补充资料：复合材料界面粘结

复合材料界面粘结
interfacial bonding of composite materials

　　复合材料界面粘结interfaeial bondi眼of com-posite materials表征复合材料中增强体与基体的结合状态。从理论上来看这种行为应首先发生浸润过程，因为不论是固体或是液体，表面分子处在力场不平衡状态，因此有较大的表面自由能，意味着它有吸附气体、液体的能力以降低其表面自由能。 吸附作用材料表面的吸附作用可分为物理吸附和化学吸附两种形式。物理吸附是两相间由范德瓦耳斯作用力、偶极相互作用力和氢键作用力等所构成的吸引力。这些作用力要依据体系情况来决定是否存在，但是范德瓦耳斯力则在任何情况下都是存在的。化学吸附是两相在彼此吸附的过程中产生电子转移，即形成化学键。这种化学键是稳定的，不易发生变化。化学键的键能比物理吸附中最高的氢键键能还要高一个数量级以上。但在复合材料界面粘结力中物理吸附作用仍然是不可忽视的，或者是主要的成分，因为尽管化学键能很高，但是化学活性区在界面上所占的比例比物理作用区要小得多。所以浸润在复合材料成型过程中是极为重要的，其次才考虑化学活性问题。 机械粘结在某些情况下也是很重要的，特别对于表面粗糙并有沟槽的增强体(如碳纤维)，如同在正压力下把基体压入沟槽，最终形成机械的“抛锚效应”，其界面粘结力也是很强的。 实际上复合材料的界面粘结力比理想的界面粘结力差很多，据估计仅占1/8左右。这是因为物体表面的粗糙度使分子接触面积大大减少，从而损失了3/4的界面粘结力，另外的1/8部分是由于存在残余应力导致的界面脱粘损失。 界面粘结力测定由于界面粘结的实际值对复合材料优化设计和评价有关键的作用，因此测定界面粘结力显得突出重要。主要的测定方法有单丝拔出法、单丝复合片材断裂长度法、复合材料片单丝压出法(微压头法)、中型压头压痕法、常规三点弯剪测试法等(见图)。前两种方法均以单丝为研究对象，与真实的复合材料有差距。其中单丝拔出法又有树脂杯和树脂珠拔出法。它们都是测量一根单丝由给定长度的树脂中拔出的力值来计算界面粘结力。但杯法制样品困难，而且难以估计由于树脂表面上有弯月面带来埋入树脂长度的误差，而珠法则比较简单可靠。单丝复合片材在拉伸中，埋入的单丝会裂成多段，测其断裂长度的平均值即Lc值，由Lc二之.通 z2即可求得表示粘结力值的剪切强度抓式中。为单丝拉伸强度，df为单丝直径)。后3种方法以复合材料试件为对象。单丝压出法需要特制的设备和精细的压头，虽然对同一体系有较好的可比较性，但绝对值仍存在问题。中型压头压痕法也有值得推敲之处。

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