材料科學(xué)基礎(chǔ)輔導(dǎo)與習(xí)題-上交課件 第8章 材料表面與界面

材料科學(xué)基礎(chǔ)

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8.1基礎(chǔ)知識(shí)

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8.2晶體中的界面結(jié)構(gòu)

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8.3晶體中界面的偏聚與遷移

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8.4界面與組織形貌

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8.5高聚物的表面張力與界面張力

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8.6復(fù)合體系的界面結(jié)合特性

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8.7材料的復(fù)合定理第

章材料表面與界面88.1基礎(chǔ)知識(shí)

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8.1.1界面

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8.1.2固體的表面自由能和表面張力

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8.1.3純金屬表面張力的估算

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8.1.4固液界面與潤(rùn)濕

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8.1.5固-固界面黏附

8.2界面類型與結(jié)構(gòu)

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8.2.1表面

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8.2.2界面能量8.3晶體中界面的偏聚與遷移

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8.3.1晶界平衡偏析

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8.3.2界面的遷移

●8.3.3影響界面遷移率的因素8.4界面與組織形貌

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8.4.1單相組織形貌

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8.4.2復(fù)相組織形貌

8.5高聚物的表面張力與界面張力

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8.5.1表面張力與分子間的作用力

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8.5.2高聚物的表面張力的影響因素

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8.5.3高聚物界面張力8.6復(fù)合體系的結(jié)合特性

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8.6.1復(fù)合材料界面的形成過(guò)程

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8.6.2樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)及界面理論

●8.6.3非樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)

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8.6.4復(fù)合材料界面破壞8.7材料的復(fù)合定理

●材料的復(fù)合原理

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8.1基礎(chǔ)知識(shí)界面：定義：指不同的相間或同一相的不同取向區(qū)域之間的分界面。界面是晶體中的面缺陷，對(duì)晶體材料的性質(zhì)和發(fā)生的轉(zhuǎn)變過(guò)程有重要影響。●

8.1.1物質(zhì)表面常見(jiàn)的材料表界面類型可以按照其分界面兩側(cè)相的類型劃分為：

1、氣-固界面

2、液-固界面3、固-固界面常見(jiàn)的材料表界面也可以按其形成途徑分為：

(1)機(jī)械作用界面

(2)化學(xué)作用界面

(3)固體結(jié)合界面

(4)液相或氣相沉積界面

(5)凝固共生界面

(6)粉末冶金界面

(7)粘結(jié)界面

(8)熔焊界面●

8.1.2固體的表面自由能和表面張力

定義與液體的表面自由能和表面張力類似，此外：

①固體的表面自由能中包含了彈性能。

②固體的表面張力是各向異性的。

③決定固體表面形態(tài)的主要是形成固體表面時(shí)的條件以及它所經(jīng)歷的歷史。

④固體的表面自由能和表面張力的測(cè)定非常困難。

以密排面為表界面表面自由能最低●

8.1.3純金屬表面張力的估算

當(dāng)形成新的表面時(shí)，在新表面上和靠近新表面處原子的鍵合一部分被切斷了，這些被切斷鍵的能量之和就構(gòu)成了金屬的表面能。而表面能與表面積的比值就是表面張力。

其中，ΔHv為摩爾蒸發(fā)熱，N0為阿付加德羅常數(shù)，ZR為界面配位數(shù)，Z0是原子的體積配位數(shù)

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8.1.4固液界面與潤(rùn)濕θ=0° 完全潤(rùn)濕，液體在固體表面鋪展；0<θ

<90° 潤(rùn)濕，θ越小，潤(rùn)濕性越好；90°<θ

<180°不潤(rùn)濕；θ

=180° 完全不潤(rùn)濕，液體在固體表面呈球狀。Young方程:

θ--接觸角

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8.1.5固固界面與粘附

α－β相的分離

α相的分離●

8.2.1界面類型與結(jié)構(gòu)

●一、按界面兩邊物質(zhì)狀態(tài)分類表面晶界，亞晶界，相界Mg-3Al-0.8Zn合金中的晶界Pb-Sn合金中的相界

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8.2晶體中的界面結(jié)構(gòu)表面包括固-氣界面和固-液界面。固-氣界面即自由表面。固-液界面為凝固中新相晶體與液相之間的界面。物質(zhì)表面●

1、理想表面●

2、清潔表面●

3、吸附表面臺(tái)階表面弛豫表面重構(gòu)表面

晶界與亞晶界晶界、亞晶界是晶體結(jié)構(gòu)和組成成分相同、但取向不同的兩部分晶體的界面。晶粒之間的界面叫晶界；亞晶之間界面稱亞晶界。為了完全確定晶界的位置，必須說(shuō)明：（1）一個(gè)點(diǎn)陣相對(duì)于另一點(diǎn)陣的位向θ；（2）晶界相對(duì)于一個(gè)點(diǎn)陣的位向φ。因此，二維點(diǎn)陣的晶界有兩個(gè)自由度。

對(duì)三維晶體，則需要5個(gè)自由度確定晶界的位置相界相鄰兩晶體不僅位向不同，晶體結(jié)構(gòu)也不同，有時(shí)成分也不同，即界面兩邊為兩個(gè)不同的相，該界面稱相界。●

二、按界面兩邊晶體取向差角度分類

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1、小角晶界：兩相鄰晶粒的位向差約小于10°

對(duì)稱傾側(cè)晶界（最簡(jiǎn)單的晶界）不對(duì)稱傾側(cè)晶界扭轉(zhuǎn)晶界

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2、大角晶界：位向差大于10°的晶界（1）小角晶界：對(duì)稱傾側(cè)晶界：最簡(jiǎn)單的晶界其兩側(cè)的晶體有位向差θ，相當(dāng)于晶界兩邊的晶體繞平行于位錯(cuò)線的軸各自旋轉(zhuǎn)了一個(gè)方向相反的

角而成的，所以稱為對(duì)稱傾側(cè)晶界。是由一系列相隔一定距離的刃型位錯(cuò)垂直排列而構(gòu)成。這種晶界只有一個(gè)變量θ，是一個(gè)自由度晶界。晶界中位錯(cuò)的間距D可按下式求得：

