第四章 陶瓷基复合材料界面.ppt

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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+lvcos=sv
其中就是接触角:
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。
陶瓷基复合材料界面的粘结
两相界面的粘结(粘接、粘合或粘着等)方式有多种,如静电粘结、机械作用粘结、浸润粘结、反应粘结等等。
对于陶瓷基复合材料来讲,界面的粘结形式主要有两种,即机械粘结和化学粘结。
机械粘结
由于基体的收缩率较大,冷却收缩后基体将增强相包裹产 生压应力。
通过渗透、高温扩散等基体渗入或浸入增强纤维的表面而 形成机械结合。
陶瓷基复合材料界面的粘结
界面的剪应力为:
i=i
为摩擦系数,
通常,-
机械粘结为低能量
弱粘结,其界面强度较
化学粘结低。
陶瓷基复合材料界面的粘结
化学粘结
通过原子或分子的扩散在界面上形成了固溶体或化合物,此时即为化学粘结。
扩散控制的反应中,有
其中,x是反应区的厚度,D是扩散系数,t则为时间。而且D可按照Arrhenius方程计算:
陶瓷基复合材料界面的作用
界面的作用
陶瓷基复合材料界面的作用
陶瓷基复合材料界面的作用
界面的改善