在界面結(jié)合良好的情況下，環(huán)氧板材料的性能還與其模量匹配有關(guān)。環(huán)氧板許科，席合材料界面力學(xué)特性的同時(shí),還需要了解纖維與基體校址匹配對(duì)環(huán)氧板材料

環(huán)氧板材料的強(qiáng)度和剛性主要由纖維來(lái)承擔(dān)。除界面強(qiáng)度的因素外，基體能否有效傳遞載荷也是纖維能否有效承擔(dān)載荷的關(guān)鍵。因此，能否充分發(fā)揮纖維的力學(xué)性能和提高環(huán)氧板材料的綜合性能，取決于纖維與基體的模量匹配程度

由混合法則可知，環(huán)氧板材料的拉伸強(qiáng)度σ。若纖維比基體的斷裂延伸率低，如聚合物基環(huán)氧板材料和陶瓷纖維增強(qiáng)的金屬基環(huán)氧板材料，假設(shè)環(huán)氧板材料受力變形過(guò)程中界面不發(fā)生滑移。中車比基體院的期題西中，區(qū)，分別為基體物纖維的彈性模量?？梢?jiàn)，對(duì)于纖維的斷裂F提高環(huán)氧板材料的拉伸強(qiáng)度。

對(duì)于聚合物基環(huán)氧板材料,纖維的模量遠(yuǎn)高于基基體的模量，臨界纖維長(zhǎng)度較大。此外,在承載過(guò)程中，由于基體與纖維之間的模量和強(qiáng)度相差較大,界面石處應(yīng)力集中效應(yīng)強(qiáng),界面容易脫黏,纖維拔出長(zhǎng)度大。因此，對(duì)于聚合物基環(huán)氧板材料,提高強(qiáng)度白的主要途徑是提高纖維和基體的界面結(jié)合強(qiáng)度。

對(duì)于金屬基環(huán)氧板材料，纖維的模量與基體的模量比適中，臨界纖維長(zhǎng)度也適中。因此，在承載過(guò)程中界面應(yīng)力集中效應(yīng)弱,纖維拔出長(zhǎng)度適中。因此,對(duì)于金屬基環(huán)氧板材料，提高其強(qiáng)度可通過(guò)在不損傷纖維的情況下提高界面結(jié)合強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于陶瓷基環(huán)氧板材料,纖維的模量和基體的模量相當(dāng)，臨界纖維長(zhǎng)度最短，界面應(yīng)力集中也最弱。但由于陶瓷基體的斷裂延伸率很低，基體會(huì)先于纖維斷裂,其產(chǎn)生的裂紋也會(huì)直接穿過(guò)纖維,最終導(dǎo)致纖維拔出長(zhǎng)度很短，甚至沒(méi)有拔出，表現(xiàn)為非積聚性斷裂。因此,對(duì)于陶瓷基環(huán)氧板材料，主要目標(biāo)是提高其韌性，主要途徑是通過(guò)界面控制使界面結(jié)合強(qiáng)度適中,以使環(huán)氧板材料達(dá)到強(qiáng)度和韌性匹配。

對(duì)于聚合物基和金屬基環(huán)氧板材料，材料環(huán)氧板的目的主要是增強(qiáng)。對(duì)于連續(xù)纖維、短纖維或

晶須增強(qiáng)的聚合物基環(huán)氧板材料和金屬基環(huán)氧板料,增強(qiáng)的機(jī)L理主要是界面應(yīng)力傳遞,使增強(qiáng)體成為主要承力相，進(jìn)而提高環(huán)氧板材料強(qiáng)度的。對(duì)于顆粒增強(qiáng)雖的聚合物或金屬基環(huán)氧板材料，增強(qiáng)的機(jī)理主要是阻擋、終止裂紋擴(kuò)展來(lái)提高環(huán)氧板材料強(qiáng)度

而對(duì)于陶瓷 環(huán)氧板材料,其環(huán)氧板的目的主要是增韌。其增韌機(jī)理與聚合物基及金屬基環(huán)氧板材料有所不同，本節(jié)主要介紹陶瓷基環(huán)氧板材料的增韌機(jī)理。

增韌順粒和陶瓷基體的熱膨脹系數(shù)不四配而導(dǎo)致顆粒及周圍基體內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力場(chǎng)是陶瓷得到增韌的主要根源。顆粒增韌陶瓷基環(huán)氧板材料的增韌機(jī)制主要包括微裂紋增韌、裂紋偏轉(zhuǎn)和裂紋橋聯(lián)增韌、納米顆粒增強(qiáng)增韌及相變?cè)鲰g。下面分別做簡(jiǎn)單介紹。

(1)微裂紋增韌。陶瓷基環(huán)氧板材料中的殘余應(yīng)力可誘發(fā)微裂紋，而增韌顆粒和陶瓷基體的熱膨脹系數(shù)不匹配是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要因素。由于陶瓷材料一般在高溫下制備，當(dāng)冷卻至室溫時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生殘余熱應(yīng)力。當(dāng)顆粒的熱膨脹系數(shù)ap大于基體的熱膨脹系數(shù)Qm時(shí)，顆粒處于拉應(yīng)力狀態(tài),而基體徑向處于拉伸狀態(tài)、切向處于壓縮狀態(tài)，如圖9-16(a)所示，這種情況可能產(chǎn)生具有收斂性的環(huán)向微裂。此時(shí)，裂紋傾向于繞過(guò)顆粒在基體中發(fā)展，如圖9-16(b)所示，增加了裂紋擴(kuò)展路徑,因而增加了裂紋擴(kuò)展的阻力，提高了陶瓷的韌性。

若a,<am，則顆粒處于壓應(yīng)力狀態(tài)，而基體徑向受壓應(yīng)力，切向處于拉應(yīng)力狀態(tài),這種情況則可能產(chǎn)生具有發(fā)散性的徑向微裂。若顆粒在某裂紋 面內(nèi)，則裂紋向朝粒擴(kuò)展時(shí)將首先直接達(dá)到題粒與基體的界面。此時(shí)，如果外力不再增加，則裂紋就在此釘扎若外加應(yīng)力進(jìn)一步增大，裂紋維統(tǒng)擴(kuò)展或穿過(guò)顆粒發(fā)生穿晶斷裂，如圖9- 16J所示，成條過(guò)鄂配道頻粒與基體的界面擴(kuò)展。裂效發(fā)生俱轉(zhuǎn)，如圖9- 16t0所示。但因偏轉(zhuǎn)程度校小,界面斷裂能低于基體斷裂能，這種情況下增韌的幅度也較小。

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