式中b為柏氏矢量。

當(dāng)θ值很小時(shí)，假如θ=1o，b=0.25nm，則位錯(cuò)間距為14nm。當(dāng)θ=10o時(shí)，b=0.25nm，位錯(cuò)間距離僅1.4nm，即只有5個(gè)原子間距，此時(shí)位錯(cuò)密度太大，說(shuō)明此模型不很適用。

θ大時(shí)，這個(gè)模型不適用。

實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明傾側(cè)晶界的存在。許多研究者應(yīng)用綴飾法和電子顯微鏡薄膜透射方法，也都觀測(cè)到了這類晶界。

實(shí)驗(yàn)觀察到的對(duì)稱傾轉(zhuǎn)晶界

不對(duì)稱傾側(cè)晶界：如果傾側(cè)晶界的界面繞X軸轉(zhuǎn)了一個(gè)角度ф，兩晶粒之間的傾側(cè)角度為θ，θ角仍然很小，但是，界面相對(duì)于兩晶粒是不對(duì)稱的，所以稱為不對(duì)稱傾側(cè)晶界。它有ф和θ兩個(gè)自由度，在這種情況下，只靠垂直的同號(hào)刃型位錯(cuò)（柏氏矢量為b）排列就不夠了，還要加入另一組其柏氏矢量b1與b垂直的位錯(cuò)。

不對(duì)稱傾轉(zhuǎn)晶界的位錯(cuò)模型（簡(jiǎn)單立方）

A

B

E

C

兩組位錯(cuò)各自之間的距離分別為：這兩組位錯(cuò)的數(shù)量取決于θ角及ф角扭轉(zhuǎn)晶界

將一個(gè)晶體沿中間平面切開(kāi)，然后使右半晶體繞Y軸轉(zhuǎn)過(guò)θ角，再與左半晶體會(huì)合在一起，形成圖示的晶界。界面與旋轉(zhuǎn)軸垂直，所以是一個(gè)自由度晶界晶界與圖面平行，兩晶粒繞與界面垂直的軸轉(zhuǎn)一角度θ。紅點(diǎn)代表晶界下面的原子，藍(lán)點(diǎn)代表晶界上面的原子。扭轉(zhuǎn)晶界模型

可見(jiàn)這種晶界是由兩組螺型位錯(cuò)交叉網(wǎng)所構(gòu)成。單純的傾側(cè)晶界或扭轉(zhuǎn)晶界是小角度晶界的兩種簡(jiǎn)單型式；對(duì)于一般的小角度晶界，其旋轉(zhuǎn)軸和界面可有任意的取向關(guān)系，所以是由刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)組合構(gòu)成。（2）大角晶界一般把θ>10°的晶界稱為大角晶界。大角晶界的模型比較復(fù)雜，原子排列不規(guī)則，不能用位錯(cuò)模型來(lái)描述，其結(jié)構(gòu)直至目前也不太了解。

取向不同的相鄰晶粒的界面不是光滑的曲面，而是由不規(guī)則的臺(tái)階組成的。分界面上既包含有同時(shí)屬于兩晶粒的原子D，也包含有不屬于任一晶粒的原子A；既包含有壓縮區(qū)B，也包含有擴(kuò)張區(qū)C。

大角度晶界上原子排列比較紊亂，但也存在一些比較整齊的區(qū)域。因此，晶界可看成壞區(qū)與好區(qū)交替相間組合而成。隨著位向差的增大，壞區(qū)的面積將相應(yīng)增加。High-resolutionimageofagrainboundaryinAl

純金屬中大角度晶界的寬度不超過(guò)3個(gè)原子間距。

在簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣中，當(dāng)兩個(gè)相鄰晶粒的位向差為28.1°時(shí)(相當(dāng)于晶粒2相對(duì)晶粒1繞[100]旋轉(zhuǎn)了28.1°)若設(shè)想兩晶粒的點(diǎn)陣彼此通過(guò)晶界向?qū)Ψ窖由?，則其中一些原子將出現(xiàn)有規(guī)律的相互重合。由這些原子重合位置所組成比原來(lái)晶體點(diǎn)陣大的新點(diǎn)陣，通常稱為重合位置點(diǎn)陣。由于在上述具體圖例中，每17個(gè)原子即有一個(gè)是重合位置，故重合位置點(diǎn)陣密度為或稱為重合位置點(diǎn)陣。如果晶界上包含重合位置越多，晶界上原子排列畸變的程度就越小，晶界能越低，所以晶界力求和重合位置點(diǎn)陣的密排面重合

晶體結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度

(°)重合位置密度體心立方[100]36.91/5[110]70.51/3[110]38.91/9[110]50.51/11[111]60.01/3[111]38.21/7面心立方[100]36.91/5[110]38.91/9[111]60.01/7[111]38.21/7各種不同的晶體點(diǎn)陣相對(duì)于各自的特殊晶軸旋轉(zhuǎn)一定角度都能出現(xiàn)“重合位置點(diǎn)陣”。作為例子，在表中僅列出了幾種晶軸的數(shù)據(jù)，實(shí)際上對(duì)很多晶軸旋轉(zhuǎn)都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，能出現(xiàn)重合位置點(diǎn)陣的位向是很多的。若界面和重合位置點(diǎn)陣的密排面有所偏離時(shí)，晶界也力求把大部分面積和重合位置點(diǎn)陣的密排面重合，而在重合位置點(diǎn)陣的密排面之間出現(xiàn)臺(tái)階（如下圖中的BC）來(lái)滿足晶界和重合位置點(diǎn)陣密排面間偏離的角度。顯然，這角度越大，臺(tái)階就越多。這就是大角度晶界“重合位置點(diǎn)陣”模型。

如兩晶粒的位向稍偏離能出現(xiàn)重合位置點(diǎn)陣的位向，可以認(rèn)為在界面上加入一組重合位置點(diǎn)陣位錯(cuò)，即該晶界也同時(shí)是重合位置點(diǎn)陣的小角度晶界，這時(shí)兩晶粒的位向可以從原來(lái)出現(xiàn)重合位置點(diǎn)陣的特殊位向擴(kuò)展一定范圍。根據(jù)小角度晶界的概念，這個(gè)范圍可以從原來(lái)的特殊位向擴(kuò)展10°。于是，重合位置點(diǎn)陣模型可以解釋大部分任意位向的晶體結(jié)構(gòu)?！袢?、據(jù)界面上原子排列情況和吻合程度分類（1）共格界面（2）半共格界面（3）非共格界面共格界面兩相晶體結(jié)構(gòu)相同兩相晶體結(jié)構(gòu)不同無(wú)應(yīng)變的共格相界有應(yīng)變的共格相界

