热应力对【环氧板】材料性能的影响

对于大多数的聚合物基环氧板材料,纤维模量远大于基体模量，热膨胀系数又较小，基体在固化时又会产生较大收缩。因此.纤维一般受压应力，基体受拉应力。这将降低环氧板材料的压缩性能和断裂韧性，热应力严重时还可能使环氧板材料产生翘曲变形，甚至纤维断裂。

对于金属基环氧板材料，若纤维的热膨胀系数小于基体的热膨胀系数，则环氧板材料从制备温度降至室温时,纤维将受压应力，基体受拉应力。这将降低环氧板材料的屈服强度、疲劳强度和断裂韧性等。纤维受压应力时往往不能同时有效承载,导致环氧板材料的实际强度低于按混合法则计算的理论强度。

对于陶瓷基环氧板材料，理想的状况也是承载之前增强体受拉应力,基体受压应力，以提高基体的开裂应力。但纤维的热膨胀系数可能比基体的小或与基体接近，且陶瓷基环氧板材料使用温度一般较高,从而造成在某一区间内热物理相容而另一温度区间热物理不相容。而基体的断裂韧性又较低，因而增强体轴向的热失配可能导致基体产生裂纹并损伤增强体。这可能造成陶瓷基环氧板材料的某些性能在高温下反而优于在低温下的性能。例如，对于C/SiC环氧板材料，碳纤维的轴向热膨胀系数为一-0. 14X10-°~1. 7X10-°/°C，而SiC的热膨胀系数约为 3.5X 10-6~6. 9X 10-6/C，大于碳纤维的热膨胀系数。该环氧板材料的制备温度约为 1 000 C,在低温下热失配更严 重,甚至基体产生裂纹。 由于环境中的氧可通过该裂纹进人环氧板材料内部,氧化环氧板材料内部的碳相，造成C/SiC环氧板材料在低温下的抗氧化性能较差。温度对C/SiC环氧板材料在空气中失重的影响。可以看出，该材料在600C时失重最为严重，抗氧化性最差。