材料表面与界面-习题含答案

合集下载

材料表界面 习题答案

材料表界面 习题答案

材料表界面习题答案材料表界面习题答案近年来,随着科技的不断发展,材料表界面的研究成为了材料科学领域的热点之一。

材料表界面是指两个或多个不同材料之间的交界面,它们的性质和结构对材料的性能起着至关重要的作用。

因此,研究材料表界面的性质和行为对于开发新材料、改善材料性能以及解决材料失效问题具有重要意义。

一、材料表界面的定义和分类材料表界面是指材料中两个或多个不同相之间的交界面,它们的性质和结构往往与材料本身的性质有很大的差异。

根据不同的分类标准,材料表界面可以分为物理界面和化学界面。

物理界面是指两个相之间仅有形态和结构上的差异,而化学界面则是指两个相之间发生了化学反应,形成了新的化学物质。

二、材料表界面的性质和行为材料表界面的性质和行为受到多种因素的影响,包括界面能量、界面结构、界面化学反应等。

界面能量是指两个相之间的能量差异,它决定了界面的稳定性和相互作用力的大小。

界面结构则指的是界面上原子或分子的排列方式,它对界面的力学性能和电子结构具有重要影响。

界面化学反应是指两个相之间发生的化学反应,它可以导致界面的变化和材料性能的改变。

三、材料表界面的研究方法为了研究材料表界面的性质和行为,科学家们发展了多种研究方法。

其中,最常用的方法包括电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等。

电子显微镜可以观察到材料表界面的形貌和结构,X射线衍射可以分析界面的晶体结构,而拉曼光谱则可以研究界面的振动和光学性质。

四、材料表界面的应用材料表界面的性质和行为在材料科学和工程中具有广泛的应用。

例如,在材料加工过程中,控制材料表界面的性质可以改善材料的加工性能和机械性能。

在材料设计中,通过调控材料表界面的结构和化学反应,可以开发出新的材料,如纳米材料和复合材料。

此外,材料表界面的研究还有助于解决材料失效问题,如腐蚀、疲劳和断裂等。

综上所述,材料表界面是材料科学领域的一个重要研究方向。

通过研究材料表界面的性质和行为,可以为开发新材料、改善材料性能以及解决材料失效问题提供理论指导和技术支持。

材料的表面与界面

材料的表面与界面
区局部融化,然后又迅速冷却而结晶,会造成了表面层约1微米范围内晶粒尺寸不均匀.
(2)贝尔比层:材料经抛光后,表面形成厚度约5-100nm的光亮而致密层,称为· 金属和合金的贝尔比层往往存在非晶、微晶和金属氧化物.贝尔比层坚硬并且具有 良好的耐腐蚀性. 机械加工后金属表面组织:氧化物层(10-100nm)-贝尔比层(5-100nm)-严重 畸变区(1-2μ m)-强烈畸变区-轻微畸变区
通过晶格的收缩或扩张而形成特殊排列的位错作为两相的过渡区.过渡区的位错称为失配位错.
多晶材料中的界面;(1)多晶材料中的相平衡 两个非共格相界的平衡: ①120︒<ψ <180︒时,第二相在母相中呈圆形,对母相不润湿,呈柱状分布; ②60︒<ψ <120︒时,第二相在母相三晶粒交界处沿晶界部分渗入; ③0︒<ψ <60︒时,第二相在母相三晶粒交界处形成三角状,随二面角减小铺展的越开; ④ψ =0︒时,第二相在母相的晶界区铺开;
旋转对称:旋转角θ =2π /n,n为正整数,称为旋转对称的滑移群:对某一直线作镜像反应后,再沿此线平行方向滑移 半个平移基失.镜像滑移群+点群→17种对称群,称为二位空间群. 原子的表面密度:单胞中某一表面上原子的总面积与该表面积之比.ρ =Aa/As (2)清洁表面:在真空中分开晶体,或将已有表面在真空中经过离子轰击、高温 脱附后得到的表面,这种表面没有吸附其它异类原子,只存在表面原子的排列变化 ①表面重构:形成晶体表面的悬空键的存在,使其处于高能不稳定状态,为了降低 表面自由能,表面原子的位置必然发生变化,这种变化的结果,使得表面原子的 平移对称性与理想表面显著不同,这种表面变化称为表面重构. ②表面弛豫:为了降低体系能量,表面上的原子会发生相对正常位置的上或者下 位移,表面原子的这种位移称为表面弛豫.其显著特征是表面第一层原子和第二层 原子之间的距离改变,越深入体相,弛豫效应越弱,并迅速消失. ③表面台阶结构:存在各种各样的缺陷:TLK模型,T指平台,L表示单原子高度的 台阶,K表示单原子尺度的扭折. (3)吸附表面:除了表面原子几何位置发生变化外,还通过吸附外来原子来降低 表面自由能.包括物理吸附(弱、快、无选择性)和化学吸附(强、慢、选择性). 表面热力学:①表面自由能:自由能极图 ②表面自由能的各向异性影响因素:a.键能Eb; b.单位面积键的数量 ③晶体的稳定形状:表面自由能趋向最小,所以对于各向同性的液体来说,形状 总是趋于球形.定义体积恒定情况下表面自由能最小的形状为平衡形状. 对于各向异性的晶体来说,晶体的平衡形状就是自由能极图的最大内接多边形 实际表面:①表面粗糙度(表面不平整程度小于1mm时)R=Ar/Ag Ag为几何表面积;Ar为包括内表面在内的实际表面积 ②表面杂质的偏析(表面杂质浓度比体内大时)与耗尽(表面浓度比体内小时) 如果杂质原子在表面能使表面自由能降低,则形成偏析,反之形成耗尽; 由热力学条件得出、且偏析尺度为原子尺度(纳米级),称为平衡偏析; 实际上表面的偏析主要发生在几十纳米到几个微米的范围,这种偏析为非平衡 偏析,原因:表面区内存在许多空位、晶格畸变等缺陷,它们形成了明显的应力 场,并引起相应的畸变能,与主成分原子半径不同的各种杂质,进入畸变区域后, 将有利于畸变能的减少,使表面自由能降低,故形成各种非平衡偏析. ③金属与合金的表面组织受环境温度、氧气分压、合金组分浓度等的影响; 表面组织: (1)表面层晶粒尺寸变化:在切磨、抛光等机械加工时,产生大量的热,使表面

