【环氧板】性能的影响

金属基环氧板材料--般由金属基体和陶瓷增强相组成，除了金属基体和陶瓷增强体的种类及体积分数，金属基体/陶瓷增强相的界面结构对金属基环氧板材料的性能影响很大。本章前述粉末冶金法、液态金属浸渗法、液态金属搅拌铸造法等传统工艺方法都是通过环氧板外加增强体与金属基体以制备金属基环氧板材料的方法,工艺过程较为复杂。这些工艺方法中增强体与金属基体润湿性差，容易造成界面结合不良，或增强体与金属基体在制备或服役过程中发生化学反应，导致金属基环氧板材料的性能下降。虽然可以通过增强体表面改性、合金元素改性或真空压力辅助等方法缓解或解决这些问题，但组织控制较困难、工艺较复杂、成本较高。针对这些问题，发展了原位自生成法。指在没有外力作用下、物理、化学性质完全相同、成分相同的均句物质的聚集态称为相。不同相之间会有明确的物理界面。该物理界面不是几何意文又上的面，阳题只来克堂为相区域。由于界面原子能量不同于界面两侧原子能量，因而该区域具有不同于相邻两相的特腺性质。一般将固相或液相与气相的界面称为表面。环氧板材料的界面是指基体与增强体之间化学成分有显著变化构成彼此结合、能起载荷传递作用的微小区域。界面相则是环氧板材料中组元材料之间具有定尺度、在结构和原组元材料上有明显差别的新相。

环氧板材料界面在物理结构上呈层状或带状,厚度一般是 不均匀的,其厚度约在数纳米至数微米之间。虽然界面较小，但其仍有自己独特的结构和性质，且不同于基体和增强体中的任何一相。环氧板材料界面在化学成分上也较为复杂,可以是基体和增强体相互扩散的产物，也可以是基体和增强相的化学反应物，还可以是单独制备的一层物质,其化学组成也会完全不同于基体和反应物。此外，界面还可能含有增强体涂层元素和环境带来的杂质元素等。环氧板材料界面是环氧板材料中极为重要的结构，其结构和性能直接影响环氧板材料的性能。面性质，进而对其进行控制，是获得高性能环氧板材料的关键。

尽管陶瓷材料在拉伸载荷下十分脆弱,但它却拥有良好的抗压性能,这种差异与两种载荷方式下材料中的应力性质及裂纹的萌生和扩展方式有关。图4-2展示了陶瓷材料在拉伸和压缩试验下典型的应力-应变行为。如图4-2所示，拉伸时，试样的应力一应变曲线与压缩时的曲线重合，试样经历较小的弹性变形即发生断裂，而压缩断裂强度和断裂伸长率则远大于拉伸载荷下的相应值(通常，陶瓷的抗压强度可达抗拉强度的9倍左右)。在压缩载荷下,裂纹的扩展路径与加载方向大致同向，当裂纹扩展至材料表面时，试样会发生剥落,造成应力一应变曲线后半段的波动。

陶瓷材料的热稳定性和抗蠕变性良好，具有很高的使用温度上限。典型的镍基高温合金 的使用温度上限为1100 °C左右,而某些陶瓷则可以在1 500 °C下使用。

抗热震性是陶瓷材料在高温下使用时需要考虑的问题。由于陶瓷材料固有的脆性,热冲击是材料发生破坏的重要原因之一。

绝大多数陶瓷的键合类型以共价键或离子键为主。离子键和共价键是两类结合力极强的键合形式，这是陶瓷材料高熔点、高硬度和高模量的主要原因。

金属材料中，位错的滑移是金属良好塑性的重要来源。然而，在陶瓷材料中，原子间强烈的键合使得位错的运动极为困难。 ，此外，陶瓷晶体中原 子的滑移还要满足电荷平衡(离子晶体中)或键合的方向性(共价晶体中)，这些因索使得陶瓷中的滑移系数量十分有限。因此，陶瓷材料的损伤容限和韧性很低，塑性差，在断裂前往往只发生极小的塑性变形甚至不发生塑性变形，呈现脆断模式。

陶瓷晶体往往是原子堆积紧密的立方或六方结构。同一种陶瓷通常具有多种晶体结构，不同同素异构体间的力学性能和热物理性能可能存在较大差异。因此，陶瓷在不同环境下(如温度压强)的相变可能对材料产生重要影响。非晶态陶瓷也称为玻璃，通常为硅酸盐。与非晶态聚合物相似玻璃由熔融状态冷却时不结晶，原子呈长程无序状态。此外，些由特殊工 艺(如化学气相沉积、聚合物转化陶瓷等)制备的Si.N. ScN等非氧化无陶瓷也可以为非晶态,并可以在较高温度下保持非晶结构。

结构，其中结晶相的体积分数可达95%6~98%性、绝缘性，且热膨胀系数在较大范围内可调，是玻璃陶瓷具有优良的热机械性能、化学稳定一类重要的无机材料。