2-8复合材料的复合原理及界面

合集下载

界面结构课件

界面结构课件

位错间距D与柏氏矢量b的关系:
D
b
2 sin
2
当θ很小时,sin(θ/2)≈θ/2,于是:
D b
可以看出,θ较大时D就会变得很小,致使位错中心发生重
叠,因此该模型仅适用小角晶界。
2. 不对称倾转晶界
不对称倾转界的位错模型 (简单立方晶格)
不对称倾转晶界,如任意的(hk0)面,需要用柏氏矢量分别为[100] 及[010]的两组平行的刃位错来表示。
主要内容
一、晶界 二、界面的空间自由度 三、小角晶界及界面能 四、大角晶界及界面能 五、共格界面理论
纳米材料与纳米技术的发展,微电子与 光电子器件集成度的日益增高,使表面 与界面科学的重要性更加突出,成为当 今十分活跃的前沿领域。
界面是增强材料和基体间的结合处,即增强 材料分子和基体分子在界面形成原子作用 力;界面又作为从基体向增强材料传递载荷 的过渡带或媒介,对复合材料力学性能举足 轻重。界面的问题是复合材料的核心问题
原子面是连续的。 半共格晶界:晶面间距比较小的一个相发生应变,在界面位错线附近发生
局部晶格畸变。 非共格晶界:界面两侧结构相差很大且与相邻晶体间有畸变的原子排列。
(3)堆积层错
六方最紧密堆积
原子堆积排列
面心立方最紧密堆积
原子堆积排列层错
层错是堆积中原子排错了一层,错层上原子仍是密排的。 密堆原子层的表面能变化不大。 层错的畸变区约为一个原子的尺度,因此层错的交界区(晶界
学习的方法-宏观性能与微观结构
手机事故(寿命变短、爆炸)
硅电极的膨胀
一、晶界
1. 定义
多晶材料中晶粒间的交界过渡区称晶粒间界,简称晶界。 晶界对材料的力学、光学、磁学和电学性质影响很大。

材料表界面第八章-复合材料界面PPT课件

材料表界面第八章-复合材料界面PPT课件
❖ 分子链中引入环氧基一般有两种方法,一种是由含 活泼氢的化合物如酚类、有机酸类、胺类与环氧氯 丙烷发生开环反应,然后在碱的作用下闭环,引入 环氧基:
16
缩水甘油醚型环氧树脂
R - O H + C H 2 - C H - C H 2 C l O
R - O - C H 2 - C H - C H 2 C l O H
陶瓷基、水泥基、玻璃基
3
复合材料的特性
(1). 轻质高强
复合材料的密度低,在1.4~2.0之 间,约为钢的1/5,铝的1/2,因而 其比强度(抗张强度与密度的比)、 比模量(弹性模量与密度的比)比 钢、铝合金高,如高模量碳纤维/环 氧复合材料的比强度为钢的5倍,铝 合金的4倍。其比模量是钢、铝、钛 的4倍。轻质高强是复合材料适宜用 作航空、航天材料的宝贵性能。
缩水甘油胺型环氧树脂
R - O - C H 2 - C H - C H 2 O
R - N H 2 + C H 2 - C H - C H 2 C l O
R - N H - C H 2 - C H - C H 2 C l O H
R - N H - C H 2 - C H - C H 2 O
O
O
C O HC= C O CH HC=C
调节饱和二元酸和不饱和二元酸的比例,可以控制不饱和聚酯中双键的含量
然后,在引发剂的存在下,不饱和聚酯中的双键与苯乙烯 发生自由基共聚反应,交联成三元网状结构
O CO
O HC-CHCO
HC-CH
CH-Ph
CH-Ph
CH
O
n
O
CH n
CO
HC-CHCO
HC-CH
第8章 复合材料的界面