材料表界面 作业答案

材料表界面 作业答案
二维理想气体定律 理想气体状态方程
πA=RT
表面压较小的情况下成立
pv=RT
忽略了分子间互相作用力,利用理想化模型推导公式 低压、高温条件下成立
总结: 界面化学四大ຫໍສະໝຸດ 律 Laplace 方程 Kelvin 公式
p (1/ r1 1/ r2 )
P 2 V 2 M P0 r r
求出表面张力σ,即:
(2)修正的原因:①把凹凸月面当作球面近似处理。②只有在凹月面的最低点毛细上升的高 度才是h ,凸月面的最高下降才为h ,其余各点均大于h 。
6.试用Kelvin公式解释空气中水蒸汽过饱和的原因。在20℃下水的密度ρ =998.2kg/M3,表面张力为72.8*10(-3)N/m,若水滴半径为10(-6)cm,求水的 过饱和度。 答:(1)由Kelvin公式: P 2 V 2 M RT ln (2-40) P0 r r P0 为平液面的蒸汽压,P 为弯液面的蒸汽压,V 为液体摩尔体积,r 为弯液面的 曲率半径。 由上式可知,液滴的半径越小,其蒸气压越大。下面图示为根据 Kelvin 公式得 出的正常液体(平面)与小液滴的饱和蒸气压曲线。
5. 毛细管法测定液体表面张力的原理是什么?为什么要对毛细管法进行修正? 答:原理:液体在毛细管中易产生毛细现象。由Laplace方程推广到一般情况:
gh=2 /r (2-20) 其中△ρ 为气液两相密度之差, θ 为液体与管壁之间的接触角
,r为毛细管的半径,由上式,从毛细管上升或下降高度h可以
v a3 a v1/ 3 0.00951/ 3
其表面积为: A=6a =6*0.0095 =
2 2/3
比表面积=
表面积 6*0.00952/3 = (cm 2/g) 质量 0.1

材料表面与界面复习题

材料表面与界面复习题

1.液体原子构造的主要特征。

〔1〕液体构造中近邻原子数一般为5~11个〔呈统计分布〕,平均为6个,与固态晶体密排构造的12个最近邻原子数相比差异很大;〔2〕在液体原子的自由密堆构造中存在五种间隙,四面体间隙占了主要地位。