半共格界面兩個(gè)點(diǎn)陣的錯(cuò)配(不匹配)度定義為

這組位錯(cuò)的間距D應(yīng)是：

δ值很小時(shí)，

半共格相界一維點(diǎn)陣的錯(cuò)配可以在不產(chǎn)生長(zhǎng)程應(yīng)變場(chǎng)下用一組刃位錯(cuò)來(lái)補(bǔ)償。非共格界面當(dāng)兩相在相界面處的原子排列相差很大時(shí)，即δ很大時(shí)，只能形成非共格界面。這種相界與大角度晶相似，可看成是由原子不規(guī)則排列的很薄的過(guò)渡層構(gòu)成。其它界面類型孿晶：兩個(gè)晶體（或一個(gè)晶體的兩部分）沿一個(gè)公共晶面構(gòu)成鏡面對(duì)稱關(guān)系，這兩個(gè)晶體就稱為孿晶。公共晶面就稱為孿晶面。孿晶界分為：共格孿晶界非共格孿晶界●

8.2.2界面能量界面處原子原子鍵合情況發(fā)生改變，且不同程度偏離平衡位置，引起能量升高，此部分能量叫界面能。

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一、界面能

來(lái)源從理論上來(lái)講，相界能包括兩部分：

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1、由原子離開(kāi)平衡位置所引起的彈性畸變能（或應(yīng)變能），其大小取決于錯(cuò)配度δ大小；

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2、由界面上原子間結(jié)合鍵數(shù)目和強(qiáng)度發(fā)生變化所引起的化學(xué)交互作用能，取決于界面上原子與周圍原子的化學(xué)鍵結(jié)合狀況。相界面結(jié)構(gòu)不同，這兩部分能量所占的比例不同。

界面能與取向的關(guān)系共格相界：由于界面上原子保持著匹配關(guān)系，故界面上原子結(jié)合鍵數(shù)目不變，因此以應(yīng)變能為主；非共格相界：由于界面上原子的化學(xué)鍵數(shù)目和強(qiáng)度與晶內(nèi)相比有很大差異，故其界面能以化學(xué)能為主，而且總的界面能較高。從相界能的角度來(lái)看，從共格至半共格到非共格依次遞增。●

二、小角界面能

由于小角晶界是有位錯(cuò)構(gòu)成的，因此其界面能可由位錯(cuò)能量計(jì)算出。

對(duì)于對(duì)稱傾轉(zhuǎn)晶界，設(shè)位錯(cuò)間距為D，取一個(gè)面積元，其面積為D×1，僅含一根位錯(cuò)，而單位長(zhǎng)度刃位錯(cuò)的能量為：

因此單位面積上的界面能為：

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三、大角界面能一般大角界面：包括非共格相界面，原子排列混亂，界面原子鍵合受到很大破壞，具有很高的化學(xué)鍵能，并且不隨位相差改變，約500-600mJ/m2

形成重合位置點(diǎn)陣后，界面能下降至300-400mJ/m2

。共格和半共格界面共格界面化學(xué)鍵能不高，但界面原子發(fā)生彈性變形以維持共格，故有高的共格應(yīng)變能，共格界面能主要共格應(yīng)變能引起，約50-200mJ/m2。

半共格界面由共格區(qū)和位錯(cuò)區(qū)組成，界面能包括共格應(yīng)變能、位錯(cuò)應(yīng)變能和非共格區(qū)的化學(xué)鍵能，約200-500mJ/m2孿晶界對(duì)共格孿晶界，化學(xué)鍵能很低，應(yīng)變能基本沒(méi)有，界面能約20mJ/m2。

非共格孿晶界，有較高的化學(xué)鍵能，界面能約100-500mJ/m2。

在保溫的時(shí)候，每個(gè)晶粒都力圖減小自己的晶界面積，轉(zhuǎn)動(dòng)自己的方位，最后達(dá)到平衡。平衡條件為：在平衡狀態(tài)下，三叉晶界的個(gè)面角均趨于120°，各晶粒之間的晶界能基本相等。

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8.3晶體中界面的偏聚與遷移

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8.3.1晶界平衡偏析溶質(zhì)原子有自發(fā)地向晶界偏聚的趨勢(shì)～晶界偏析

C0是晶內(nèi)溶質(zhì)平衡濃度，CB晶界中溶質(zhì)原子分?jǐn)?shù)，ΔG是溶質(zhì)原子在晶界與在晶內(nèi)的自由焓差從上式看出，晶界偏析隨溶質(zhì)的平衡濃度增加而增加。溶質(zhì)原子在靜態(tài)晶界偏析的程度和它在溶劑中的溶解度有關(guān)。

溶解度低的溶質(zhì)原子在晶界偏析的程度大。隨著溫度增加，由于溶質(zhì)原子在晶內(nèi)和在晶界的能量差別減小，即ΔG減小，晶界偏析也減弱。合金系的溶質(zhì)固溶度和溶質(zhì)在晶界富化程度間的關(guān)系

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8.3.2界面的遷移界面的遷移運(yùn)動(dòng)是各類轉(zhuǎn)變的重要基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)變中新相的長(zhǎng)大實(shí)質(zhì)是界面遷移的過(guò)程，界面遷移速度決定新相長(zhǎng)大速度，影響界面遷移速度的因素同樣影響新相的長(zhǎng)大過(guò)程。晶界遷移可以定義為晶界在其法線方向上的位移.