复合材料----复合材料的复合原理及界面

复合材料----复合材料的复合原理及界面

复合材料
第二章复合材料的复合原理及界面
1、弥散增强和颗粒增强的原理
1)弥散增强:复合材料是由弥散颗粒与基体复合而成,荷载主要由基体承担,弥散微粒阻碍基体的位错运动,微粒阻碍基体位错运动能力越大,增强效果愈大,微粒尺寸越小,体积分数越高,强化效果越好。

2)颗粒增强:复合材料是由尺寸较大(直径大于1 m)颗粒与基体复合而成,载荷主要由基体承担,但增强颗粒也承受载荷并约束基体的变形,颗粒阻止基体位错运动的能力越大,增强效果越好;颗粒尺寸越小,体积分数越高,颗粒对复合材料的增强效果越好。

2、什么是混合法则,其反映什么规律
混合法则(复合材料力学性能同组分之间的关系):σc=σf V f+σm V m,E c=E f V f+E m V m式中σ为应力,E为弹性模量,V 为体积百分比,c、m和f 分别代表复合材料、基体和纤维;反映的规律:纤维基体对复合材料平均性能的贡献正比于它们各自的体积分数。

3、金属基复合材料界面及改性方法有哪些
金属基复合材料界面结合方式:
①化学结合
②物理结合
③扩散结合
④机械结合。

界面改性方法:
①纤维表面改性及涂层处理;
②金属基体合金化;
③优化制备工艺方法和参数。

4、界面反应对金属基复合材料有什么影响
界面反应和反应程度(弱界面反应、中等程度界面反应、强界面反应)决定了界面的结构和性能,其主要行为有:
①增强了金属基体与增强体界面的结合强度;
②产生脆性的界面反应产物;
③造成增强体损伤和改变基体成分。

材料科学基础_第8章_材料的表面与界面

材料科学基础_第8章_材料的表面与界面
13
8.2.1 界面的空间自由度 ● 空间自由度是描述晶界两个相邻晶粒的相对取向。 ● 确定两个晶粒的相对取向最多需要5个自由度: --首先考虑坐标中初始位向一致的两个晶粒,沿坐标的某
一旋转轴u 互相旋转一个角度θ的情况,u 轴取向需要 2个变量(u 的3个方向余弦中的2个)。此时u 和θ三个
自由度决定了两晶粒的相对取向。 --对位向不一致的两个晶粒,晶界相对于其中一个晶体的
17
➢ 晶界特征 (1)晶界处点阵畸变大,存在晶界能。 (2)常温下晶界的存在会对位错的运动起阻碍运动,使塑
型变形抗力提高,使晶体(材料)的硬度和强度提高。 (3)晶界处原子具有较高的动能,且晶界处存在大量缺陷
。原子在晶界处扩散比晶内快得多。 (4)固态相变时易在晶界处形成新核。 (5)晶界上富集杂质原子多,熔点低 (6)晶界腐蚀速度比晶内快。 (7)晶界具有不同与晶内的物理性质。
忽略液体重力和粘度影响,则铺展是由固/气(SG)、固/液 (SL)和液/气(LG)三个界面张力所决定:
F LG cos SG SL SG SL LG cos
式中θ是润湿角;F 称润湿张力。 θ > 90°不润湿; θ < 90°润湿; θ = 0° 完全润湿。
(自由铺展)
润湿的先决条件是 S>G 。SL
4)固体的表面自由能和表面张力的测定非常困难。
9
8.1.4 固液界面与润湿 机械润滑、注水采油、油漆涂布、金属焊接、搪瓷坯釉、陶 瓷/金属的封接等工艺和理论都与润湿过程有关。 润湿的热力学定义:固体与液体接触后能使体系的吉布斯自 由能降低,称为润湿。
润湿形式: 附着润湿 铺展润湿 浸渍润湿
10
铺展润湿 概念:液滴落在清洁平滑固体表面的过程。