〔3〕液体原子构造在几个原子直径范围内是短程有序的,而长程是无序的。

2.液体外表能的产生原因。

液体外表层的分子,一方面受到液体内层的邻近分子的吸引,另一方面受到液面外部气体分子的吸引,而且前者的作用要比后者大。

因此在液体外表层中,每个分子都受到一个垂直于液面并指向液体内部的不平衡力。

这种吸引力使外表上的分子趋向于挤入液体内部,促成液体的最小外表积。

要使液体的外表积增大就必须要对抗液体内局部子的吸引力而做功,从而增加分子的位能,这种位能就是液体的外表能。

3.液体外表张力的概念与影响因素。

液体外表层的原子或分子受到内部原子或分子的吸引,趋向于挤入液体内部,使液体外表积缩小,因此在液体外表的切线方向始终存在一种使液体外表积缩小的力,其合力指向液体内部的作用力,这种力称为液体外表张力。

液体的外表张力大小受很多因素的影响。

如果不考虑液体内部其它组元向液体外表的偏聚与液体外部组元在液体外表的吸附,液体外表张力大小主要受物质本身构造、所接触的介质与温度的影响。

〔1〕液体的外表张力来源于液体内部原子或分子间的吸引力,因此液体内部原子或分子间的结合能的大小直接影响到液体的外表张力的大小。

一般来说,液体中原子或分子间的结合能越大,外表张力越大。

具有金属键原子结合的物质的外表张力最大;其次由大到小依次为:离子键结合的物质、极性共价键结合的物质、非极性共价键结合的物质。

(2)液体的外表张力的产生是由于处于外表层的原子或分子一方面受到液体内部原子或分子的吸引,另一方面受到液体外部原子或分子的吸引。

当液体处在不同介质环境时,液体外表的原子或分子与不同物质接触所受的作用力不同,因此导致液体外表张力的不同。

一般来说,介质物质的原子或分子与液体外表的原子或分子结合能越高,液体的外表张力越小;反之,介质物质的原子或分子与液体外表的原子或分子结合能越低,液体的外表张力越大。

材料表面与界面-07

材料表面与界面-07

Young方程
s g s l cos q lg
(1)完全润湿 sg sl l g时 cosq 1,q 0
s g sl l g 时,Young方程不成立,
但液体仍然可以在固体表面完全铺展开来;
(2)润湿 0 sg sl l g时, 1>cosq 0,q 90

如何提高材料的强度而不损失其塑性?这是众多材料科学 家面临的一个重大挑战。 中科院沈阳金属卢柯等与美国麻省理工学院S. Suresh教 授合作,在过去大量研究工作的基础上提出,为了使材料 强化后获得良好的综合强韧性能,强化界面应具备三个关 键结构特征: (1)界面与基体之间具有晶体学共格关系;

能的变化为
G SV SL LV
L-g界面可忽略
S-g界面
L-g界面
S-L界面
S
S
铺展过程
s 液体在固体表面的铺展示意图
铺展系数(spreading coefficient) 对于铺展润湿,常用铺展系数SL/S来表示体系自由能 的变化,如
S L / S G SV SL LV




2.1 晶界分类
(1) 按两个晶粒之间夹角的大小来分: 小角度晶界: θ=0°→3~10° 中角度晶界: θ=3°→10~15° 大角度晶界: θ>15° (2) 根据晶界两边原子排列的连贯性来分:
共格晶界: 两种相的原子在界面处完全匹配,形成完整格界面。
半共格晶界:晶面间距相差较大,在界面上将产生一些位错,以 降低界面的弹性应变能,这时界面上两相原子部分地保持匹配 。 非共格晶界: 界面上两相原子无任何匹配关系。
V