從微觀上看，是通過(guò)晶粒邊緣上的原子向其鄰近晶粒的跳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。界面遷移與原子運(yùn)動(dòng)方向相反、速度相同。

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一、概述晶粒長(zhǎng)大模型

設(shè)想a為一曲面晶界上的原子，其受晶界兩側(cè)晶粒I、II中原子作用力（引力），由于其周圍II類原子多于I類，所以若a有足夠動(dòng)力，將跳入II，結(jié)果晶界就會(huì)向I方向移動(dòng)，即曲率中心方向，明顯地，當(dāng)晶界處于平直狀態(tài)時(shí)，將停止遷移?！?/p>

二、界面遷移的驅(qū)動(dòng)力

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1、變形儲(chǔ)能變形儲(chǔ)能越大，變形儲(chǔ)能差值越大，界面遷移速率越大

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2、界面曲率考慮一個(gè)曲率半徑為r的圓柱界面面積元，設(shè)表面張力為γ界面張力的法向分力與壓力差相平衡：因

很小，，則dθ/2

Rdθγ·lγ·lΔPΔP任意球形曲面：由熱力學(xué)有關(guān)原理，恒溫時(shí)：

則：晶界曲率是晶界遷移的驅(qū)動(dòng)力，界面總是向凹側(cè)推進(jìn)。曲率越大，曲率半徑越小。驅(qū)動(dòng)力越大，界面遷移速率越大。界面遷移的結(jié)果。曲率下降熱力學(xué)平衡。

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1、溶質(zhì)或雜質(zhì)原子少量溶質(zhì)或雜質(zhì)原子就會(huì)對(duì)晶界遷移率產(chǎn)生顯著的拖拽作用?！?/p>

8.3.3影響界面遷移率的因素錫對(duì)鉛晶界遷移速度的影響。

●2、溫度晶界遷移率B與擴(kuò)散系數(shù)D之間的關(guān)系為：

可見(jiàn)溫度↑，晶界遷移率↑↑∵溫度↑，原子遷移率↑↑

溫度↑，晶界遷移阻力↓B↑晶粒迅速長(zhǎng)大

●3、第二相顆粒晶界上第二相顆粒對(duì)晶界遷移起阻礙作用。γsinθ2πrcosθγ在A點(diǎn)，為保持張力平衡，可得第二相對(duì)晶界的阻力為：

當(dāng)θ=45°時(shí)達(dá)到最大

可見(jiàn)，第二相體積分?jǐn)?shù)f越大、顆粒尺寸r越小，對(duì)晶界遷移的阻力越大。

當(dāng)這個(gè)阻力=晶界遷移動(dòng)力時(shí)，晶界遷移就停止了。

此時(shí)晶粒尺寸R為極限尺寸，即：

所以：

∴f↑?R↓

r↓?R↓●

4、晶粒間位向差隨著位向差減小，大角晶界→小角晶界→無(wú)界面，原子擴(kuò)散由晶界擴(kuò)散→晶格擴(kuò)散?界面遷移率降低●

8.4界面與組織形貌

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8.4.1單相組織形貌

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1、界面的平直化與轉(zhuǎn)動(dòng)

a)界面能與界面面積有關(guān)平衡時(shí)，界面面積A→最小，曲界面→直界面

b)界面能與位向差有關(guān)平衡時(shí)，界面→能量最低的方向→界面轉(zhuǎn)動(dòng)界面的平直化與轉(zhuǎn)動(dòng)?原子遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)

●2、界面平衡的熱力學(xué)條件保溫時(shí)，每個(gè)晶粒都力圖減小自己的晶界面積，轉(zhuǎn)動(dòng)自己的方位，最后達(dá)到平衡。平衡條件為：在平衡狀態(tài)下，三叉晶界的個(gè)面角均趨于120°各晶粒之間的晶界能基本相等。二維晶界為了實(shí)現(xiàn)120°的要求，晶粒在邊數(shù)不同的情況下，晶界的曲度不同。其規(guī)律是大晶粒的邊數(shù)多，小晶粒的邊數(shù)少。曲率中心在小晶粒一側(cè)，即小晶粒凹面向內(nèi)，大晶粒凹面向外。

二維晶界六邊形晶粒平直120°界面二維晶界小于六邊形晶粒外凸界面→消亡二維晶界大于六邊形晶粒內(nèi)凹界面→長(zhǎng)大若4個(gè)晶粒相交于1個(gè)棱，在一定條件下，它會(huì)自動(dòng)分解為2個(gè)三面棱；在界面上看，1個(gè)四棱結(jié)點(diǎn)要分解為2個(gè)三棱結(jié)點(diǎn)

——這種分解使系統(tǒng)能量降低。

十四面體a：規(guī)則十四面體b：a－十四面體c:b－十四面體實(shí)際晶體中的晶粒

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8.4.2復(fù)相組織形貌●一、晶粒內(nèi)部的第二相●二、界面、界棱和界角上的第二相●一、晶粒內(nèi)部的第二相平衡條件：

析出物形狀是由兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)著的因素所決定即表面能和彈性應(yīng)變能各自→其最小值表面能→最小?所以有形成等軸析出物的趨勢(shì)，并且出現(xiàn)小平面彈性應(yīng)變能→最低?薄片狀(盤狀) 共格、部分共格、非共格界面結(jié)構(gòu)示意圖

在完全共格和半共格析出物中，彈性應(yīng)變保證共格界面處晶格之間的平滑匹配，并且從該界面處傳播到基體和析出物的深處。在這些晶格之間差異較大的地方，基體和析出物晶格的彈性應(yīng)變能也較大。

當(dāng)固溶體各組元的原子直徑差≤3%時(shí)，共格析出物的形狀由表面能最小的趨勢(shì)決定，→球狀當(dāng)各組元直徑差＞5%時(shí)，決定因素是彈性應(yīng)變能，薄片狀析出物優(yōu)先形成(通常呈盤狀)

共格析出物有時(shí)呈針狀，等軸析出物>彈性應(yīng)變能>盤狀析出物共格析出物中常含50-100%溶質(zhì)原子，若設(shè)這些區(qū)域由純?nèi)苜|(zhì)組成，可以由原子半徑計(jì)算錯(cuò)配度彈性應(yīng)變能的相對(duì)值與橢球形狀的關(guān)系

ac●二、晶界上的第二相

當(dāng)?shù)诙?假定為β相)在基體(α相)的晶界存在時(shí)，第二相在兩個(gè)基體晶粒間所張開(kāi)的角度θ稱為二面角當(dāng)γαβγαα?xí)r，θ＝180°，α相和β相完全不浸潤(rùn)，β相接近于球形；當(dāng)γαβ＝γαα?xí)r，

