复合材料的界面及增强材料的表面处理

时间：2020-04-01

复合材料的界面及增强材料的表面处理
       复合材料的界面指基体与增强物之间化学成分有显着变化的、构成彼此结合的、能起载和传递作用的微小区域。一般可将界面的机能归纳为：传递效应、阻断效应、不连续效应、散射和吸收效应、诱导效应。界面上产生的这些效应，是任何一种单体材料所没有的特性，它对复合材料具有重要作用。界面的效应既与界面结合状态、形态和物理-化学性质等有关，也与界面两侧组分材料的浸润性、相容性、扩散性等密切相联。
       复合材料中的界面并不是单纯的几何面，而是一个多层结构的过渡区域，界面区是从与增强剂内部性质不同的某一点开始，直到与树脂基体内整体性质相一致的点间的区域。此区域的结构与性质都不同于两相中的任一相，从结构来分，这一界面区有五个亚层组成，每一亚层的性能均与树脂基体和增强基的性质、偶联剂的品种和性质、复合材料的成型方法等密切相关。
        由于界面尺寸小且不均匀，化学成分基结构复杂，力学环境复杂，及对于成分和相结构也很难做出全面分析。因此迄今为止对复合材料界面的认识还是很不充分，更谈不上一个通用的模型来建立完整的理论。所以对于界面只能简单罗列一下各个理论。
        对于聚合物基复合材料界面，其界面形成分为两个阶段：1.基体与增强纤维的接触与浸润过程；2.聚合物的固化阶段。目前有的理论为：界面浸润理论；化学键理论；物理吸附理论；变形层理论；拘束层理论；扩散层理论；减弱界面局部应力作用理论。
        对于金属基复合材料的界面，比聚合物基复合材料复杂的多。其中，Ⅰ类界面是平整的，厚度仅为分子层的程度，除原组成成分外，界面上基本不含其他物质；Ⅱ类界面是由原组成成分构成的犬牙交错的溶解扩散型界面；Ⅲ类界面则含有亚微级左右的界面反应物质（界面反应层）。

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