• <button id="mois0"></button>
  • <blockquote id="mois0"><samp id="mois0"></samp></blockquote>
  • 資訊中心

    2019-07-19 次閱讀 行業新聞

    耐火纖維補強增韌的基體與界面

      耐火纖維補強用基體主要用于固定和粘附增強體,并將所受的載荷通過界面傳遞到增強體上,當然自身也承受少量載荷?;w是能起到類似隔膜的作用,將增強體分隔開來,當有的增強體發生損傷和斷裂時,裂紋不致從一個增強體傳播到另一個增強體。當裂紋碰到增強體的界面相時,如界面相強度遠大于基體相,裂紋將繞過界面相,這時的裂紋將消耗能量。如界面相被裂紋穿透碰到增強體時,增強體的強度大于界面體。同理,裂紋還是要繞過增強體,這樣又要消耗裂紋的能量,這是耐火纖維增強體增韌基體的基本原理。

      耐火纖維復合材料是由性質和形狀各不相同的兩種或兩種以上材料組元復合而成的,在兩種材料之間必然存在把不同材料結合在一起的接觸面-界面。復合材料的界面實質上是具有納米級以上厚度的界面層,有的還會形成與增強材料和基體有明顯差別的新相,稱為界面相。在復合材料設計和性能預測、評估時,研究界面作用和影響是一項重要內容。

      在復合材料中界面的作用是非常重要的。在耐火纖維增強復合材料中,界面往往起到把載荷由基體傳遞到纖維的傳遞作用。此外,復合材料的界面還起到誘導作用、阻斷作用、散射及吸收作用等。

      為了保證界面的作用,纖維與基體之間要有一定的粘結,并且兩者之間的結合與增強材料及基體的性質有關。除此之外,復合材料界面的結合方式、界面結構和性質會直接影響和控制復合材料的性能。

      界面的粘結強度是衡星復合材料中增強材料與基體間界面結合狀態的一個指標。對于結構復合材料而言,界面粘結強度過高或過弱都不利于材料的力學性能??偟膩碚f,復合材料界面的粘結方式有:機械結合、靜電作用、界面擴散和界面反應等。

      所謂機械結合是指增強材料與基體結合時,兩種材料的表面相互接觸,由于表面的祖糙而產生機械錨固,靠機械摩擦力保持表面的結合。

      靜電作用則是指復合材料的增強材料與基體的表面帶有異性電荷時,在基體與增強材料之間將發生靜電引力,形成兩者的結合。因靜電作用距離有限,表面的污染會大大減弱這種作用。

      基體與增強材料在復合時,由于復合的條件(溫度、壓力 等)可以在兩種材料表面發生原子或分子的相互擴散甚至溶解,形成擴散或溶解結合。

      同樣,增強材料與基體之間的表面原子,在一定的熱力學和動力學條件下會發生界面反應,形成不同于原組元成分及結構的界面反應層,這種結合為界面反應結合。

      在復合材料的加工和使用中,基體還能保護增強體免受環境的化學作用和物理損傷等。從增強體在結構復合材料中主要承擔載荷角度看,通常要求增強體具有高強度和高模量,增強體的體積分數與基體的結合性能對復合材料的性能起著很大的影響。增強體,基體和界面共同作用,可以改變復合材料的韌性、抗疲勞性能、抗蠕變性能、抗沖擊性能及其他性能。界面能起到協調基體和增強體變形的作用,通過界面可將基體的應力傳遞到增強體上,基體和增強體通過界面發生結合,但結合力的大小要適當,既不能過大,也不能太小,結合力過大會使復合材料韌性下降;結合力過小,起不到傳遞應力的作用,容易在界面處開裂。

      耐火纖維復合材料在應用的過程中,難免要受沖擊載荷或發生高速或高溫變形,尤其是那些表觀上不會使復合材料遭受破壞的低能沖擊,往往會造成復合材料的內部損傷,從而使其性能大大下降。 特別是在熱固性樹脂為基體或脆性的陶瓷為基體的復合材料中, 增加復合材料的韌性是改善材料性能的重要任務之一。復合材料 在受沖擊載荷時材料發生破壞(斷裂),其韌性大小取決于材料吸收沖擊能量大小和抵抗裂紋擴展的能力。在復合材料中,增強材料與基體在增韌上是如何起作用,經過分析與研究,提出了許多增韌機制。以纖維增強復合材料為例,主要有纖維的拔出、纖維與基體的脫粘、纖維搭橋等增韌機制。耐火纖維增韌補強主要的前提條件是:基體相與增強相和界面相必須存在有機地聯系和相互協調的關系,主要有以下幾點:

      (1) 要形成復合材料,兩種材料必須在界面上建立一定的結合力,界面結合力大致可分為物理結合力和化學結合力。降低界面殘余應力,基體改性,纖維表面改性,選擇合理的復合工藝和條件等。

      (2) 遵循協同效應思想,即兩種或多種因子組合作用效果大于兩種或多種因子單獨作用效果之和,并力求獲得正混雜效應。

      (3) 熔解和浸潤結合時,基體能潤濕增強體,相互之間發生擴散和熔解形成結合;反應結合時,基體與增強體應能反應生成有利的界面生成物,其厚度須控制在臨界厚度以下。

      (4) 如果形成結構復合材料,所選擇的增強體力學性能 (強度、模量)一定要大大高于基體。如形成功能復合材料,應該利用有利的復合效應.例如協同效應。

      (5) 復合材料的模量和纖維體積分數成線性變化。纖維排列密的地方,彈性模量高,纖維排列稀的地方,彈性模量低。但是線性關系具有可加性,整體的平均模貴還等于具有相同體積分數均勻排列的復合材料的彈性模量,亦即沒有影響。

    相關產品

    SERVICE CENTER

    成都新茶网站