【環(huán)氧板】材料的界面相容性

【環(huán)氧板】材料的界面相容性是指在制備、加工和使用過程中,環(huán)氧板材料各組元之間的相互配合程度。這主要包括兩大部分物 理相容性和化學(xué)相容性。前者主要是指在應(yīng)力作用下和溫度變化時(shí),材料性能和材料參數(shù)之間的關(guān)系。這又可以分為力學(xué)相容性和熱物理相容性。力學(xué)相容性主要是指環(huán)氧板材料基體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和韌性，可以將外部載荷均勻地傳遞到增強(qiáng)體上，而不會產(chǎn)生明顯的不連續(xù)現(xiàn)象。熱物理相容性則主要是指基體和增強(qiáng)體在溫度變化時(shí)相互配合的程度。本章主要介紹物理相容性的熱物理相容性問題。環(huán)氧板材料的化學(xué)相容性相對較為復(fù)雜,其中最重要的問題是基體與增強(qiáng)體的化學(xué)反應(yīng),本章也將對其進(jìn)行簡要介紹。

環(huán)氧板材料相容性在環(huán)氧板材料設(shè)計(jì)、制備和服役時(shí)都有重要意義。對于金屬基和陶瓷基等應(yīng)用于高溫的環(huán)氧板材料,在設(shè)計(jì)和制備時(shí)必須考慮增強(qiáng)體和基體可能的熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)致的物理不相容。對于很多金屬基環(huán)氧板材料,由于金屬活性較高,還要考慮基體和增強(qiáng)體的化學(xué)反應(yīng)。采用不同的工藝方法，可在一定程度上控制環(huán)氧板材料的物理和化學(xué)不相容。掌握環(huán)氧板材料物理、化學(xué)相容性產(chǎn)生的原因并對其控制,是環(huán)氧板材料設(shè)計(jì)者應(yīng)具有的基本素質(zhì)。

【環(huán)氧板】材料通過界面將載荷從基體傳遞到增強(qiáng)體上，界面和基體能否環(huán)氧板材料的總體性能?；w模量不同導(dǎo)致環(huán)氧板材料對界面強(qiáng)度要求不同:和金屬基環(huán)氧板材料一般要求強(qiáng)界面，而陶瓷基環(huán)氧板材料則一般要求弱界面。強(qiáng)度共同影響環(huán)氧板材料的失效模式。因而，若想得到理想的失效模式，必須選擇適當(dāng)?shù)幕w模量和界面強(qiáng)度。

不同類型的環(huán)氧板材料有不同的強(qiáng)韌機(jī)制:對于聚合物基環(huán)氧板材料和金屬基環(huán)氧板材料，【環(huán)氧板】的目的主要是增強(qiáng)，可通過混合法則解釋其增強(qiáng)機(jī)制;對于陶瓷基環(huán)氧板材料，環(huán)氧板的目的主要是增韌,其增韌機(jī)制為纖維脫黏和拔出。

環(huán)氧板材料的多樣性決定了其設(shè)計(jì)方法的多樣性，其主要設(shè)計(jì)理念有“微結(jié)構(gòu)性能”材料-結(jié)構(gòu)"和“跨尺度閉環(huán)設(shè)計(jì)”等?！拔⒔Y(jié)構(gòu)性能”一體化設(shè)計(jì)理念是指材料的性能取決于材料的多尺度微結(jié)構(gòu).通過對材料微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，達(dá)到某種性能要求:“材料結(jié)構(gòu)”一體化設(shè)計(jì)理念是指在進(jìn)行宏觀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),考慮材料的因素，從材料的多尺度微結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到某種使用要求;“跨尺度閉環(huán)設(shè)計(jì)”理念是指根據(jù)某種使用要求，設(shè)計(jì)材料的多尺度微結(jié)構(gòu)及其制備工藝,并通過考核驗(yàn)證或優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。

在【環(huán)氧板】材料設(shè)計(jì)完成后，制備工藝原理就是制備性能優(yōu)異環(huán)氧板材料的基礎(chǔ)。環(huán)氧板材料制備工藝方法主要有液相法、氣相法和固相法。不同的工藝方法有不同的原理,本章將分別予以介紹。

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