【环氧板】的应用

【环氧板】的应用

环氧板材料应具有协同相长的特性，即材料复合后的目标性能优乎每个单独组分所表观的性能。而这与材料的复合效应和结构密不可分，复合效应是指不同性质材料的相互作用，他称为耦合作用,是环氧板 材料特有的效应。虽然各类复合材料增强体和基体形态分布相性能备异,但它们的复合规律类似。根据材料的复合规律,可以有效地进行新的复合材料设计复合材料的复合效应包括尺寸效应界面效应,尺度效应和结构效应。本章就对其进行逐一介绍。

经验表明，材料的力学性能和其尺寸相关，如材料的强度、断裂韧性弹性模量等不是一个常数,通常会随着材料的尺寸变化(- -般是数量级的)而变化，表现出尺寸效应现象。效应的现象有很多理论解释。

尺寸效应与性能

尺寸效应在不同的材料上有不同的体现。对于块体材料,这表现在晶粒尺寸对材料性能的影响上，晶粒尺寸降低有利于材料力学性能的提高。对于复合材料而言须、纳米管等增强体的介绍也可以看出,随着增强体尺寸的减小，其强度逐渐增大。此处以石墨为例进行说明。块体、纤维、晶须和纳米管的性能见表7-1。

从表中可以看出，石墨有显著的尺寸效应,从厘米级到纳米级，材料性能有着飞速提升。除上述两种力学性能外，材料的韧性和抗疲劳性能也随着材料尺寸的减小而提高。例如,碳纤维的断裂延伸率一般不高于2. 2%，而碳纳米管在应变约为18%时才会断裂。可见,尽管碳纳米管的拉伸强度极高,但其脆性却远比碳纤维的低。又如，当尺寸减小到晶须时,材料便没有显著的疲劳效应,对其进行任何操作，如研磨、切割等都不会降低其强度

此外,材料尺寸的变化也会造成其表面物理化学性能的变化，如表面积、表面能等。该变化能造成界面应力的改变，进而影响复合材料的性能。

对于纤维增强环氧板材料，在纤维体积分数相同的条件下,纤维直径越小，其比表面积越大，其与基体的接触面积也就越大，从而复合材料强度提高。由于纳米管具有较高的韧性，故将其加人到脆性聚合物中后，在提高聚合物强度的同时又可显著提高聚合物的韧性。

对于颗粒增强环氧板材料,以氧化铝颗粒增强铝基复合材料为例。合材料的强度会发生改变。图7-1所示为研究学者给出的w l0%表示质量分数)氧化的增强销基复合材料的应力应变曲线。可以看出，在微米级，当氧化们粒径减小，复合材料的强度和韧性都有所提高。

但当氧化铝粒径进一步减小到纳米级时 ,环氧板材料的强度和韧性则会发生新的变化。这表现为相对纯铝，复合材料的强度提升不大，但韧性有较大提高。这是由于纳米级别的颗粒会出现一些新的特征，影响材料的增强机制,进而影响复合材料的强度和韧性。