图1-4环氧树脂及其固化辅助剂
纤维与基体的组合界面相?增强纤维基体碳硼玻璃芳纶氧化铝碳化硅热固性树脂不饱和聚酯树O444xx脂00004o环氧树脂004444聚酰亚胺树脂热塑性树脂0404PEEKxx044泛用树脂xxx金属000铝0x×钛0O04xx0镁444x×◎好×差○较好A一般
纤维与基体的组合(界面相?) 基 体 增 强 纤 维 玻璃 芳纶 碳 硼 碳化硅 氧化铝 热固性树脂 不饱和聚酯树 脂 环氧树脂 聚酰亚胺树脂 热塑性树脂 PEEK 泛用树脂 金属 铝 钛 镁 好 较好 一般 差
碳纤维与基材树脂的结合?实为碳纤维表面的浆料与基材树脂的结合!碳纤维制造的最后工序:对纤维进行表面处理并上浆,使纤维表面附着一层浆料,保护纤维。浆料多为溶于水的树脂根据相关报道:原丝、氧化、碳化、浆料为各制造商的商业秘密。浆料技术最为神秘!(日本东丽公司有上千种?)复合材料公司:提供碳纤维纺织物,提供配套的基材树脂matrix)和预浸料(半固化片)
碳纤维与基材树脂的结合? 实为碳纤维表面的浆料与基材树脂的结合! ▪ 碳纤维制造的最后工序:对纤维进行表面处理 并上浆,使纤维表面附着一层浆料,保护纤 维。浆料多为溶于水的树脂。 根据相关报道:原丝、氧化、碳化、浆料为各 制造商的商业秘密。浆料技术最为神秘!(日本 东丽公司有上千种 ?) ▪ 复合材料公司: ▪ 提供碳纤维纺织物,提供配套的基材树脂 (matrix)和预浸料(半固化片)
界面和界相Interface,interphase界面是复材性质的决定性因素界面是从基体到增强体的过渡区域,并非单纯的一个几何面:其微观结构和性质均不同,取决于基体和增强体、增强体的表面处理、复材制备工艺等;界面区的宽度:数纳米至数干微米:界面结合bonding或黏结adhesion来源于两者相接触表面之间的化学结合或物理结合:结合机理包括吸附和浸润、静电吸引、原子或分子相互扩散、机械啮合、化学键合(化学基团、化学反应形成新的化合物)、范德华力。CF/EP?
界面和界相 Interface, interphase ▪ 界面是复材性质的决定性因素。 ▪ 界面是从基体到增强体的过渡区域,并非单纯 的一个几何面;其微观结构和性质均不同,取 决于基体和增强体、增强体的表面处理、复材 制备工艺等; ▪ 界面区的宽度:数纳米至数十微米; ▪ 界面结合bonding或黏结adhesion来源于两者相接 触表面之间的化学结合或物理结合;结合机理 包括吸附和浸润、静电吸引、原子或分子相互 扩散、机械啮合、化学键合(化学基团、化学 反应形成新的化合物)、范德华力。CF/EP?
界面的作用将增强体育基体处理黏结在一起形成复材整体:将载荷从基体传递到增强体:或者偏转基体中裂纹的传播方向!(界面高性能复材需增强界面结合:高界面强度剪切强度和横向拉伸强度):常用方法:纤维表面处理、赋予其新的化学/物理性质,以形成更强固结合;例如,交联剂处理、氧化处理、等离子体蚀刻、化学蚀刻、化学接枝、添加交联剂:基体材料改性:!还有弱结合界面:以增强材料的韧性。为什么?
界面的作用 ▪ 将增强体育基体处理黏结在一起形成复材整体; 将载荷从基体传递到增强体;或者偏转基体中裂 纹的传播方向! ▪ 高性能复材需增强界面结合:高界面强度(界面 剪切强度和横向拉伸强度); ▪ 常用方法:纤维表面处理、赋予其新的化学/物 理性质,以形成更强固结合;例如,交联剂处理 、氧化处理、等离子体蚀刻、化学蚀刻、化学接 枝、添加交联剂;基体材料改性; ▪ 还有弱结合界面:以增强材料的韧性。为什么?