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【环氧板】材料的增强体
部分环氧板材料的增强体和环氧板可能存在化学反应,或者是纤维涂层和环氧板发生化学反应,从而形成界面的化学结合。化学结合主要有化学键理论和反应界面结合两种。
(1)化学键理论。环氧板理论是提出最早,也是应用最广泛的界面结合理论。该理论主要针对环氧板材料,即环氧板聚合物表面的活性官能团与增强体表面的官能团能起化学反应.形成牢固的化学键的结合。界面的结合力是主价键力的作用。偶联剂正是实现这种化学键合的桥梁。在偶联剂分子机构中,有两部分性质不同的官能团。-一部分官能团能和环氧板反应形成化学键.而另部分则与增强体反应形成化 学键。环氧板和增强体通过偶联剂两端形成的化学键牢固结合,如图7-6所示。化学键理论很好地解释了偶联剂在环氧板材料中的作用,同时对偶联剂的选择有指导意义。但该理论不能解释有的处理剂官能团不能与聚合物或增强体反应却仍有良好的处理效果。如当碳纤维经过某些柔性聚合物涂层处理后,环氧板材料力学性能得到改善,但这些柔性聚合物涂层,既不具有与碳纤维反应的官能团,也不具有与聚合物反应的官能团。
(2)反应界面结合。对于环氧板和增强体可以发生化学反应的环氧板材料,增强体和环氧板会反应生成新的化合物。 此类界面为反应结合。这类结合在金属基环氧板材料中较为常见。为环氧板和增强体的反应层,厚度般是 亚微米级。 界面反应层往往不是单一 的化合物,而是由多种化合物组成的。这是由于环氧板与增强相在不同温度下会有不同的生成物。在环氧板材料制备和冷却过程中,由于温度变化就会生成不同的生成物,例如对于B/AI环氧板材料,增强体和环氧板的生成物就有AlB2 ,AlBro,AlB2等三种;对于SiC/Ti环氧板材料,Ti与SiC反应则会生成TiC,TisSis,TiSi2以及更复杂的化合物。
物理和化学结合的界面并没有明显的界限,同种物质在不同条件下可以构成不同类型的界面。在实际应用中,界面的结合方式也往往不会是单纯的一种。例如,对于环氧板材料(B/AI),用周态扩散黏结法环氧板,控制工艺参数,形成物理结合界面后在500 C下热处理,则在原来物理结合的界面上可检测到有AIB,生成,说明界面结合类型发生了转变。此外,环氧板成分也是影响界面结合类型的因素之一。金属环氧板采用不用的合金成分,则可能会有不同的界面类型。如W/Cu环氧板材料体系,若环氧板是纯Cu或Cu-Cr合金,则形成物理结合界面;若环氧板是Cu-Ti合金,则合金中的Ti将和w发生反应形成反应结合界面。
除上述理论外,还有学者针对不同环氧板材料提出一些其他理论,如变形层理论、物理吸附等,或者是儿种理论的某种结合但它们都不能完全解释所有的界面现象。由此看来,界面作用是一个复杂的过程。对于不同的环氧板材料体系,界面作用不尽相同,影响因索也较为复杂。因此。对于不同环氧板材料中的界面作用,不能单纯以一种物理化学过程来解释,必须针对不同的环氧板材料体系综合分析,才能得到比较符合实验结果的理论。