材料表面与界面5-1

材料表面与界面5-1

Si O Si O Si O Si O
OH
8.3.体相改性
只讨论聚合物表面结构的影响 8.3.1共混物表面 1)表面张力影响 PS /d-PS共混体系 66%/ 33% PS /d-PS成分完全一样
γ d − PS − γ PS = −7.8 ×102 mJ / m 2
184℃退火
d-PS 45天
功效: 1)材料表面分子键断裂 2)引入含氧基团 表面能增加,接触角减小 应用: 聚合物薄膜 特别是<1mm的薄膜
影响因素:
①电压
一般电压升高,处理效果增强 处理材料表面的厚度决定电压 薄膜一般在15kV
②电流 输出电流增加,处理效果增强。 当输出电流达到某临界值后,电晕处 理的效果增加不多
聚乙烯表面处理输出电流与聚乙烯表面张力的关系
磨性、生物相容性
2)气相沉积
贱射:离子束等轰击金属表面,使金 属原子蒸发,然后沉积到材料表 面上 物理蒸气沉积(PVD): 加热或贱射使金属原子蒸发,然 后沉积到材料表面上 化学蒸气沉积(CVD): 将金属氧化物还原成金属原子, 然后沉积到材料表面上
8.2.化学方法改性
8.2.1表面化学反应 1)固液界面反应 成熟技术:含氟化合物表面处理 方法:萘——Na 氨——Na 溶液浸泡
PVME MWps 517~127000 MWpvme 99000
MWps
3)成型条件影响 PVC /PMMA共混体系
γ PVC = 41.9
THF为溶剂 MEK为溶剂
γ PMMA = 41.2
非均相膜 均相膜 PMMA表面富集 PMMA表面微富集
8.3.2嵌段共聚物表面 嵌段共聚物形态 <20% 球状 20~40% 圆柱状 40~60% 层状 1)组分表面张力影响 PS -PDMS嵌段共聚物

表面与界面物理思考题答案

表面与界面物理思考题答案

表面与界面物理思考题答案邓老师部分 (2)1,原子间的键合方式及性能特点。

(2)2,原子的外层电子结构,晶体的能带结构。

(2)3,晶体(单晶体,多晶体)的基本概念,晶体与非晶体的区别。

(2)4,空间点阵与晶胞、晶面指数、晶面间距的概念,原子的堆积方式和典型的晶体结构。

(2)5,表面信息获取的主要方式及基本原理。

(3)6,为什么XPS可获得表面信息,而X射线衍射只能获得体信息?(3)7,利用光电子能谱(XPS)和俄歇(A UGER)电子能谱(AES)进行表面分析的基本原理和应用范围。

(4)8,透射电子显微镜有哪几种工作模式,它们可获得材料的什么信息? (4)9,扫描电子显微镜的二次电子像和背反射电子像的成像原理。

(4) 10,说明电子束的基本特征,举出几种利用电子束的波动性和粒子性的分析技术。

(5)11,什么是电子结合能的位移?价带能态密度可采用什么方法测试,简述其原理。

(5)12,表面的定义,什么是清洁表面和实际表面? (5)13,什么是表面的TLK模型?表面缺陷产生的原因是什么? (5)14,什么是表面弛豫和表面重构?画出表面弛豫和表面重构的原子排列图。

(5)15,为什么表面原子排列与体内不同,请比较重构与弛豫的异同,并解释S I(111)2×1重构的成因。

(6)16,纳米材料有哪些效应? (6)17,说明表面张力和表面自由能分别用于什么情况。

解释表面吸附对表面自由能的影响。

如何测试材料的表面自由能,简述其基本原理。

(6)18,什么是晶体材料的易生长晶面,它与什么因素有关?N A C L 为简单立方晶体,它的易生长晶面是什么? (7)陶老师部分 (8)1,表面态的产生原因和种类,它对材料性能有何影响? (8)2,形成空间电荷区的原因和表面空间电荷区的类型。

(8)3,什么是准费米能级? (8)4,有一半导体材料,其体费米能级在导带下1/3E G处,表面费米能级距导带2/3E G处,E G 为禁带宽度。

材料表面与界面分析复习题

材料表面与界面分析复习题

1表面、界面的定义与理解:表界面是由一个相过渡到另一相的过渡区域。

习惯上把固-气、液-气的过渡区域称为表面,而把固-液、液-液、固-固的过渡区域称为界面。

根据物质的聚集态,表界面通常可以分为以下五类:固-气;液-气;固-液;液-液;固-固;物理表面包括:理想表面、清洁表面、吸附表面表面是一个抽象的概念,实际常把无厚度的抽象表面叫数学表面,把厚度在几个原子层内的表面叫作物理表面,而把我们常说实际的固体表面叫工程表面。

2 理想表面理论前提:①不考虑晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响;②不考虑表面原子的热运动、热扩散、热缺陷等;③不考虑外界对表面的物理-化学作用等;④认为体内原子的位置与结构是无限周期性的,则表面原子的位置与结构是半无限的,与体内完全一样。