θ

＝120°，β相呈雙球冠形；當(dāng)γαβγαα?xí)r，θ＝180°α相和β相完全不浸潤(rùn)，β相接近于球形；當(dāng)γαβ＝γαα?xí)r，θ＝120°，β相呈雙球冠形；當(dāng)γαβγαα，θ＝0°，α相和β相完全浸潤(rùn)，β相在α相晶界上鋪展開(kāi)●三、晶棱與晶角上的第二相

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1、只能形成非共格相界面①δ＝180°，此時(shí)，X＝120°，而Y＝90°，結(jié)果β相成為存在于晶角上的球形；②δ＝120°，此時(shí)，X＝Y(jié)＝109.5°，

β相成為曲面四面體，α相的四根晶棱從β曲面四面體的4個(gè)定點(diǎn)放射出來(lái)；③δ＝60°，此時(shí)，X0°，而Y180°，β相將沿晶棱滲透，形成β相的骨架網(wǎng)絡(luò)。④δ＝0°當(dāng)δ0°時(shí)，

β相沿晶界擴(kuò)展。

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2、能形成共格或半共格相界面晶棱和晶角上第二相的形貌

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8.5高聚物的表面張力與界面

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8.5.1表面張力與分子間的作用力表面層的分子是處于不對(duì)稱的力場(chǎng)中，它只受到下邊分子的作用力，于是表面分子就沿著表面平行的方向增大分子間的距離，總的結(jié)果相當(dāng)于有一種張力將表面分子之間的距離擴(kuò)大了，此力稱為表面張力。分子間的作用力大者表面張力高，相互作用力小者則表面張力低。

液體有機(jī)化合物（非極性液體）分子之間相互作用力僅有色散力者，則表面張力較低，一般在15～30×10-3N/m。如果液體分子內(nèi)還有偶極作用力和氫鍵等存在，則表面張力就高一些，一般在30～72×10-3N/m。熔鹽和熔體玻璃由于具有離子鍵的作用力，因此表面張力較高，通常在100～600×10-3N/m。熔融金屬液體由于存在金屬鍵，因此它的表面張力最高，通常在100～3000×10-3N/m。通常將表面張力在100×10-3N/m以上者稱為高能表面，在100×10-3N/m以下者稱為低能表面，高聚物的表面都屬于低能表面。色散力：由于每個(gè)分子中的電子和原子核都處在不斷運(yùn)動(dòng)之中，因此經(jīng)常會(huì)發(fā)生電子云和原子核之間發(fā)生順時(shí)相對(duì)位移，正負(fù)電荷中心不重合，如果恰好處于異極相鄰的狀態(tài)，會(huì)發(fā)生相互吸引，這是色散力。

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8.5.2高聚物表面張力的影響因素

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8.5.2.1表面張力與溫度的關(guān)系分子間的相互作用力因溫度的上升而變?nèi)?，所以表面張力一般隨溫度的上升而下降。經(jīng)驗(yàn)公式：

V為摩爾體積，Tc為臨界溫度。在溫度達(dá)到Tc時(shí)表面張力才為零，而事實(shí)上溫度尚未達(dá)到Tc時(shí)，氣液界面已不存在了。為此，Ramsay和Shields提出了修正，以Tc－6來(lái)代替式中Tc

在遠(yuǎn)低于臨界溫度的正常溫度下，小分子表面張力隨溫度線性地變化，其-(dγ/dT)值約為1×10-3N/m,液體高聚物的表面張力隨溫度變化也呈線性關(guān)系，其-(dγ/dT)值約為0.05×10-3N/m。因?yàn)?(dγ/dT)是表面熵，所以高聚物的-(dγ/dT)值較小的原因是大分子鏈的構(gòu)象受阻。

一些高聚物的γ0和Tc值聚合物γ0（×10－3N/m）

Tc（K）聚乙烯（線型）53.711032（1028）聚乙烯（交聯(lián)型）56.38921聚丙烯47.16914聚異丁烯53.74918聚苯乙烯63.31967聚四氟乙烯43.96823聚氯丁烯70.95892聚醋酸乙烯57.37948聚甲基丙烯酸甲酯65.09935聚二甲基硅氧烷35.31776熔融高聚物的表面張力與溫度的關(guān)系Guggenheim曾提出表面張力與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)式：

γ0為

時(shí)的表面張力，Tc為臨界溫度。雖然此式由小分子液體導(dǎo)出，但發(fā)現(xiàn)它也適用于高聚物體系。若以γ對(duì)T微分，可得當(dāng)溫度遠(yuǎn)低于Tc時(shí)，T/Tc<<1，-(dγ/dT)近似為一常數(shù)。即在正常溫度范圍內(nèi)，表面張力與溫度的關(guān)系呈直線關(guān)系。高聚物的臨界溫度一般為600℃～900℃，因此

0℃～200℃范圍內(nèi)，-(dγ/dT)實(shí)際為常數(shù)。雖固體聚合物的表面張力不能直接測(cè)定，但是熔融聚合物的表面張力還是可以測(cè)定的。利用表面張力與溫度的線性關(guān)系，可間接地測(cè)試固態(tài)聚合物的表面張力。在高溫下使聚合物熔融，測(cè)定不同溫度T下熔融聚合物的表面張力γ。以γ對(duì)T作圖可得一直線，外推該直線到室溫，即可求出固體聚合物的表面張力。

描述表面張力與溫度關(guān)系的另一方程是Macleod方程

Macleod方程雖未出現(xiàn)溫度，但溫度的影響隱含在密度中因?yàn)槊芏纫话汶S溫度升高而下降。Macleod方程同樣表明表面張力隨溫度升高而下降。

Macleod方程是從小分子液體導(dǎo)出的，但同樣適用于高聚物。對(duì)未締合的小分子液體，Macleod指數(shù)n＝4，對(duì)聚合物來(lái)說(shuō)，n值從3.0變化到4.4，可近似取作4。ρ為密度，γ0和n均為與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)?！?/p>

8.5.2.2相變對(duì)表面張力的影響非晶態(tài)的聚合物隨溫度的升高，可以從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變到高彈態(tài)；晶態(tài)高聚物隨溫度的升高，晶體可以熔化。

