【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。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。

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