8-聚合物基复合材料制备方法

8-聚合物基复合材料制备方法

喷射成型工艺
3. 工艺流程
喷射成型工艺
4. 工艺控制 1)树脂凝胶时间 2)树脂/玻纤=(2.5~3.5)/1(质量比) 3)胶衣树脂凝胶 第N层
(2mm)
第一层
(1mm)
辊压
第二层
(2mm)
辊压……
最后一层(先喷树脂,后铺表面毡)
4)喷射速率:2~10Kg/min 5)树脂粘度:0.3~0.8Pa.S,含胶量约60% 6)玻纤为无捻粗纱,短切长度25~50mm
手糊成型工艺
三、手糊工艺过程
1. 原材料准备 1)胶液配制
胶液工艺性:胶液粘度、凝胶时间 手糊工艺进行前,必须进行胶液凝胶时间试验。要使凝胶时 间大于或等于所配胶液施工时间,否则手糊不能顺利进行。
不饱和树脂配方(质量份) 树脂:100份;过氧化甲乙酮:2份(引发剂); 萘酸钴苯乙烯溶液:1~4份(促进剂,加入量与环境温度有关)
加热
预浸料熔融
粘流态
固化
高弹态
玻璃态
加压作用:压实预浸料,制备结构均匀、致密复合材料 加压时机:粘流态与高弹态区间 加压太早:树脂流失过多 加压太迟:树脂已进入高弹态,树脂结构不致密
袋压成型
3. 真空封装材料铺叠顺序 专家系统:控制热压罐成型工艺过程
固化模型
流动模型:树脂流动特性 热化学模型:树脂体系吸热、放热过程 空隙模型:成型缺陷 内应力模型:收缩应力、热应力
手糊成型工艺 3. 固化(凝胶-----定型-----熟化)
固化方式
常温固化:温度>15℃ (25~30℃);湿度 ≤80% (15~30℃,8~24h) 加热固化:烘箱、固化炉、模具加热、红外 线加热 (60~80℃,1~2h)
丙酮萃取法 硬度法(巴氏硬度) >15

第8章复合材料力学性能

第8章复合材料力学性能
1.76g/cm3);
➢强度高,拉伸强度为3.62GPa; ➢模量高于GF,为125GPa; ➢韧性好,断裂伸长率为2.5%; ➢缺点:表面惰性大,与树脂界面粘结性能差,抗压、抗
扭曲性能差。
14
14
基体材料
① 基体材料选择三原则:
第一,基体材料本身力学性能较好,如有较高的内聚强 度、弹性模量;与增强纤维有相适应的断裂伸长率; 第二,对增强材料有较好的润湿能力和粘结力,保证良 好的界面粘结; 第三,工艺性优良,成型和固化方法与条件简单,固化 收缩率低。
Ⅱ型CF(高强型): 强度>3GPa; 模量为230~270GPa; 断裂伸长率为0.5~1%
联碳化合物公司P-140 型CF: 模量高达966GPa
东丽公司T1000型CF: 强度达到7.05GPa; 模量为295GPa;
13
13
③ 芳纶的力学特性
➢以Kevlar-49为代表的芳纶是一种高模量有机纤维; ➢密度小(1.44g/cm3,GF为2.54g/cm3,T300为
17
17
8.2.1 纵向拉伸性能 (1)纵向拉伸应力σL 、拉伸模量EL
单向纤维复合材料纵向拉伸加载示意图和单向板纵向拉伸 简化力学模型图如下: PL = Pf + Pm
Pf 、 Pm分别为纤维(fibre)和基体(matrix)承受的载荷
18
18
当用应力表示
PL = Pf + Pm
σL AL = σf Af + σm Am
单向(纤维增强)复合材料 双向(正交纤维)复合材料 多向(纤维增强)复合材料 三向(正交纤维增强)复合材料 短纤维增强复合材料
4
4
(1)单向(纤维增强)复合材料

