镁基【环氧板】材料的界面

镁基环氧板材料的界面对其力学性能影响较大。以碳纤维增强镁基环氧板材料为例，由于碳纤维直径很小，界面而积占有很大比例，界面起着重要的作用，而且碳纤维和基体形成的体系一般处于热力学不平衡状态。在600C左右可能有MgC2、Mg2Cs存在，但它们极其不稳定，易分解，可以认为碳、镁之间是化学惰性。但是，基体中的添加元素会使界面结构变得复杂。一方面添加元素和碳纤维在界面处发生一定的物理化学反应，另方面添加元素会在基体内部发生反应，而这些反应产物又易于在界面析出。由于碳纤维的石墨化程度不同，其在镁基环氧板材料中存在着两种不同类型的界面结构。石墨化程度较低的碳纤维，其C/Mg界面处有一层比基体晶粒小得多的细小晶粒层。当石墨化程度较高时，界面处不存在细小晶粒层，而是结合良好的平直光滑界面。

真空压力浸渗制备的Cr/ZM-5 环氧板材料，界面存在明显的铝元素富集，并有析出相Mg17AI12,但界面没有化学反应的迹象;对纤维施以SiO2涂层后，界面上有MgO生成。纤维的表面处理可以提高界面剪切强度，但会显著降低拉伸强度;界面析出相受界面残余应力的影响。不同的制备工艺、涂层处理以及碳纤维的表面处理都会产生不同的界面相，改变碳/镁的界面结合状况，最终影响环氧板材料的性能。
要使镁基环氧板材料达到最佳界面结合，一般采取以下措施:
(1)在镁基环氧板材料中添加合适的化合物或元素。有利的化学反应可以提高界面的结合强度，使环氧板材料得到强化。挤压铸造法制备的siC晶须增强AZ91环氧板材料的界面，发现添加了AI (PO3) 3黏结剂时，粘结剂和镁在界面处发生一定的化学反应生成 MgO, MgO在界面处半共格析出在-定程度 上降低了界面能，提高了界面结合强度。
(2)选择合适镁基环氧板材料的制备工艺。制备温度的降低和凝固时间的缩短可在一定程度上抑制镁基环氧板材料界面反应，改善界面结构。例如，在制备sic纤维增强ZM,镁基合金的工艺中，环氧板材料界面的形貌，Mg7AI12相的形状和大小与纤维的预制温度有关，随着还使微观组织得到优化， 热疲劳响应增预制温度的升高，MgrAI2相析出最增加且形状由细针状转为粗针状或块状，同时界面的结合强度降低。
(3)对增强体进行表面涂层。表面涂层可优化增强体和镁的界面结合状态，以达到提高 界面性能的目的。氧化的SiC晶须增强镁基环氧板材料中，由于晶须表面的SiO2 与镁反应， 在界面析出MgO细晶过渡层，改善了SiC 晶须与镁基体之间的结合状态。
需指出添加元素一方面可改善浸渗性能，但另一方面会在界面区发生定的物理化学反应，使得界面区域的结构变得复杂、难以控制。

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