3何为清洁表面?清洁表面获得方法?指不存在任何污染的化学春表面,即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等一系列物理、化学效应的表面。

获得清洁表面的几种方法: ①在获得超高真空的同时获得清洁的表面。

②用简单的加热方法去除表面的沾污。

③在化学气氛中加热去除那些通过简单加热不能清除的化学吸附沾污。

④对于较顽固的沾污,可以利用惰性气体离子(如Ar+、Ne+)轰击表面而有效地清除污染。

⑤对于一些晶体,可以采用沿特定的晶面自然解理而得到清洁表面。

⑥在适当的基片上通过真空蒸发法获得预想的单晶和多晶薄膜,作为研究对象的清洁表面。

4 根据原子结构的不同清洁表面分哪几种?图示说明(PPT)弛豫表面:指表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直间距d s和体内原子层间距d0相比有所膨胀和压缩的现象。

可能涉及几个原子层。

重构表面:指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内,但在垂直方向上的层间间距d0与体内相同。

台阶结构:表面不是平面,由规则或不规则台阶组成。

由于晶体内部缺陷的存在等因素,使晶体内部应力场分布不均匀,加上在解理晶体对外力情况环境的影响,晶体的解理面常常不能严格地沿所要求的晶面解理,而是伴随着相邻的倾斜晶面的开裂,形成层状的解理表面。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章
1、什么是Young 方程?接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系?
答:Young 方程:界面化学的基本方程之一。

它是描述固气、固液、液气界面自由能γsv ,γSL ,γLv 与接触角θ之间的关系式,亦称润湿方程,表达式为:γsv -γSL =γLv COSθ。

该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态。

关系:一般来讲,接触角θ的大小是判定润湿性好坏的依据,若θ=0.cosθ=1,液体完全润湿固体表面,液体在固体表面铺展;若0<θ<90°,液体可润湿固体,且θ越小,润湿性越好;90°<θ<180°,液体不润湿固体;θ=180°,完全不润湿固体,液体在固体表面凝集成小球。

2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象,在夏天的乌云中,用飞机撒干冰微粒,试气温骤降至293K ,水气的过饱和度(P/Ps )达4,已知在293K 时,水的表面能力为0.07288N/m ,密度为997kg/m 3,试计算:
(1)在此时开始形成雨滴的半径。

(2)每一雨滴中所含水的分子数。

答:(1)根据Kelvin 公式有
'2ln 0R RT M P P ργ=
开始形成的雨滴半径为:
0ln 2'p p
RT M
R ργ=
将数据代入得:
m R 101079.74ln 997293314.8018.007288.02'-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=
(2)每一雨滴中所含水的分子数为N=N A n ,n=m/M=ρV/M ,得
个661002.6018.03997)1079.7(14.34)(34233103'=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯===-A A N M R N M V N ρπρ
3、在293k 时,把半径为1.0mm 的水滴分散成半径为1.0μm 的小水滴,试计算(已知293K 时水的表面Gibbs 自由为0.07288J .m -2)(1)表面积是原来的多少倍?
(2)表面Gibbs 自由能增加了多少?(9分)
答:(1)设大水滴的表面积为A 1,小水滴的总表面积为A 2,则小水滴数位N ,大水滴半径为r 1,小水滴半径为r 2。

212
21244r r N A A ππ= 又因为将大水滴分散成N 小水滴,则
32313434r N r ππ= 推出 3
21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=r r N =93100.1mm 0.1=⎪⎭⎫ ⎝⎛um 故有 ()()10000.140.141022
912=⨯⨯⨯=mm um A A ππ 即表面积是原来的1000倍。

(2)表面Gibbs 自由能的增加量为
()()
212212421r Nr r A A dAs G A A -=-==∆⎰πγγ
=4*3.142*0.07288*[109*(10-6)2-(10-3)2] =J 4-1015.9⨯
第二章
1、什么是CMC 浓度?试讨论影响CMC 的因素。

