第四章 陶瓷基复合材料界面.ppt

第四章陶瓷基复合材料界面界面的定义:两相(增强相与基体)的界面是一个表面,通过这个表面材料的性能,如原子晶格、密度、弹性模量、热膨胀系数、拉伸强度、断裂韧性等都有明显的不连续性。复合材料的界面?复合材料中的界面面积很大; ?通常情况下,增强相与基体组成的界面都没有达到热力学平衡。第四章陶瓷基复合材料界面 复合材料内的界面面积一块复合材料的长、宽、高别为 l、w、h,其中含有 N 根长为 l、直径为 d 的连续纤维,则纤维的体积分数为: 如果定义界面面积为 I A,则有: I A = N ·?·d·l hwl ldN V f??????? 24 ?复合材料的体积纤维体积 复合材料内的界面面积从上面二式中可得: 设这块复合材料的体积为 1 m 2,V f为 ,则有) 1 )( )(4(d v lwh I f A?)( 1 2md I A? 复合材料内的界面面积 复合材料内的界面面积对于颗粒增强的复合材料来说,可以计算得到: 若V P = d vdNI P A6 2?????)( 2md I A? 复合材料内的界面晶体学性质从晶体学角度看,界面有共格、半共格和非共格三种。 复合材料内的界面晶体学性质 浸润性浸润性代表了一种液体在一种固体表面扩展的能力。 浸润性当一个液滴在固体界面时,在热力学上只有? sl + ? lv < ? sv 液滴才能在固体表面扩展开来。达到平衡的条件是: ? sl + ? lv cos ? = ? sv 其中?就是接触角: ][ cos 1 lv sl sv??????? 浸润性? = 0 °时,液体完全浸润固体; 0° < ? < 180 °时,液体部分浸润固体; ? = 180 °时,完全不浸润。随着?值下降,浸润的程度增加。实际上当? > 90 °时就认为不发生液体浸润。浸润与界面的粘结是不同的,浸润只是强粘结界面的必要条件,而非充分条件。