西北工业大学王永欣材料科学基础考研最新课程教学大纲

西北工业大学王永欣材料科学基础考研最新课程教学大纲

西北⼯业⼤学王永欣材料科学基础考研最新课程教学⼤纲《材料科学基础》课程教学⼤纲⼀、课程基本信息1、课程代码:04200702、课程名称(中/英⽂):材料科学基础 / Fundamentals of Materials Science3、学时/学分:96 / 15,80 / 124、先修课程:⼤学物理、普通化学、物理化学,5、⾯向对象:本科⽣、研究⽣6、开课院(系):材料学院7、教材、教学参考书:教材:《材料科学基础》第⼆版,刘智恩主编,西北⼯业⼤学出版社,2003年参考书:1)《材料科学基础》,胡庚祥、蔡珣主编,上海交通⼤学出版社,2000年2)《材料科学基础》第⼆版,⽯德珂主编,西安交通⼤学出版社,2000年3)《材料科学基础》,潘⾦⽣、仝健民主编,清华⼤学出版社,1998年⼆、课程性质和任务本课程材料类各专业最主要的专业基础课。

以⾦属材料、陶瓷材料、⾼分⼦材料及复合材料为对象,从材料的电⼦、原⼦尺度⼊⼿,介绍了热⼒学、动⼒学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。

既具有较强的理论性,⼜与⽣产实践紧密相关。

其任务是:1)介绍材料的成分、微观结构、制备⼯艺及性能之间的关系;2)掌握材料科学与⼯程的基本理论,初步掌握分析、解决⼯程实际问题的思路和⽅法;3)初步掌握科学的实验⽅法和技术。