晶體的熔化是一級(jí)相變

玻璃化轉(zhuǎn)變是二級(jí)相變晶體的熔化式中A為表面積。因此，在晶體熔化過(guò)程中，γc≠γm，表面張力要發(fā)生突變。由于晶體的密度大于熔體的密度，由Macleod方程可知，晶體的表面張力γc應(yīng)大于熔體的表面張力。玻璃化轉(zhuǎn)變其中Gg和Gr分別代表玻璃態(tài)和高彈態(tài)的自由能。式中γg和γr分別代表玻璃態(tài)和橡膠態(tài)的表面張力。因此在玻璃化轉(zhuǎn)變中，表面張力不發(fā)生突變。

熔化與結(jié)晶轉(zhuǎn)變過(guò)程的表面張力變化玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)程的表面張力變化高分子聚合物往往是晶態(tài)和非晶態(tài)共存的。由于晶態(tài)密度高于非晶態(tài)，因此晶態(tài)的表面張力高于非晶態(tài)。這就使得非晶態(tài)相遷移到表面，半晶態(tài)聚合物表面覆蓋上一層非晶態(tài)的表面層，以降低體系的能量。聚合物熔體冷卻固化時(shí)，通常表面生成非晶態(tài)聚合物，本體則是富晶態(tài)聚合物?！?/p>

8.5.2.3表面張力與分子量的關(guān)系

高聚物的玻璃化溫度、熱容、比熱、熱膨脹系數(shù)、折光指數(shù)等性能通常與分子量倒數(shù)成線性關(guān)系：

這個(gè)倒數(shù)成線性關(guān)系對(duì)表面性質(zhì)不適用。高聚物分子量與表面張力的關(guān)系：利用此方程來(lái)處理多種高分子實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到很好的直線。式中γ∞為分子量達(dá)無(wú)窮大時(shí)的表面張力，Ks為一正常數(shù)，對(duì)大部分高聚物Ks＝8，而過(guò)氧化物，Ks＝32.67，n為一常數(shù)，通常為300到4000的數(shù)值?！?/p>

8.5.2.4共聚共混和添加劑對(duì)表面張力的影響

共聚共混和添加劑使聚合物形成了多元體系。對(duì)多元體系，表面張力低的組分優(yōu)先被吸附在表面，有使整個(gè)體系表面能降低的傾向。無(wú)規(guī)共聚物的表面張力一般符合線性加和規(guī)律：

式中γ為無(wú)規(guī)共聚物的表面張力，γ1和γ2為組分i的表面張力，Xi則為組分i的摩爾分?jǐn)?shù)。共混共聚物低表面能的組分在表面上被優(yōu)先吸附，使體系表面張力下降。而這種行為隨分子量的增加而加劇，可能是由于二者不混溶性增加所致。

對(duì)于嵌段共聚物，若A嵌段有高表面能，B嵌段有低表面能，則在形成共聚物時(shí)，B嵌段優(yōu)先在表面上吸附，使體系的表面張力下降。添加劑能降低高聚物表面張力。

a.B嵌段聚合度=16；b.B嵌段聚合度＝30；c.B嵌段聚合度＝56

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8.5.3高聚物界面張力許多學(xué)者對(duì)界面張力進(jìn)行了研究，試圖從各相的表面張力求出兩相間的界面張力。但是，由于界面的復(fù)雜性，至今尚未能從理論上完全解決這一問(wèn)題，還只能經(jīng)驗(yàn)地、或半經(jīng)驗(yàn)地從單一相的表面張力來(lái)求取相與相間的表面張力。對(duì)界面張力的研究為間接測(cè)定固體聚合物的表面張力提供了方法。

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8.6復(fù)合體系的界面結(jié)合特性

界面相是復(fù)合材料的一個(gè)組成部分，其作用可歸納為如下幾個(gè)方面：

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1、傳遞作用。界面能傳遞力，即將外力傳遞給增強(qiáng)物，起到基體和增強(qiáng)體之間的橋梁作用。

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2、阻斷作用。結(jié)合適當(dāng)?shù)慕缑嬗凶柚沽鸭y擴(kuò)展、中斷材料破壞、減緩應(yīng)力集中的作用。

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3、保護(hù)作用。界面相可以保護(hù)增強(qiáng)體免受環(huán)境的侵蝕，防止基體與增強(qiáng)體之間的化學(xué)反應(yīng)，起到保護(hù)增強(qiáng)體的作用?！?/p>

8.6.1復(fù)合材料界面的形成過(guò)程聚合物基復(fù)合材料界面的形成可以分成兩個(gè)階段：第一階段，基體與增強(qiáng)纖維的接觸與浸潤(rùn)過(guò)程。由于增強(qiáng)纖維對(duì)基體分子的各種基團(tuán)或基體中各組分的吸附能力不同，它總是要吸附那些能降低其表面能的物質(zhì)，并優(yōu)先吸附那些能較多降低其表面能的物質(zhì)。因此界面聚合層在結(jié)構(gòu)上與聚合物本體是不同的。

第二階段，聚合物的固化階段。在此過(guò)程中聚合物通過(guò)物理變化或化學(xué)變化而固化，形成固定的界面層。固化階段受第一階段影響，同時(shí)它直接決定著所形成的界面層的結(jié)構(gòu)。以熱固性樹(shù)脂的固化過(guò)程為例，樹(shù)脂的固化反應(yīng)可借助固化劑或靠本身官能團(tuán)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。界面結(jié)合力存在于兩相之間，并由此產(chǎn)生復(fù)合效果和界面強(qiáng)度。界面結(jié)合力又可分為宏觀結(jié)合力和微觀結(jié)合力，前者主要指材料的幾何因素，如表面的凹凸不平、裂紋、孔隙等所產(chǎn)生的機(jī)械鉸合力；后者包括化學(xué)鍵和次價(jià)鍵，這兩種鍵的相對(duì)比例取決于組成成分及其表面性質(zhì)。化學(xué)鍵結(jié)合是最強(qiáng)的結(jié)合，可以通過(guò)界面化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生。●

