聚合物基复合材料的界面优化设计--.ppt

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1、材料091：龚昌萍、董丹丹、林琳、王蕾聚合物基复合材料的界面复合材料回顾温故而知新复合材料的界面优化设计WHY?为什么要进行界面优化设计？HOW?如何进行界面优化设计？界面优化设计的意义界面的作用改善界面的考虑因素界面优化设计的整体思路界面优化设计的意义由于增强体细小，界面层面积比例很大，其性质、结构和完整性对复合材料的性能影响极大。界面的作用：1.传递效应：界面能传递力，在基体与增强物之间起桥梁作用。2.阻断效应：结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。3.不连续效应：在界面上产生物理性能的不连

2、续性和界面摩擦的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。4.散射和吸附效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲击性等。5.诱导效应：一种物质（通常为增强物）的表面结构使另一种（通常为聚合物基体）与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性、耐热性等。改善复合材料界面应从四个方面着手：(1)降低界面残余应力：界面残余应力会引发裂纹，解决办法是对增强体表面作梯度涂层，使其模量有渐变特性；降低制造温度，

3、减小温差应力等。(2)基体改性：主要目的是改变界面结合状态，提高黏结强度。(3)改善增强体表面：增加基体浸润性，防止界面不良反应。(4)选择合理的复合工艺和使用条件。复合材料界面优化设计：复合材料界面优化设计的含义是对复合材料界面相进行设计及控制，以使整体材料的综合性能达到最优状态。综合考虑，最大限度地体现出整体优越性复合材料界面的优化设计是一个复杂的因素。1、首先应该注意材料的应用要求；>>>>>2、弹性模量的设计；>>>>>3、界面的残余应力；>>>>>4、基体与增强体的相容性；>>>>>5、相间的动力学效果；>>>

4、>>6、偶联剂的性能。>>>>>应用要求1、制品首先满足的强度问题。2、制品的工作环境。3、制品的生产成本、使用寿命等。Eg、纵向强度、横向强度、抗压强度等Eg、潮湿环境下、酸性环境下、碱性环境下，紫外线多的环境下，要选择相对应的树脂。Eg、对于某些工程材料在满足要求时尽量降低生产成本；考虑使用年限等问题。弹性模量的设计见解1、界面相的模量应当介于增强体与基体之间；见解2、保证相当的粘结程度下，界面相的模量应当是最低的；界面相的模量不能大于基体和增强体的模量。Why？高模量的界面首先破坏，起不到传递力的作用，且造成裂纹源

5、，形成增强体的低应力破坏残余应力足够重视见解1、如何减弱复合材料界面的残余应力；见解2、如何在材料中利用复合材料界面的残余应力；影响复合材料性能的发挥和性能稳定相容性条件？影响复合材料性能的发挥和性能稳定△G<0保证增强体及基体充分接触先决条件各种外加剂的使用动力学效果润湿？润湿程度考虑1、相间浸润的热力学效果2、相间浸润的动力学效果判断润湿程度判断润湿过程及如何润湿偶联剂的性能界面改性剂粘结基体和增强体的桥梁化学功能物理功能其他结构因素thanks让我们痛痛快快地活潇潇洒洒地活做一个快乐而充实的自己！让我们痛痛快快地活

6、潇潇洒洒地活做一个快乐而充实的自己！