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【环氧板】材料的界面效应


界面效应是
环氧板材料的特征,是单一材料没有的特性,对环氧板材料的性能有着重要的影响。界面效应与界面两侧组分材料的浸润性、相容性及扩散性等因素相关,也与界面的物理化学性质、形态和结合状态有关。总的来讲,环氧板材料的界面效应主要有传递效应、阳断效应、不连续效应、散射和吸收效应以及诱导效应。

(1)传递效应。
环氧板材料所受外力一.般直接作用到基体上。界面的传递效应主要是指其将环氧板材料所受外力由基体传递到增强体上,起到基体和增强体的桥梁作用。C/SiC环氧板材料,一般采用热解碳(PyC)作为界面层。界面相的存在可以改变纤维与基体之间的凹凸-凸凹交互啮合状况,进而改变应力传递效果。在滑移过程中界面相厚度的增加可以削弱啮合的强度,进而改变整个环氧板材料强度。


(2)阻断效应。适当结合强度的界面可以阻止裂纹扩展,或改变裂纹扩散路径,减缓应力集中,以此增大裂纹扩展所需能量,提高材料强度。


(3)不连续效应。在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦的现象,如抗电性、电感应性、磁性、耐热性和磁场尺寸稳定性等,称为不连续效应。对SiC/PyC/硼硅酸盐玻璃环氧板材料中,PyC界面相的热膨胀系数(CTE)和两侧材料的CTE存在差异,即CTE是不连续的。界面的CTE大小对基体的残余热应力影响较小,而对界面及纤维的残余热应力有较大影响


(4)散射和吸收效应。波动(光波、声波、热弹性波和冲击波等)在界面上产生散射和吸收,从而使材料拥有透光性、隔热性、隔声性、耐机械波冲击和耐热冲击等性能。具有BN界面相 的Nicalon/SiC环氧板材料在氧化环境下,BN界面可在大于450 °C的温度下氧化生成液态的B2O3。液态B2O3可阻止内部的界面相和纤维进步氧化,从而使Nicalon/SiC环氧板材料高温强度可以保持到1100C。以PyC作为界面相的陶瓷基环氧板材料,由于碳在氧化性环境下 具有较高的化学活性,500 °C时就很容易氧化生成气体氧化物,严重影响了纤维/基体之间的结合,进而影响了环氧板材料的力学性能。因此该类环氧板材料具有力学性能对中等温度(大约 500~1 000 °C)和对连续外力下氧化环境较为敏感的弱点。

(5)诱导效应。一种物质(通常是聚合物基体)在另一种物质(通常是增强体)表面结构的诱导作用下发生改变,由此产生-.些现象,如强弹性、低膨胀性、耐热性和冲击性等。

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