8.6.2樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)及界面理論界面層的結(jié)構(gòu)大致包括：界面的結(jié)合力、界面的區(qū)域(厚度)和界面的微觀結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面。界面及其附近區(qū)域的性能、結(jié)構(gòu)都不同于組分本身，因而構(gòu)成了界面層?；w表面層的厚度約為增強(qiáng)纖維表面層的數(shù)十倍，它在界面層中所占的比例對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大影響。對(duì)于玻璃纖維復(fù)合材料，界面層還包括偶聯(lián)劑生成的偶聯(lián)化合物。增強(qiáng)纖維與基體表面之間的距離受化學(xué)結(jié)合力、原子基團(tuán)大小、界面固化后收縮等方面因素影響。在組成復(fù)合材料的兩相中，一般總有一相以溶液或熔融流動(dòng)狀態(tài)與另一固相接觸，然后進(jìn)行固化反應(yīng)使兩相結(jié)合在一起。從已有的研究結(jié)果總結(jié)為以下幾種理論，包括浸潤(rùn)吸附理論、化學(xué)鍵理論、擴(kuò)散理論、電子靜電理論、摩擦理論和可變形層理論

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1、浸潤(rùn)吸附理論浸潤(rùn)是形成界面的基本條件之一，兩組分如能實(shí)現(xiàn)完全浸潤(rùn)，則樹(shù)脂在高能表面的物理吸附所提供的粘結(jié)強(qiáng)度可超過(guò)基體的內(nèi)聚能，兩相間的結(jié)合模式屬于機(jī)械粘結(jié)與潤(rùn)濕吸附。毫無(wú)疑問(wèn)，浸潤(rùn)性好有利于兩相的界面接觸，但浸潤(rùn)性不是界面粘結(jié)的唯一條件。●

2、化學(xué)鍵理論

認(rèn)為要使兩相之間實(shí)現(xiàn)有效的粘結(jié)，兩相的表面應(yīng)具有能相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)，通過(guò)官能團(tuán)的反應(yīng)以化學(xué)鍵結(jié)合形成界面。若兩相之間不能直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也可通過(guò)偶聯(lián)劑的媒介作用以化學(xué)鍵互相結(jié)合。化學(xué)鍵理論是應(yīng)用最廣、也是應(yīng)用最成功的理論。硅烷偶聯(lián)劑就是在化學(xué)鍵理論基礎(chǔ)上發(fā)展的用來(lái)提高基體與玻璃纖維間界面結(jié)合的有效試劑?！?/p>

3、擴(kuò)散理論認(rèn)為高聚物的相互間粘結(jié)是由表面上的大分子相互擴(kuò)散所致，兩相的分子鏈互相擴(kuò)散、滲透、纏結(jié)形成了界面層。相互擴(kuò)散→界面中發(fā)生互溶，粘結(jié)的兩相之間界面消失→一個(gè)過(guò)渡區(qū)域，因此對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度提高有利。當(dāng)兩種高聚物的溶解度參數(shù)接近時(shí)，便容易發(fā)生互溶和擴(kuò)散，得到比較高的粘結(jié)強(qiáng)度。必須指出，擴(kuò)散理論有很大的局限性，高聚物粘結(jié)劑與無(wú)機(jī)物之間顯然不會(huì)發(fā)生界面擴(kuò)散問(wèn)題，擴(kuò)散理論不能用來(lái)解釋此類粘結(jié)現(xiàn)象。

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4、電子靜電理論兩相表面若帶有不同的電荷，則相互接觸時(shí)會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移而互相粘結(jié)。即使有界面靜電作用存在，它對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)也是有限的。此外，靜電理論也不能解釋溫度、濕度及其他各種因素對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。

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5、摩擦理論基體與增強(qiáng)材料界面的形成完全是由于摩擦作用?；w與增強(qiáng)材料間的摩擦系數(shù)決定了復(fù)合材料的強(qiáng)度。該理論可較好地解釋復(fù)合材料界面受水等低分子物質(zhì)浸入后強(qiáng)度下降，干燥后強(qiáng)度又能部分恢復(fù)的現(xiàn)象。

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6、變形層理論固化過(guò)程中，纖維與基體界面上就會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力由外載荷作用產(chǎn)生的應(yīng)力，在復(fù)合材料中的分布也是不均勻的纖維與樹(shù)脂的界面不是平滑的，結(jié)果在界面上某些部位集中了比平均應(yīng)力高的應(yīng)力?！?/p>

8.6.3非樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料基體與增強(qiáng)材料的界面，由于基體材料特性與聚合物不同以及材料加工工藝的不同，導(dǎo)致其界面結(jié)構(gòu)與樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面相比較有很多不同之處。

●一、金屬基復(fù)合材料界面在金屬基復(fù)合材料中往往由于基體與增強(qiáng)材料發(fā)生相互作用生成化合物，基體與增強(qiáng)材料的互擴(kuò)散而形成擴(kuò)散層，增強(qiáng)物的表面預(yù)處理涂層，使界面的形狀、尺寸、成分、結(jié)構(gòu)等變得非常復(fù)雜。近20年來(lái)人們對(duì)界面在金屬基復(fù)合材料中的重要性的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻，進(jìn)行了比較系統(tǒng)詳細(xì)的研究，得到了不少非常有益的信息。對(duì)于金屬基纖維復(fù)合材料，其界面比聚合物基復(fù)合材料復(fù)雜得多。金屬基纖維復(fù)合材料的界面大致有三種類型：I類（纖維與基體互不反應(yīng)亦不溶解）：界面是平整的，厚度僅為分子層的程度，除原組成成分外，界面上基本不含其它物質(zhì)；Ⅱ類（纖維與基體互不反應(yīng)但相互溶解）：界面是由原組成成分構(gòu)成的犬牙交錯(cuò)的溶解擴(kuò)散型界面；Ⅲ類（纖維與基體互相反應(yīng)形成界面反應(yīng)層）：界面含有亞微級(jí)左右的界面反應(yīng)物質(zhì)(界面反應(yīng)層)。界面類型還與復(fù)合方法有關(guān)。金屬基纖維復(fù)合材料的界面結(jié)合可以分成以下幾種形式。

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1、物理結(jié)合物理結(jié)合是指借助材料表面的粗糙形態(tài)而產(chǎn)生的機(jī)械鉸合，以及借助基體收縮應(yīng)力包緊纖維時(shí)產(chǎn)生的摩擦結(jié)合。這種結(jié)合與化學(xué)作用無(wú)關(guān)，純屬物理作用，結(jié)合強(qiáng)度的大小與纖維表面的租糙程度有很大關(guān)系。例如，用經(jīng)過(guò)表面刻蝕處理的纖維制成的復(fù)合材料，其結(jié)合強(qiáng)度比具有光滑表面的纖維復(fù)合材料約高2～3倍。但這種結(jié)合只有當(dāng)載荷應(yīng)力平行于界面時(shí)才能顯示較強(qiáng)的作用，而當(dāng)應(yīng)力垂直于界面時(shí)承載能力很小。

