi)聚強(qiáng)度 ， 將提高復(fù)合材料的強(qiáng)度 。 或說(shuō)是固體 、 液體在分子水平上緊密接觸的可能程度 。 浸潤(rùn)角低 （ θ ＜ 90176。 ） 則表明浸潤(rùn)性差 。 由此在界面上形成共價(jià)鍵結(jié)合 ， 如能滿足這一要求則在理論上可獲得最強(qiáng)的界面粘結(jié)能 。 一種官能團(tuán)能很好地與增強(qiáng)纖維表面結(jié)合；另一種官能團(tuán)能很好地與合成樹脂結(jié)合 （ 產(chǎn)生共聚 ） 。 （機(jī)械作用理論） 這種理論認(rèn)為，增強(qiáng)纖維與樹脂基體之間的結(jié)合是屬于機(jī)械鉸合和基于次價(jià)鍵作用的物理吸附。 所選處理增強(qiáng)材料表面的偶聯(lián)劑既含有能與增強(qiáng)材料起化學(xué)作用的官能團(tuán) ， 又含有與聚合物基體起化學(xué)作用的官能團(tuán) 。 類型 Ⅰ 類型 Ⅱ 類型 Ⅲ 纖維與基體互不反應(yīng)亦不溶解 纖維與基體不反應(yīng)但相互溶解 纖維與基體互相反應(yīng)形成界面反應(yīng)
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