【环氧板】界面的优化设计

环氧板材料的界面非常复杂和重要，是组成环氧板材料的三大要素(基体、增强体和界面)之一，也是影响环氧板材料性能的核心环节。因界面涉及的因素较多，如组分材料、制备工艺、环境以及这些因素的相互影响，只有采用系统工程的方法方可圆满解决。首先要充分了解环氧板材料中涉及界面的结构和对性能的要求，然后从模拟件入手进行各种界面行为的考察。在此基础上决定界面应具有的结构和性质，由此制备环氧板材料试件，测试有关性能，并与原定要求进行对比、分析，根据结果考虑进-步改善 和优化的措施。最后在进行实际构件制造时，还要针对其工艺的现实性、经济性、资源供应等方面进行综合评价，才能正式付诸实施。随者环氧板材料各种基础数据的积累和计算机技术的进步，环氧板材料的界面优化设计将完全由计算机界面是指基体与增强体之间化学成分有显著变化的、能够彼此结合传递载荷的微小区域。界面的组成、结构直接影响载荷的传递、影响环氧板材料的性能。对环氧板材料界面进行控 制、设计和改进研究的工作称为界面工程。界面按其微观特性分为共格、半共格和非共格3 种;若按其宏观特性可分为机械结合界面、溶解与润湿结合界面、反应结合界面、交换反应结合界面和混合结合界面5种。界面具有传递效应、阻断效应、不连续效应、散射和吸收效应及诱导效应等功能，通过界面结构的改善与控制可有效提高环氧板材料的性能。

聚合物基环氧板材料的界面是在成型过程中形成的，分为两个阶段:①基体与增强体的接 触与润湿;②聚合物的固化。界面作用机制是指界面发挥作用的微观机理，理论有多种: ①浸润吸附理论;②化学键理论;③物理吸附理论;④过度层理论;⑤拘束层理论;⑥扩散层理论;⑦减弱界面局部应力作用理论;⑧静电吸引等，最重要的是第1种理论，也相对成 熟，其他理论都还需进一步完善。
金属基环氧板材料的界面一般有3种类型:界面平整型、界面凹凸型和界面反应型。界面结合机理有物理结合、溶解与浸润结合和化学反应结合3种。陶瓷基环氧板材料的界面结合方式与金属基环氧板材料基本相同，它包括机械结合、物理结合、化学结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时会有几种界面结合方式同时存在。界面处热力学和动力学条件决定了界面的稳定性，有以下两种:①界面处无反应物，或仅形成固溶体;②界面处有反应物甚至形成反应层。可通过对增强体表面改性、向基体添加特定元素、增强体表面涂层等方法进行界面控制，从而控制陶瓷基环氧板材料的性能。

环氧板材料的界面表征手段有:透射电镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)俄歌能谱(AES)、原子力显微镜(AFM)、x光电子能谱(XPS)及Raman光谱(或拉曼探针)、X射线衍射(XRD)等。