简答题

简述复合材料的界面结合类型及其特点。

正确答案

1、机械结合:增强材料与基体之间仅依靠纯粹的粗糙表面相互嵌入(互锁)作用进行连接(摩擦力),没有化学作用。影响机械结合的因素:增强材料与基体的性质、纤维表面的粗糙度、基体的收缩(正压力)
有利于纤维箍紧。
2、溶解与浸润结合:在复合材料的制造过程中,由单纯的浸润和溶解作用,使增强材料和基体形成交错的溶解扩散界面,是一种次价键力的结合。(当基体的基团或分子与增强材料表面间距小于0.5nm时,次价键力就发生作用。次价键力包括诱导力、色散力、氢键等。)形成溶解与浸润结合的基本条件:增强材料与基体间的接触角小于90,增强材料与基体间有一定的溶解能力。
3、反应界面结合:基体与增强材料间发生化学反应,在界面上形成新的化合物、以主价键力相互结合。这是一种最复杂、最重要的结合方式。反应结合受扩散控制,扩散包括反应物质在组分物质中的扩散(反应初期)和在反应产物中的扩散(反应后期)。要实现良好的反应结合,必须选择最佳的制造工艺参数(温度、压力、时间、气氛等)来控制界面反应的程度。界面反应层是非常复杂的组成,有时发生多个反应,产生交换反应结合。界面的反应产物大多是脆性物质,达到一定厚度时,界面上的残余应力可使其发生破坏,因此,界面结合先随反应程度提高而增加结合强度,但反应达到一定程度后,界面结合有所减弱。
4、混合结合:上述界面结合方式的混合,实际情况中发生的重要的界面结合形式。

答案解析

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