三、教学内容和基本要求第⼀章⼯程材料中的原⼦排列内容: 1) 原⼦之间的键合2)晶体学的基本概念及点阵类型3)晶向指数和晶⾯指数及其表⽰⽅法4)⾦属的晶体结构特点5)陶瓷的晶体结构6)晶体缺陷的类型及特征要求: 1) 熟练掌握晶⾯、晶向的表⽰⽅法2)熟练掌握三种典型的晶体结构3)熟练掌握晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质4)熟练掌握位错的应⼒场和应变能;位错的运动与交互作⽤第⼆章固体中的相结构内容: 1) 固溶体的分类、结构特点及性能2)⾦属间化合物相的分类、特点及性能3)陶瓷晶体相的结构及特点4)玻璃相及其形成5)分⼦相的结构特点要求: 1) 熟练掌握合⾦相的主要类型,形成条件、影响因素和性能特点2)掌握玻璃相的形成条件3)了解分⼦相的结构特点及分⼦晶体第三章凝固与结晶内容: 1) 结晶的基本规律2)结晶的基本条件3)晶核的形成4)晶体的长⼤5)陶瓷、聚合物的凝固6)结晶理论的应⽤要求: 1) 熟练掌握凝固基本规律及过冷度的概念2)熟练掌握形核的基本条件3)熟练掌握晶体长⼤条件、界⾯类型、长⼤机制及固溶体形态4)了解凝固理论解释或说明实际⽣产问题第四章相图内容: 1) 相、相平衡及相图制作2)⼆元匀晶相图3)⼆元共晶相图4)⼆元包晶相图5)其它⼆元要相图6)⼆元相图的分析⽅法7)相图的热⼒学解释8)铸锭(件)的组织与偏析9)三元相图要求: 1) 熟练掌握⼆元匀晶、共晶、包晶相图的特点2)熟练掌握⼆元匀晶、共晶、包晶相图平衡、⾮平衡凝固成分变化规律,能够分析结晶过程及得到的组织,能够熟练运⽤杠杆定律计算相及组织相对含量3)能依据相图判断合⾦的⼯艺性能与机械性能4)掌握铁碳相图,能够分析平衡结晶过程及室温下所得到的相、组织,并计算其相对含量5)初步掌握复杂⼆元相图分析⽅法6)熟练掌握三元合⾦成分表⽰⽅法7)掌握三元合⾦结晶过程中相与组织的转变规律8)能够绘制简单的等温截⾯图和垂直截⾯图第五章材料中的扩散内容: 1) 扩散定律及其应⽤2)扩散的微观机理3)扩散的热⼒学理论4)反应扩散5)⼀些影响扩散的重要因素要求: 1) 掌握扩散第⼀、第⼆定律的表达式及适⽤的条件,各符号的意义和单位2)熟练掌握扩散的微观机制3)熟练掌握扩散系数的意义和影响扩散的因素4)认识⼏种重要的扩散现象5)了解扩散的实际应⽤,如渗碳过程等第六章塑性变形内容: 1) ⾦属的应⼒—应变曲线2)单晶体的塑性变形3)多晶体的塑性变形4)合⾦的塑性变形5)冷变形⾦属的组织与性能6)聚合物的塑性变形7)陶瓷材料的塑性变形要求: 1) 熟练掌握滑移、孪⽣变形的主要特点2)熟练掌握滑移的微观机制3)熟练掌握多晶体塑性变形的过程、特点,以及细晶强化的机理4)熟练掌握合⾦塑性变形的特点,以及固溶强化、复相强化、弥撒强化的机理5)熟练掌握塑性变形对晶体微观组织结构、体系能量、⼒学性能和物理、化学性能的影响第七章回复与再结晶内容: 1) 冷变形⾦属在加热时组织和⼒学性能的变化2)回复3)再结晶4)再结晶后的晶粒长⼤5)⾦属的热变形要求: 1.熟练掌握冷塑性变形⾦属发⽣回复、再结晶和晶粒长⼤的条件、微观机理、影响因素2)掌握回复、再结晶的实际应⽤及晶粒⼤⼩的控制3)了解动态回复、动态再结晶的微观机制、性能特点等4)了解⾦属热变形的定义第⼋章固态相变内容: 1) 固态相变类型2)固态相变理论简介3)固态相变主要类型举例要求: 1) 了解固态相变的类型2)了解主要固态相变理论的基本思想3)了解典型的固态相变特点第九章复合效应与界⾯内容: 1) 复合材料、增强体及复合效应2)复合材料增强原理3)复合材料的界⾯要求: 1) 了解复合材料的分类2)了解复合材料增强原理3)了解界⾯类型、结合原理及性能四、实验内容和基本要求实验⼀、⾦相显微分析教学⽬标:学习和了解⾦相显微试样的制作过程和⽅法;通过对⾦相显微试样的分析,学习⾦相显微镜的使⽤⽅法,为以后的⾦相分析打下基础。

