復(fù)合材料第1-4章-在線瀏覽
2024-12-05 13:12本頁面
【正文】 碳 /碳復(fù)合材料的使用溫度最高可達 2800?C。通過改變 復(fù)合材料中增強體的含量，可以調(diào)整復(fù)合材料的熱 膨脹 系數(shù)。 良好的抗疲勞、蠕變、 沖擊和斷裂韌性： 陶瓷基復(fù)合材料的脆性得到明顯改善 良好的功能性能 第三章 復(fù)合材料界面 一、復(fù)合材料界面 復(fù)合材料的界面是指基體與增強相之間化學(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。 外力場 基體 基體表面區(qū) 相互滲透區(qū) 增強劑表面區(qū) 增強劑 界面效應(yīng) 界面是復(fù)合材料的特征，可將界面的機能歸納 為以下幾種效應(yīng)： （ 1）傳遞效應(yīng)：界面可將復(fù)合材料體系中基體承受 的外力傳遞給增強相，起到基體和增強相之間 的橋梁作用。 （ 3）不連續(xù)效應(yīng)：在界面上產(chǎn)生物理性能的不連續(xù) 性和界面摩擦出現(xiàn)的現(xiàn)象，如抗電性、電感應(yīng) 性、磁性、耐熱性和磁場尺寸穩(wěn)定性等。 （ 5）誘導(dǎo)效應(yīng)：一種物質(zhì)（通常是增強劑）的 表面結(jié)構(gòu)使另一種（通常是聚合物基體） 與之接觸的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)由于誘導(dǎo)作用而發(fā) 生改變，由此產(chǎn)生一些現(xiàn)象，如強彈性、 低膨脹性、耐熱性和沖擊性等。 界面的結(jié)合狀態(tài)和強度 界面的結(jié)合狀態(tài)和強度對復(fù)合材料的性能有重要 影響。 界面結(jié)合較差 的復(fù)合材料大多呈剪切破壞，且 在材料的斷面可觀察到脫粘、纖維拔出、纖維應(yīng)力松 弛等現(xiàn)象。 界面最佳態(tài) 的衡量是 當(dāng)受力發(fā)生開裂時，裂紋能轉(zhuǎn)化為區(qū)域化而不進一步 界面脫粘；即這時的復(fù)合材料具有最大斷裂能和一定 的韌性。 （ 2）由于裂紋或位錯移動，在基體上產(chǎn)生的局部應(yīng)力 不應(yīng)在增強劑上形成高的局部應(yīng)力。 ★ 對于韌性基體材料，最好具有較高的熱膨脹系數(shù)。 ★ 而對于像鈦這類高屈服強度的基體，一般卻要求 避免高的殘余熱應(yīng)力，因此熱膨脹系數(shù)不應(yīng)相差 太大。 ★ 對非平衡態(tài)復(fù)合材料，化學(xué)相容性要嚴(yán)重得多。 浸潤不良 會在界面上產(chǎn)生空隙，導(dǎo)致界面缺陷和 應(yīng)力集中，使界面強度下降。 根據(jù)力的合成 ： ?L cos ? = ?S ? SL 粘合功可表示為： WA = ?S + ?L ? SL= ?L（ 1+ cos ? ） 粘合功 WA最大時： cos ? =1，即 ? = 0， 液體完全平鋪在固體表面。 機械作用理論： 當(dāng)兩個表面相互接觸后，由于表面粗糙不平將 發(fā)生機械互鎖。無 法流入液體的孔不僅造成界面脫粘的缺陷，而且 也形成了應(yīng)力集中點。 僅在原子尺度量級內(nèi)靜電作用力才有效 。 在理論上可獲得最強的界面粘結(jié)能 （ 210 220 J / mol）。 四、界面的表征 界面結(jié)合強度的測定 1）三點彎曲法： ★ 測定界面拉伸強度時纖維的排布 ★ 測定界面剪切強度時纖維的排布 2）聲發(fā)射（ Acoustic Emissin ， AE）法：
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