请设计一种实验测定CMC 的方法。

答: (1)CMC 浓度是指随着表面活性剂浓度上升,溶液的表面张力逐渐下降,直至表面张力几乎不变时所发生转折时的浓度。

(2)疏水基的影响、亲水基、温度、添加剂(电解质、有机物)。

(3)测定方法:测定电导率、渗透压、冰点、增溶性、洗净力等物理量发生显著变化的转折点
2、温度对离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂溶解度的影响有什么不同?为什么离子型表面活性剂在K.P点以上溶解度迅速增大,而非离子型表面活性剂溶液在C.P点变成浑浊?
答:(1)离子型:在足够低的温度下,溶解度随温度升高而慢慢增大,当温度达到一定值后,溶解度会突然增大——Krafft 现象
非离子型:溶解度随温度升高而下降,当温度升高到一定温度时,溶液会突然变浑浊
(2)离子型:表面活性剂以胶束形式溶解
非离子型:温度上升时,氢键被削弱,达到C.P.点时,氢键断裂,表面活性剂从溶液中析出,溶液变得浑浊。

3、试求表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的HLB值。

答:十二烷基苯磺酸钠HLB=ΣH−ΣL+7=38.7−(12+6)×0.47+7=37.24
第三章
1、试讨论用液态氧化法处理聚合物的优缺点。

答:优点:(1)可润湿性大大增加(2)表面张力增大(3)与各种液体接触角明显减小,粘接性能大大增加。

缺点:氧化处理会有大量的酸废液产生,污染严重。

2、聚合物表面接枝有哪些方法?其原理各是什么?
答:(1)表面接枝聚合大分子偶合添加接枝共聚物
(2)表面接枝聚合:在光、辐射线、紫外线、等离子体使聚合物表面产生活性种,引发乙烯基单体自由基聚合,进行表面接枝。

大分子偶合:聚合物表面产生反应性活性基团,使之与带有反应基团的大分子反应偶合,实现其表面接枝。

添加接枝共聚物在欲改性的高聚物中添加有界面活化性能的共聚物成型,共聚物亲基材段嵌入到基材内部,留下接枝段在基质聚合物的表面上,达到表面改性的目的。

3、分别用等张比容和内聚能密度法估算下列高分子化合物的表面张力。

1)聚苯乙烯
2)聚乙二醇(聚氧化乙烯)
第四章
1、什么是偶联剂?说明硅烷偶联剂对玻璃纤维增强塑料的作用机理。

用偶联剂进行表面处理有哪些方法?
答:(1)偶联剂是分子含有两种不同性质基团的化合物,其中一种基团可与增强材料发生物理或化学作用,另一种基团可与基体发生物理或化学作用。

(2)①X 基团的水解,形成硅醇;②硅醇的羟基之间以及硅醇的羟基与玻璃纤维表面的羟基形成氢键;③硅羟基间脱水形成硅氧键。

2、高性能纤维的表面处理方法有哪些?
答:(1)表面清洁处理(2)表面氧化处理(3)表面涂层(4)化学气相沉积(5)电聚合处理(6)低温等离子处理(7)表面接枝
3、什么是化学键理论?化学键理论有什么缺陷?举例说明化学键理论在碳纤维表面处理中的应用。

答:(1)化学键理论认为两相之间实现有效的粘接,两相的表面应含有能相互发生化学反应的活性基团,通过官能团的反应以化学键合形成界面。

若两相不能进行化学反应,也通过偶联剂的媒介作用以化学键相互结合。

(2)缺陷:不能解释以下现象①有些偶联剂不含有与基体树脂起反应的活性基团,却有很好的处理效果。

②偶联剂在增强纤维表面有多层结构而并非由化学键理论推导的单层结构,③基体树脂固化,热应力松弛效应。

(3)应用:在表面氧化或等离子、辐射等处理过程中,纤维表面产生了羧基、羟基等含氧活性基团,提高了与环氧等基体树脂的反应能力,使界面形成了化学键,大大提高了粘接强度。

第五章
1、纤维对液体的接触角的测定的方法有哪些?
答:(1)单丝浸润法(2)单丝浸润力法(3)毛细浸润法
2、简述单丝抜脱实验
答:将单根纤维单丝的一部分垂直埋如基体之中,然后将单丝从集体中拔出,测定纤维抜脱的应力,从而求出纤维与基体间的界面剪切强度。

3、界面结合强度是否越强越好?为什么?
答:(1)界面结合不是越强越好(2)原因:当界面结合强度大于基体强,应力不能沿界面缓解,直接作用到纤维断口的基体上,使基体首先在纤维的断点处破坏并形成裂缝。

在持续外力的作用下,裂缝沿垂直于纤维轴方向向基体纵深进一步发展,这一裂缝还会引起附近纤维的连锁断裂,导致复合材料断裂。

所以界面结合不是越强越好。

相关文档
最新文档