复合材料教学课件-8水泥基复合材料

复合材料教学课件-8水泥基复合材料

图12-15 聚合物水泥混凝土Konietzko结构模型
图12-15 聚合物水泥混凝土Konietzko结构模型
四、(钢筋混凝土)纤维 / 基体的界面 一般来讲,钢筋混凝土中纤维 / 基
体的界面具有比基体大的水灰比,易形 成较厚的水膜层,即界面薄弱层。
改善界面性能的途径:关键在于 提高最薄弱点(弱谷)的显微硬度及减 小过渡环的范围。
增强剂 — 短纤维; 基体— 硅酸盐水泥、调凝水泥
及高铝矿渣水泥等; 填料 — 沙、粉煤灰等。
2-2 影响材料性能的因素: 1)基体的性能: 2)纤维与基体水泥间的相互作用: 3)纤维与基体在热膨胀系数上的匹配: 4)纤维与基体在弹性模量上的匹配: 5)增强体性能:
1) 基体的性能:水泥基体不仅是传 递应力载荷,而且是受力的主体。
复合材料教学课件-8水泥基复 合材料
水泥颗粒之间的水与水泥发生水化反应生 成水化物,水化物占据了硬化物的主体。 水泥的强度是由这些水化物不留间隙地充 填了空隙而增强的(图12-3)。
图12-3 水泥的水化过程
水泥硬化的条件: 1)原料配比:最重要的是水与水泥
(W / C)比。 2)搅拌: 3)养生:凝结、硬化的过程中,在达到某种 程度的强度期间,促进水化反应,保护混凝土 不受来自外部的有害影响所做的工作叫养生。 其基本做法是在适当的温度范围内,给予充分 的湿度,不要施加冲击及过度的负荷。
2)喷射脱水法 图12-9 喷射脱水法流程
喷射脱水法是将玻璃纤维增强水泥喷射到 一个常有减压装置的铺有滤布的开孔台上。 喷射完后进行减压,通过滤布将玻璃纤维 增强水泥的剩余水分脱掉。其制品比直接 喷射制品强度高,但制品形状仅限于板状 或异性断 面等的弯曲加工制造。喷射脱水 过程可通过机械化很容易进行连续操作。
  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)。
方法 层状复合材料的界面
3
思考题
1、你认为铜-铝复合材料的界面结合存在哪些问题,如何加以 解决?
2、陶瓷层状复合材料应用的最大障碍是什么,通过哪些技术 途径可以推动该类材料的应用?
界面金属间化合物、氧化,复合温度控制、气体保护等。 制备工艺复杂(烧结难)、成本高,烧结助剂、纳米粉体、 开发新工艺等。
未处理
43.5
空气等离子体处理
54.3
接枝NA酸酐
121.3
层间剪切强度/MPa 50.1 62.7 106.0
15
图5 纤维位移测试原理
16
声学显微镜C-SAM,也叫扫描声波显微镜、声扫描显微镜、扫 描声学显微镜或超声波扫描显微镜。
超声波在行经介质时,若遇到不同密度或弹性系数的物质时, 即会产生反射回波。
由于中子源的限制,中子衍射法的应用还受到很大的限制。 X射线的穿透能力有限,X射线衍射法只能测定试样表面的残
17
图6 声学显微镜及其原理
18
单纤维拔出测试法是增强纤维改性效果和复合材料界面质量评 价的重要手段。
纤维的埋置深度要合理,目前试样的制备过程还十分复杂。
图7 单纤维拔出测试法原理
19
通过声发射技术,确定复合材料中纤维的断裂位置,从而确定 纤维断裂段的长度。
复合材料的界面剪切强度τ可以表示为 τ=Kdσ/(2L)
式中, d为纤维的直径;σ为纤维的断裂强度;L为实际测量出的最小断 裂长度的平均值;K=0.75。
可以准确地测量纤维断裂总次数和纤维多次断裂数及断裂纤维 的长度,结合力学实验可以确定界面强度和纤维的断裂强度。
20
21
图8 CF/PMR扫描电镜下动态拉伸照片
22
图9 SiCp/Al复合材料扫描电镜下动态拉伸照片
8
表1 界面层厚度与CF/PMR-15的界面剪切强度的关系
碳纤维表面处理条件 未处理
空气等离子体处理 接枝NA酸酐
界面相对厚度/nm 2.0~3.0 4.1~5.0 6.0~8.0
ILSS/MPa 41.4~42.7 91.0~94.2 100.5~101.7
