补充资料：复合材料界面优化设计

复合材料界面优化设计
optimal design of composite interface

　　逐步提高，整体的力学性能出现一个极大值对应于某一个粘结强度。然而这个情况与原材料及工艺等具体条件有关，所以迄今尚不能给出这个优化条件的判据。另一方面，优化设计已经考虑到界面相究竟需要什么性质的问题。对此有两种见解:①界面相的模量应当介于增强体与基体之间，最好是梯度过渡，这是从力学着眼的理想情况;②界面相应是模量最低的部分。即为韧性的或柔性的，这种见解是依据界面的可形变层理论为出发点的。两种见解尚无定论。但是可以肯定，界面相的模量如果大于基体和增强体是很不利的，因为在受力时界面相首先破坏，不仅起不到传递力的作用，而且会成为裂纹源来破坏增强体，造成低应力破坏。这种情况特别在金属基复合材料中是不难找到的。复合材料界面残余应力问题在界面相设计中也不能忽视。如何减低残余应力的影响，或利用残余应力作为某种受载条件的有利因素，都需要予以考虑。此外，改善基体与增强体相互浸润而形成充分接触的界面也是设计中需要优先考虑的问题，因为这是构成复合材料的先决条件。 对于树脂基复合材料，界面发生反应仅在增强体上有化学偶联作用的涂层或经处理使之产生反应活性基团时才会发生。但是即使发生反应，化学粘结作用也仅是在占全部界面面积较小的活性区域上进行，更大的面积仍然是物理粘结为主，这就要求界面间有良好的浸润性。因此，对树脂基复合材料的界面相设计，首先是考虑两相之间的浸润性，同时考虑所采用的偶联剂和增强体表面活性基团的作用。一般情况下，只要树脂有足够的流动性，增强体的涂层不影响浸润，浸润作用就不难解决。所以偶联剂涂层和表面处理工艺的设计就显得突出了。实际上玻璃纤维增强体针对所用的树脂基体选用适当的偶联剂，甚至再加橡胶涂层，对复合材料性能确有很大改善，同时碳纤维经氧化或等离子体处理以及适当的涂层也收到很好的效果。在纤维增强体表面涂一层可控收缩度的涂层，也能明显改善复合材料的抗冲击性能。 金属基复合材料的特点是容易发生界面反应而形成脆性界面相，对于合金基体会出现某元素在界面相富集的现象，这也可能造成不利的因素。对于这种复合材料界面相的设计可以从增强体的表面处理上着手，亦可以借助基体合金元素的选择来考虑。增蝇体的表面处理或涂层要考虑改善浸润性和防止界面反应的作用，最好是选择一种具有浸润、隔离和牺牲多功能的梯度涂层。合金化有时也有助于浸润，但对于提供一个良好的界面(或防止反应，或作为韧性层)的效果是明显的。总之使金属基复合材料具有一个韧性的界面相是有助于改善其力学性能的。(吴人洁)复合材料界面优化设计optimal design。f Com-posite interface对复合材料界面相进行设计以使整体性能达到最优条件。目前尚处于研究阶段。复合材料界面相需要起到传递应力和脱粘的双重作用(见复合材料界面)，界面粘结(见复合材料界面粘结)强度不能过低或过高。在某些情况下，随着复合材料界面粘结强度
　　

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