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【环氧板】材料性能产生较大影响。

界面层是环氧板材料中连接基体和增强体的重要组成部分。界面层材料主要是指环氧板材料中需单独制备的,用于作界面层的材料。由于其厚度较薄,一般为为纳米或亚微米级,,因而称其料力学性能、


为低维材料。界面层占整个环氧板材料的体积比不到10%,但它却是决定复层设计有重要作用。抗环境复蚀性能的关键因素之。因此,了解界面层材料及其性能对界面层


对于聚合物基环氧板材料,界面层材料主要是用来增强基体和增强 体的结合力。 不同类型的聚合物基体和增强体需选用不同类型的界面层材料。对于金属基环氧板材料,界面层主要用来防止增强体和基体的过度反应,不同的环氧板体系也需选用不同的界面层。这将在第9章中做详细介绍。对于陶瓷基环氧板材料,界面层材料主要选用层间结合力较弱的材料,以提高环氧板材料韧性。不同类型的基体和增强体的界面层材料具有较高的统一性,因而本节主要介绍用于陶瓷基环氧板材料的弱界面层材料。


具有层状晶体结构的材料层间结合力较弱,当裂纹扩展至材料的层面时,可使裂纹发生分叉,改变裂纹扩展方向,起到明显的增韧效果。因此,这种材料是较为理想的界面层材料。具有层状晶体结构的材料主要有石墨结构的热解碳(PyC)和六方BN.部分氧化物如层状硅酸盐、可解离的六方铝酸盐等也具有层状结构,此外,还有一些非层状弱结合的氧化物界面层。


这是因为块体材料的强度和模量会随气孔率的升高而降低,而陶瓷基环氧板材料强度又主要取决于基体和增强体的模量匹配,其最终结果是基体气孔率影响整个环氧板材料强度。


此外,对于某些功能材料,其不同的结构会导致物理性能有所不同。可根据需要排布功能体方向实现环氧板材料某个方向上的功能。如,磁性环氧板材料中,磁轴在外加磁场下的取向,将显著导致磁性环氧板材料的各向异性。因此,在进行环氧板材料设计时,必须考虑环氧板材料的结构效应。


结构环氧板材料的环氧板效应主要是尺寸效应、界面效应、尺度效应和结构效应。缺陷会降低材料强度,材料尺度越小,其缺陷概率越低,这是材料具有尺寸效应的原因。而界面效应、尺度效应和结构效应是不同性质材料的相互作用或耦合,是从力学上理解环氧板材料的基础。其中,界面效应是环氧板材料的典型特征,对环氧板材料的性能起着重要的作用,但对很多环氧板材料界面的结合机理尚未有统一的认识。尺度效应是不同尺度的材料相互耦合,不同尺度的材料起到不同的作用,从而环氧板材料有优异的性能。结构效应是由不同结构设计产生的系统综合效应。


环氧板材料通常由增强体、界面/界面层和基体组成,,其中增强体和界面层是材料强韧化的。


相比于扶体村科,品须纤维照教等材料中,缺陷尺才受限因面材料的力学性能优异华 为增强体可建高材料的刀学性能。高性能的增强体一般制备技术复杂。 制备工艺仍然是材料研究的重点和难点。此外,某些新型材料,如碳纳米管碳纤维碳化硅纤维、氮化硅纤维等,还具有电磁、热、光电等功能,是实现材料结构功能一体化的重要途径。


为了传递应力,实现裂纹偏转、纤维拔出、纤维桥接等增韧机制,合理的界面结合强度是必要的,界面层材料是调控界面结合的途径。此外,它还可以阻止基体与增强体之间的不良反应。界面层材料多选用层间剥离力较低的层状材料或较弱的多孔材料,应与环氧板材料中的其他组元具有良好的相容性。


对于1-3.2-3,2-2和3-3型等类型的环氧板材料,增强体的几何取向对环氧板材料性能产生显著影响。对于1-3构型(单向连续纤维增强)的环氧板材料,在增强体轴向和径向,环氧板材料的性能如力学、导热等有着明显的差异。对于2-2或2-3型结构的环氧板材料,在增强体的平面方向和垂直平面的方向性能截然不同。这将在后续环氧板材料力学性能介绍中有明显的体现。


对于0-3型(颗粒增强或增韧)等类型的环氧板材料,颗粒形状不同可能造成环氧板材料的性能差异。但由于此时基体仍为连续相.故若不考虑界面的影响,环氧板材料的性质仍取决于基体的性质对于1-3或2-3型结构的环氧板材料,由于增强体为1维或2维连续相,若其性质和基体有较大差异,则增强体可能会对环氧板材料的性能起支配作用。

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