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2、溶解和浸潤(rùn)結(jié)合這種結(jié)合與Ⅱ類界面對(duì)應(yīng)。纖維與基體的相互作用力是極短程的，只有若干原子間距。由于纖維表面常存在氧化物膜，阻礙液態(tài)金屬的浸潤(rùn)，這時(shí)就需要對(duì)纖維表面進(jìn)行處理，如利用超聲波法通過(guò)機(jī)械摩擦力破壞氧化物膜，使纖維與基體的接觸角小于90°，發(fā)生浸潤(rùn)或局部互溶以提高界面結(jié)合力。當(dāng)然，液態(tài)金屬對(duì)纖維的浸潤(rùn)性與溫度有關(guān)。如液態(tài)鋁在較低溫度下不能浸潤(rùn)碳纖維，在1000℃以上時(shí)，接觸角小于90°，液態(tài)鋁就可浸潤(rùn)碳纖維。

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3、反應(yīng)結(jié)合反應(yīng)結(jié)合與前面的Ⅲ類界面對(duì)應(yīng)。其特征是在纖維與基體之間形成新的化合物層，即界面反應(yīng)層。界面反應(yīng)層往往不是單一的化合物，如硼纖維增強(qiáng)鈦鋁合金，在界面反應(yīng)層內(nèi)有多種反應(yīng)產(chǎn)物。一般情況下，隨反應(yīng)程度增加，界面結(jié)合強(qiáng)度亦增大，但由于界面反應(yīng)產(chǎn)物多為脆性物質(zhì)，所以當(dāng)界面層達(dá)到一定厚度時(shí)，界面上的殘余應(yīng)力可使界面破壞，反而降低界面結(jié)合強(qiáng)度。此外，某些纖維表面吸附空氣發(fā)生氧化作用也能形成某種形式的反應(yīng)結(jié)合。例如，用硼纖維增強(qiáng)鋁時(shí)，首先使硼纖維與氧作用生成BO2。由于鋁的反應(yīng)性很強(qiáng)，它與BO2接觸時(shí)可使BO2還原而生成A12O3形成氧化結(jié)合。但有時(shí)氧化作用也會(huì)降低纖維強(qiáng)度而無(wú)益于界面結(jié)合，這時(shí)就應(yīng)當(dāng)盡量避免發(fā)生氧化反應(yīng)。

在實(shí)際情況中，界面的結(jié)合方式往往不是單純的一種類型。例如，將硼纖維增強(qiáng)鋁材料于500℃進(jìn)行熱處理，可以發(fā)現(xiàn)在原來(lái)物理結(jié)合的界面上出現(xiàn)了AlB2，表明熱處理過(guò)程中界面上發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

●二、陶瓷基復(fù)合材料界面在陶瓷基復(fù)合材料中，增強(qiáng)纖維與基體之間形成的反應(yīng)層質(zhì)地比較均勻，對(duì)纖維和基體都能很好地結(jié)合，但通常它是脆性的。因增強(qiáng)纖維的橫截面多為圓形，故界面反應(yīng)層常為空心圓筒狀，其厚度可以控制。當(dāng)反應(yīng)層達(dá)到某一厚度時(shí)，復(fù)合材料的抗張強(qiáng)度開(kāi)始降低，此時(shí)反應(yīng)層的厚度可定義為第一臨界厚度。如果反應(yīng)層厚度繼續(xù)增大、材料強(qiáng)度亦隨之降低．直至達(dá)某一強(qiáng)度時(shí)不再降低，這時(shí)反應(yīng)層厚度稱為第二臨界厚度。例如，利用CVD技術(shù)制造碳纖維／硅材料時(shí)，第一臨界厚度為0.05μm，此時(shí)出現(xiàn)SiC反應(yīng)層，復(fù)合材料的抗張強(qiáng)度為1.8GPa；第二臨界厚度為0.58μm，抗張強(qiáng)度降至0.6GPa。相比之下,碳纖維／鋁材料的抗張強(qiáng)度較低，第一臨界厚度0.1μm時(shí)，形成Al4C3反應(yīng)層，抗張強(qiáng)度為1.15GPa；第二臨界厚度為0.76μm，抗張強(qiáng)度降至0.2GPa。氮化硅具有強(qiáng)度高、硬度大、耐腐蝕、抗氧化和抗熱震性能好等待點(diǎn)，但斷裂韌性較差，使其特點(diǎn)發(fā)揮受到限制。如果在氮化硅中加入纖維或晶須，可有效地改進(jìn)其斷裂韌性。由于氮化硅具有共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，不易燃燒，所以在復(fù)合材料制造時(shí)需添加助燒結(jié)劑，如6％Y2O和2％A12O3等。在氮化硅基碳纖維復(fù)合材料的制造過(guò)程中，成形工藝對(duì)界面結(jié)構(gòu)影響甚大。例如，采用無(wú)壓燒結(jié)工藝時(shí)，碳與硅之間的反應(yīng)十分嚴(yán)重，用掃描電子顯微鏡可觀察到非常粗糙的纖維表面，在纖維周圍還存在許多空隙；若采用高溫等靜壓工藝，則由于壓力較高和溫度較低。

使得反應(yīng)

和

受到抑制，在碳纖維與氮化硅之間的界面上不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無(wú)裂紋或空隙，是比較理想的物理結(jié)合。在SiC晶須作增強(qiáng)材料，氮化硅作基體的復(fù)合材料體系中，若采用反應(yīng)燒結(jié)、無(wú)壓燒結(jié)或高溫等靜壓工藝也可獲得無(wú)界面反應(yīng)層的復(fù)合材料。但在反應(yīng)燒結(jié)和無(wú)壓燒結(jié)制成的復(fù)合材料中，隨著SiC晶須含量增加，材料密度下降，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，而采用高溫等靜壓工藝時(shí)則不出現(xiàn)這種情況。

●

8.6.4復(fù)合材料界面破壞

基體