增强纤维金属纤维.ppt

7. 复合材料的界面处理(interface finishing) （1）玻纤的表面处理 有机硅烷类偶联剂 有机酸氯化铬络合物偶联剂 偶联剂的作用(functions of coupling agent)： ①在两相界面形成化学键，大幅度提高界面粘接强度 ②改善了界面对应力的传递效果 ③提供了一个可塑界面层，可部分消除界面残余应力 ④提供了一个防水层，保护了界面，阻止了脱粘和腐蚀的发生 偶联剂对不同复合体系具有较强的选择性 偶联剂的功能：（a）有机硅烷水解形成硅醇；（b）硅醇的羟基与玻璃表面之间的氢键合；（c）结在玻璃表面的聚硅氧烷；（d）与聚合物 反应的官能R基团 （2）碳纤维的表面处理 ? ? ? 碳纤维处理 氧化处理 ①?氧等离子气体的干法氧化 ② 化学或电解进行的湿法氧化 ? ? ? ? 非氧化处理 ①?表面沉积无是型碳 ②化学气相沉积（CVD）法加涂 碳化硅、碳化硼、碳化铬等 ③?等离子体气体聚合及共聚涂层 改性 ④??高效晶须化 ? ? ? ? 碳纤维氧化处理后： ①能改善碳纤维表面与基体的浸润性、相容性 ②能在表面形成许多活性官能团，这些官能团能与树脂 基体形成化学键合 非氧化处理，主要用于C/C复合、CMC、MMC复合体系 碳纤维表面官能团与树脂之间相互作用示意图 （3）有机纤维的表面处理 kevlar纤维各向异性和“皮-芯”结构特征，使对其进行表面 处理的效果不明显。即使能有效改善界面的浸润和粘接强度，但 其复合材料的宏观破坏强度难有大幅度提高，除非改善纤维的内 在微结构，以产生更均匀和各向同性的纤维。 处理方法： ①?不同气氛下等离子体处理，若在NH3中，可引入-NH2，与环 氧树脂发生反应；若用可聚合单体气分，可在纤维表面接枝聚合物 ② 纤维金属化 （4）其它纤维的表面处理， 3-5??? 复合材料的组成与结构 STRUCTURE OF COMPOSITE MATERIALS Composition and Structures of Composites Materials Concept, Types and Properties Structures Interfacial Phase Modification of interface ??3-5?复合材料的组成与结构(composition and structure of composites) 3-5-1复合材料定义及分类(definition and classification of composites) 1. 定义(P225页) (1)种类不同，性质差异很大的几种材料及其界面相（层） 所组成（组成上） (2)多相固体材料（结构） (3)经设计复合而成（制备上） (4)通过复合效应获得原组份材料所不具备的性能，或产生 性能协同作用，与简单混合有本质的区别（性能上） 简言之：复合材料由连续基体相(matrix phase)和分散增强相(disperse phase)及界面相(interface phase)所构 成 Section 15.8---15.12 复合材料系统组合 分 散 相 连 续 相 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 金属 ? 材料 金属纤维(丝) 纤维金属基复合材料 钢丝/水泥复合材料 增强橡胶 金属晶须 晶须/金属基复合材料 晶须/陶瓷基复合材料 ? 金属片材 ? ? 金属/塑料板 无 机 非 金 属 材 料 陶瓷 纤维 纤维/金属基复合材料 纤维/陶瓷基复合材料 ? 晶须 晶须/金属基复合材料 晶须/陶基复合材料 ? 颗粒 弥散强化合金材料 ? 粒子填充塑料 玻璃 纤维 ? ? 纤维/村脂基复合材料 粒子 ? ? ? 碳 纤维 碳纤维/金属基复合材料 纤维/陶基复合材料 纤维/树脂基复合材料 炭黑 ? ? 颗粒/橡胶 颗粒/树脂基复合材料 有机高分子材 料 有机纤维 ? ? 纤维/树脂基复合材料 塑料 金属/塑料 ? ? 橡胶 ? ? ? 2. 分类： (1)按来源：天然、 人工复合材料等 (2)按基体：树脂基、 金属基、 无机非金属基复合材料等 (3)按增强体形态：颗粒增强(particle-reinforced)