不同增強(qiáng)體和基體的熱膨脹系數(shù)相差較大，如SiC纖維增強(qiáng)Al基環(huán)氧板材料中,Al基體的熱膨脹系數(shù)(21.6X10-*/K)是SiC纖維(2.3X10-*/K)的9倍多。較小的溫度變化就會(huì)導(dǎo)致在環(huán)氧板材料中產(chǎn)生大的殘余應(yīng)力。因此,在進(jìn)行環(huán)氧板材料設(shè)計(jì)時(shí),增強(qiáng)體和基體的熱膨脹系數(shù)是需要考慮的重要問(wèn)題，最好選用熱膨脹系數(shù)接近的材料。溫度變化是殘余熱應(yīng)力產(chǎn)生的外部因素。即使較小的溫度變化也能產(chǎn)生較大的殘余熱應(yīng)力。對(duì)于金屬基環(huán)氧板材料,可以在適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行熱處理來(lái)減小殘余熱應(yīng)力。

在其他條件相同的情況下,增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)是影響環(huán)氧板材料殘余熱應(yīng)力的主要因素。增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)越高,環(huán)氧板材料殘余熱應(yīng)力越大。如果纖維體積分?jǐn)?shù)過(guò)高,環(huán)氧板材料在制備過(guò)程中界面殘余應(yīng)力就會(huì)過(guò)大,這將導(dǎo)致環(huán)氧板材料內(nèi)部出現(xiàn)損傷。即使沒(méi)出現(xiàn)損傷,大的殘余應(yīng)力也會(huì)顯著影響環(huán)氧板材料的力學(xué)性能。對(duì)于金屬基環(huán)氧板材料，隨著纖維體積分?jǐn)?shù)的增加，基體內(nèi)的殘余熱應(yīng)力會(huì)使環(huán)氧板材料拉伸和壓縮時(shí)屈服強(qiáng)度的差值增加。對(duì)于陶瓷材料，則可能會(huì)使基體產(chǎn)生裂紋,產(chǎn)生更為不利的影響。

基體的屈服強(qiáng)度影響殘余熱應(yīng)力主要與應(yīng)力松弛有關(guān)。環(huán)氧板材料基體應(yīng)力超過(guò)其屈服強(qiáng)度后，基體即可發(fā)生塑性變形以松弛殘余熱應(yīng)力。顯然，基體屈服強(qiáng)度越高,應(yīng)力越難松弛,殘余熱應(yīng)力就越大;基體屈服強(qiáng)度越低,應(yīng)力就越容易松弛,殘余熱應(yīng)力就較小。增強(qiáng)體尺寸和長(zhǎng)徑比影響殘余熱應(yīng)力也與基體應(yīng)力松弛有關(guān)。當(dāng)增強(qiáng)體長(zhǎng)徑比較大時(shí),位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)容易受到阻礙，導(dǎo)致基體應(yīng)力松弛程度減小，環(huán)氧板材料的殘余熱應(yīng)力增大。

對(duì)于連續(xù)纖維增強(qiáng)的環(huán)氧板材料,殘余熱應(yīng)力還與纖維的取向有關(guān)。不同方向的環(huán)氧板材料殘余熱應(yīng)力有所不同，甚至可能出現(xiàn)較大差別。這主要與纖維軸向和徑向熱膨脹系數(shù)不同有關(guān)。例如,碳纖維的軸向熱膨脹系數(shù)約為-0.14X10-°~1.7X10-*/C，而徑向熱膨脹系數(shù)可達(dá)8.85X10-*/C.對(duì)于晶須或短纖維增強(qiáng)的環(huán)氧板材料，殘余熱應(yīng)力還和增強(qiáng)體排列規(guī)則程度有關(guān)。從平均殘余熱應(yīng)力來(lái)看,增強(qiáng)體混亂分布時(shí)的殘余熱應(yīng)力略低于增強(qiáng)體規(guī)則分布材料的殘余熱應(yīng)力。

對(duì)于聚合物基環(huán)氧板材料，影響殘余熱應(yīng)力大小的因素除上述幾個(gè)因素外還有環(huán)境濕度和時(shí)間因素。環(huán)境濕度主要通過(guò)影響聚合物基體的吸潮來(lái)影響其性能。在拉伸應(yīng)力下,聚合物基體的吸潮速度會(huì)增加。這將造成基體腫脹，導(dǎo)致應(yīng)力狀態(tài)改變。吸潮還能造成聚合物基體的塑性增加，進(jìn)而影響界面殘余應(yīng)力?？諝獾臐穸纫矊?duì)界面相產(chǎn)生一定的影響.如改變其微結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步影響殘余應(yīng)力。反過(guò)來(lái),殘余應(yīng)力也會(huì)影響吸濕量，通常殘余應(yīng)力越大.吸濕量越大。另外,聚合物基環(huán)氧板材料界面的熱殘余應(yīng)力還具有時(shí)間依賴(lài)性。這主要是因?yàn)榫酆衔锘w和纖維/基體界面相具有黏彈性,其性能具有時(shí)間依蓑性。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，基體會(huì)表現(xiàn)出應(yīng)力應(yīng)變松弛或蠕變行為。研究表明.聚合物基環(huán)氧板材料在制備過(guò)程中產(chǎn)生的殘應(yīng)熱應(yīng)力會(huì)隨著常溫濕熱條件下的存儲(chǔ)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。

由于殘余熱應(yīng)力對(duì)材料性能有較大影響，因而有時(shí)在材料使用前需要對(duì)其殘余熱應(yīng)力的大小進(jìn)行測(cè)試。殘余熱應(yīng)力的測(cè)量方法主要分為有損和無(wú)損測(cè)量?jī)纱箢?lèi)。有損測(cè)量主要有切槽法、鉆孔法等;無(wú)損測(cè)量主要有x射線(xiàn)行射法中子街射法磁性法、超聲法以及壓痕應(yīng)變法等。隨著對(duì)材料研究的深人，不斷有學(xué)者提出新的測(cè)量方法.如西北工業(yè)大學(xué)超高溫結(jié)構(gòu)環(huán)氧板材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提出通過(guò)加載卸載曲線(xiàn)來(lái)測(cè)量陶瓷基環(huán)氧板材料的殘余熱應(yīng)力。如圖8-5所示，將每個(gè)加載卸載遲滯回環(huán)的割線(xiàn)反向延長(zhǎng)后的交點(diǎn)稱(chēng)為“無(wú)殘余熱應(yīng)力原點(diǎn)”。通過(guò)兩個(gè)相似三角形(△O'RG≌△FHG)可以最終計(jì)算出材料的殘余熱應(yīng)力。

想知道環(huán)氧樹(shù)脂板更多關(guān)于的知識(shí)百度一下