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【环氧板】材料具备的优点

地大多数陶瓷的健合类型以共价键或离子键为主。离子键和共价键是两类结合力极强的键合形式,这是陶瓷材料高熔点高硬度和高模量的主要原因。


金属材料中,位错的滑移是金属良好塑性的重要来源。然而,在陶瓷材料中,原子间强体的键合使得位错的运动极为困难。此外,陶瓷品体中原子的滑移还要满足电荷平衡(离子品体中)或键合的方向性(共价品体中),这些因索使得陶瓷中的滑移系数量十分有限。材料的损伤容限和韧性很低,塑性差,在断裂前往往只发生极小的塑性变形甚至不发生塑性变形,呈现脆断模式。


陶瓷晶体往往是原子堆积紧密的立方或六方结构。同-种陶瓷通常具有多种晶体结构,不同同素异构体间的力学性能和热物理性能可能存在较大差异。因此陶瓷在不同环境下(如温度、压强)的相变可能对材料产生重要影响。非晶态陶瓷也称为玻璃,通常为硅酸盐。与非晶态聚合物相似,玻璃由熔融状态冷却时不结晶,原子呈长程无序状态。此外,一些由特殊工艺(如化学气相沉积、聚合物转化陶瓷等)制备的SisN,SiCN等非氧化无陶瓷也可以为非晶态,并可以在较高温度下保持非晶结构。


玻璃陶瓷也称为微晶玻璃,是.类特殊的陶瓷材料。通过对玻璃进行特殊的热处理工艺,严格控制材料的析晶过程,可以得到玻璃基体中弥散分布着微小晶粒(尺寸小于1μm)的微观结构,其中结晶相的体积分数可达95% ~98%。玻璃陶瓷具有优良的热机械性能、化学稳定、绝缘性,且热膨胀系数在较大范围内可调,是-类重要的无机材料。


无论环氧板材料界面是以何种方式结合的,环氧板材料总是在定温度下制备的,而在该温度下,环氧板材料各组元是热膨胀匹配的。然而,环氧板材料般在高于或低于 制备温度下服役。纤维和基体便会因热膨胀累数的不同而产生热失配C,进而产生界面热应力。界面热应力又分为径向热应力、轴向热应力和环向热应力。其中,径向热应力是由纤维径向与基体热失配引起的,轴向热应力是由纤维轴向与基体热失配引起的,环向热应力则是由纤维环向与基体热失配产生的。轴向热应力较大时可能造成基体屈服或开裂,径向热应力和环向热应力则可能使界面脱黏。为由于热应力导致的界面脱黏和基体开裂的微观形貌。下面主要介绍轴向热应力。


电般而言,高模量高强度纤维的热膨胀系数小于基体的热膨胀系数。简单示意了纤维径向热应力产生的过程,制备温度下,基体和纤维的热匹配状态,当环氧板料限役温座低于其制备温度时,基体收缩程度大于纤维抽向收缩程度,如图8-2)街张机此财,纸地受压成力,基体受拉应力,南当环氧板材料服役温度高于共制备温度时,其体矿无照度期会小于开维物向伸长相度。


环氧板材料的界面相容性是指在制备、加工和使用过程中,环氧板材料各组元之间的相互配合程度。这主要包括两大部分一物理相容性和化学相容性。前者主要是指在应力作用下和温度变化时,材料性能和材料参数之间的关系。这又可以分为力学相容性和热物理相容性。力学相容性主要是指环氧板材料基体应有足够的强度和韧性,可以将外部载荷均匀地传递到增强体上,而不会产生明显的不连续现象。热物理相容性则主要是指基体和增强体在温度变化时相互配合的程度。本章主要介绍物理相容性的热物理相容性问题。环氧板材料的化学相容性相对较为复杂,其中最重要的问题是基体与增强体的化学反应,本章也将对其进行简要介绍


一般而言,环氧板材料的制备温度和服役温度都有所差别,而基体和增强体的热膨胀系数也会有所不同。

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