【环氧板】结合强度的表征

1.原位测试法
原位测试法又分为环氧板微脱黏法和顶出法两种。
1)环氧板微脱黏法
在显微镜下用金刚石探针对复合材料中选定的单根纤维的端部施加轴向载荷，使这根纤维端部在一一定深度范围内与周围基体脱黏;记录发生脱粘时的压力Pa,建立以该纤维中心为对称轴的纤维、基体、复合材料的微观力学模型;进行有限元分析并输入纤维、基体及复合材料的弹性参数和纤维直径、基体厚度及微脱黏力，计算出无限靠近纤维周围表面的基体中最大剪切应力，此即为纤维与基体间的环氧板剪切强度。
2)顶出法
单纤维和束纤维强度顶出法装置，其原理是在光学显微镜下，借助于精密定位机构，由金刚石探针对复合材料试样中选定的单根纤维施加轴向压力，得到受压纤维端部与周围基体发生界面脱黏或单纤维被项出时的轴向压力。再根据微观力学模型，通过有限元方法分析计算出环氧板结合强度。顶出试样厚度是影响测试结果重要因素。太厚，纤维无法项出:太薄，制样困难。该法测试精度高，操作方便，能得到不同层次的剪切强度。

2.声显微技术
声显微技术是在声耦合剂的帮助下，利用不同组织结构对声衰减性能的差异进行成像的技术。它是一种新发展的技术，关键设备是声学显微镜。该技术的优点不仅可以观测光学不透明材料的表面、亚表面的状态和性质，还可观测材料内部的结构和性质。国内采用德国产的高分辨声学显微镜，声耦合介质为水，工作频率为2.2GHz。

3.声发射技术
运用声发射技术可以测定单纤维复合材料环氧板剪切强度，显微镜通过光学测量确定纤维的断裂位置很麻烦，此方法还要求试样透明，合物基、金属基和陶瓷基复合材料就无能为力。采用声发射仪确定含有单纤维聚合物基复合材料试样的纤维断裂位置，以了解纤维断裂的长度分布，由细观力学模型计算纤维和基体间的界面剪切强度T,L为实际测出的最小断裂长度平均值，σ为纤维断裂强度，d为纤维的直径，K=0.75.4.SEM电镜原位拉伸法利用特殊的拉伸装置和标准试样，在SEM电镜中进行动态拉伸试验，电镜观察并记录试样中裂纹核的形成、扩展直至试样断裂的全过程。可研究复合材料在受力条件下断裂过程及界面不同状态对复合材料断裂历程的影响，以进一步改进复合材料的成型工艺和界面设计。该法直观、清晰、可靠，应用较为广泛。对复合材料的增强机理研究尤为合适，因为通过它可十分清晰地观察到增强体在动态拉伸过程中的力学行为。

5.宏观测试技术
以复合材料的宏观性能来评定复合材料的界面性能。宏观试验方法有层间剪切、横向拉伸、导槽剪切、圆桶扭转4种方法，试样制备及测试过程均比较简单，可在万能拉力试验机上进行，不过需要配置专门的夹具。这些均是复合材料环氧板强度敏感的实验，每一种实验都是界面、基体和纤维增强体共同受力情况下，在最薄弱环节首先破坏的复合材料宏观实验。得到的强度也是与基体、增强体纤维的体积分数、分布及其性质、复合材料中孔隙及缺陷的数量与分布等有关。研究表明:孔隙率每增加1%，短梁剪切强度下降7%;横向拉伸强度对孔隙率及缺陷则更加敏感，因此，宏观实验对复合材料环氧板性能的相对比较无法得出独立的界面强度值。

此外，还有扭辨分析法、单纤维拔出测试法等，其中单纤维拔出测试法也是纤维表面改性效果和评价复合材料环氧板质量的重要方法，但操作十分麻烦

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