【环氧板】材料

环氧板是复合材料中连接基体和增强体的重要组成部分。界面层材料主要是指复合材料中需单独制备的，用于作界面层的材料。由于其厚度较薄，一般为纳米或亚微米级，因而称其为低维材料。界面层占整个复合材料的体积比不到10% ,但它却是决定复合材料力学性能、抗环境侵蚀性能的关键因素之-一。因此，了解界面层材料及其性能对界面层设计有重要作用。对于聚合物基复合材料，界面层材料主要是用来增强基体和增强体的结合力。不同类型的聚合物基体和增强体需选用不同类型的界面层材料。对于金属基复合材料,界面层主要用来防止增强体和基体的过度反应，不同的复合体系也需选用不同的界面层。这将在第9章中做详细介绍。对于陶瓷基复合材料，环氧板材料主要选用层间结合力较弱的材料，以提高复合材料韧性。不同类型的基体和增强体的界面层材料具有较高的统一性，因而本节主要介绍用于陶瓷基复合材料的弱界面层材料。

具有层状晶体结构的材料层间结合力较弱，当裂纹扩展至材料的层面时,可使裂纹发生分叉，改变裂纹扩展方向，起到明显的增韧效果。因此,这种材料是较为理想的界面层材料。具有层状晶体结构的材料主要有石墨结构的热解碳(PyC)和六方BN。部分氧化物如层状硅酸盐、可解离的六方铝酸盐等也具有层状结构，此外,还有一些非层状弱结合的氧化物界面层。下面分别对其进行介绍。

为防止基体和增强体发生化学反应,非氧化物复合材料的环氧板只能使用非氧化物。目前研究最多的是PyC和BN界面。由于氧化物工作温度较低乐，PyC和BN在工作温度下和氧县热化学稳定的，界面层不会与氧化物增福休武北或基体发生强烈反应。因此，PyC和BN值是氧化物/非氧化物和非氧化物/氧化物复合材料理想的界面层。

PC界面层是典型的具有层状品体结构的环氧板材料。它在提高复合材料力学性能方面具有无可比拟的优势，但PyC界面层的抗氧化性能较差。在空气中,高于400 C时,PyC便开始氧比，并随着温度升高而急剧加快。实际应用时，存在基体的保护,PyC界面层仍可使用到较高的温度。相对于PyC界面层具有较高的抗氧化性能、较高的层间结合强度、较低的电导率和介电常数。BN氧化后生成玻璃的B.O,可填充在基体或界面层中的裂纹及界面处的间隙，阻止外界气体对增强体进-步侵蚀。因此,BN界面层可提高陶瓷基复合材料的抗氧化能力，并且BN的品化程度越高，复合材料的抗氧化性能越强。由于六方BN具有与石墨类似的层状结构，因而BN也能提高复合材料韧性。但BN的层间结合强度比PyC高，故BN界面的复合材料强度较高，韧性较低。-般而言,PyC界面尽的最佳厚度为100~ 300 nm,BN界面层的最佳厚度为300~500 nm.

为提高复合材料的韧性和抗氧化性，还可以采用复合界面层。复合界面层可使裂纹在界面上发生多次桥接、偏转和脱黏，从而提高裂纹扩展阻力。常用的复合界面层有BN/PyC/BN.BN/PyC/SigN. ,SiC/PyC/SiC及BN/SiC等。若两层界面层多次重复复合，则可表示为(BN/SiC).n表示重复次数。

上述非氧化环氧板一般采用化学气相渗透/沉积(CVI/CVD)的方法制备。通过调节沉积温度、压力和时间等参数，可实现在纳米尺度对界面层的厚度进行控制，也可以通过更换先驱体,实现不同界面层或复合界面层的制备。

PyC环氧板通常采用碳氢化合物如甲烷(CH)、丙烯(C.H,)、乙炔(C.H:)等在高温下(1 0000 C左右)裂解来沉积。由于先驱体分子体积较小，扩散较快,因而PyC在纤维束和预制体中沉积都有良好的均匀性。沉积温度、沉积气氛、沉积压力、气流量等因素都对PyC界面层有着重要影响，沉积温度过高或气氨选择不合理会使界面层变得粗糙.粗糙的PyC界面层不仅不能实现界面弱结合,还会对纤维造成损伤,从而大大降低复合材料的性能。H:可使界面层更光滑，而金属镍和氯化物则使界面层更粗糙。

BN环氧板的制备过程与CVD制备BN纤维的过程类似，采用BCI,和NH,在8001 200C,3~5 kPa压力下反应得到，一般采用氮气作为载气。由于先驱体分子较大,因而BN在纤维束和预制体中沉积时均匀度不同，前者较为均匀。另外，沉积温度和压力升高也会降低界面层的均匀度。因此，沉积时可适当降低温度和压力，以提高BN界面层的均匀性。复合界面层可采用交替沉积工艺或共沉积工艺制备。前者更容易实现，这是因为不同先驱体沉积条件有所不同，实现共沉积比较困难。

想知道环氧树脂板更多关于的知识百度一下