聚酰亚胺树脂PMR:①在宽广的温度范围内保持高的强度。②高的热稳定性和氧 化稳定性。③优良的磨蚀特性。④优良的电性能,在高温下电性能基本保持恒定。
4
2.7 复合材料界面表征
界面形态及界面层结构的表征 界面结合强度的表征 界面残余应力的表征 增强体表面性能的表征
5
界面形态及界面层结构的表征
界面层厚度与形态受增强体表面性质、基体材料的组成及 性质等的影响。
界面的不同形态是界面微结构变化的反映,也与复合材料 的宏观力学性能存在密切的联系。
10
图3 Raman光谱仪及其获得的AS4碳纤维谱图
11
界面结合强度的表征
复合材料界面强度的原位测定法 声显微技术 单纤维拔出测试法 声发射技术 扫描电镜下动态加载断裂测量 扭辨分析表征界面效应 宏观测试技术
12
界面脱粘方法在显微镜下采用金刚石探针对复合材料中选定的 单根纤维的端部施加轴向载荷,使该纤维在一定深度内与周围 基体脱粘。
反射回波强度会因材料密度不同而有所差异,C-SAM即最利用 此特性来检出材料内部的缺陷,并依所接收讯号的变化成像。
只要被检测试样内部有脱层、气孔、裂缝…等缺陷时,即可由 C-SAM影像得知其相对位置。
不仅可以观察光学不透明材料的表面、亚表面的状态和性质, 而且可以观测材料内部的结构和性质,为非破坏性观察。
记录发生脱粘时的压力Pd,建立以纤维中心为对称轴的纤维、基 体、复合材料的微观力学模型。
通过有限元分析,计算出无限靠近纤维表面的基体中的最大剪 切应力,即的出纤维与基体间的界面剪切强度。
13
图4 界面脱粘方法测试原理
14
表2 CF/PMR-15复合材料的性能
碳纤维表面处理条件 界面剪切强度/MPa
⑤具有自熄性能,发烟量小。
9
采用Raman光谱方法可以表征聚合物基复合材料的界面层 结构。
通过增多扫描次数和改变激光波长,可以研究碳纤维/线 型聚合物复合材料界面的近程结构。
CF/PEEK是研究得比较多的模型体系。
PEEK,聚醚醚酮,是一种 耐高温、耐化学试剂和强韧 性优异的特种高分子材料 , 已在很多领域得到应用。
23
扭辫分析(torsional braid analysis)
测量物质在扭转振动负荷下的动态模量及力学损耗与温度关系的技术,使用样 品最少、测量灵敏度高。
支撑体辫子的表面为惰性时不会影响测量结果,但是当表面对被测物表现出活 性时则会影响测试结果。
适用于高分子材料及聚合物基复合材料,可反映界面结合情况。
复合材料原理
江苏大学材料学院
1
第二章 复合材料的复合原理及界面
2.1 复合原则 2.2 弥散增强及颗粒增强原理 2.3 单向连续纤维增强原理 2.4 短纤维增强原理 2.5 混杂增强原理 2.6 复合材料界面及其改性 2.7 复合材料界面表征
2பைடு நூலகம்
2.6 复合材料界面及其改性
界面的基本概念 聚合物基复合材料的界面改性 金属基复合材料的界面及其改性
通过计算机图像处理,可以直观地反映不同界面的形态, 相对测量出界面的厚度,并与复合材料的性能建立相应的 联系。
透射电镜(TEM)照片,经过图像处理可以获得层次清晰、 直观的界面信息。
6
图1 纤维增强复合材料界面的扫描电镜照片(后者玻纤经稀酸处理)
7
图2 透射电子显微镜(TEM)及复合材料界面形态照片
所得到的强度还与增强体的体积分数、分布,增强体、基 体的性质,以及复合材料中的缺陷数量、分布等因素有关。
宏观实验只能得到复合材料的总体强度,虽与复合材料的 界面结合强度有一定的联系,但无法得到独立的界面强度。
26
界面残余应力的表征
界面的残余应力的由来?
界面残余应力的表征是比较困难的,测量的方法主要有X射线 衍射法和中子衍射法。
将被测样品制成5%~10%的溶液或将它 熔化,然后浸渍在一条由几千根单丝(通 常用玻璃纤维)编成的惰性辫子上,将溶 剂除去或使熔体凝固后,即得到由被测材 料和惰性辫子组成的复合试样。
可以在所有力学状态(玻璃态、橡胶态或 粘流态)下对材料进行试验。
24
图10 几种宏观测试方法
25
宏观实验得到的强度是界面、基体和增强体共同受力情况 下在材料最薄弱环节破坏时的强度。
相关文档
最新文档