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提高混凝士的性能。水泥基复合材料是指以其基体与其他材料组合而形成的复合材料,主 要分为两大类,一是纤维增强水泥基复合材料,二是聚合物混凝土复合材料。 d碳/碳复合材料的基体 碳/碳复合材料的碳基体可以从多种碳源采用不同的方法获得,典型的基体有树脂碳和 热解碳,前者是合成树脂或沥青经碳化和石墨化而得,后者是由烃类气体的气相沉积而成 也可以是这两种碳的混合物。基体碳的作用是固定坯体的原始形状和结构,与增强纤维组 成一个承载外力的整体,将承载外力有效地传递给增强纤维,并使坯体致密化 B复合材料增强体 增强体是高性能结构复合材料的关键组成部分,在复合材料中起着增加强度、改善性 能的作用。增强体按形态分为颗粒状、纤维状、片状等。按材料属性来分,可分为金属类 (金属键)、有机聚合物类(共价键、高分子链)和无机非金属类(共价键和离子键)。常 用的无机纤维类增强体有玻璃纤维、氧化铝和碳化硅等。 C复合材料增界面 增强体与基体接触,形成了一个有一定厚度,与增强体与基体的结构和性能不同的新 相 界面相。界面相可以是增强体与基体在复合材料制备过程中或使用过程中形成的反 成产物层,也可以是增强体与基体之间的散结合层,或成分时渡层,或列余应力层,或 材料表面的涂层,也可以是增强体与基体之间的间隙。 界面相的作用有三个方面,一是传递作用,即将外力传递给增强体,在基体与增强体 之间起桥梁作用:二是阻断作用。界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的 作用:三是保护作用,保护增强体免受环境侵蚀,防止基体与增强体之间发生化学反应。 界面性能主要用界面结合强度和界面滑移阻力指标来衡量。界面结合强度决定了增强 体与基体之间的载荷传递速度,并影响到裂纹在界面处引起纤维断裂的模式,即裂纹直接 穿过纤维而使纤维断裂,还是裂纹发生偏转,避免纤维过早断裂,使复合材料具有较高的 韧性。界面滑移阻力主要影响纤维拔出过程所消耗的能量,影响脱黏面上增强体与基体之 间的载荷传递,影响到复合材料的韧性。 界面性能是由界面组成和结构所决定的,而界面的组成和结构又取决于增强体与基体 的组成、结构和材料复合工艺。界面性能影响到复合材料的宏观力学性能,对界面性能进 行有效控制,是获得高性能复合材料的关键之 9.4.2增强原理及增强率 复合材料按增强形式大致可分为三类:粒子增强型(如金属颗粒增强陶瓷,基体为无 机非金属材料,而增强物为金属),弥散强化型(类似于金属陶瓷,不同点在于基体为金 属),纤维增强型(增强物为纤维)。前两类的增强原理相似,主要是由基体材料承受载荷: 第三类则属另一种增强机制,载荷由纤维承载。 粒子增强或弥散增强主要表现在分散粒子阻止基体位错的能力方面,或者是使晶体内 部原子行列间相互滑移终止或减弱:或者因外来组分的引入占据了晶格中晶格结点的一些 位置,破坏了基质点排列的有序性,引起周围势场的畸变,造成结构不完整而产生缺陷。 这些缺陷的存在有可能成为微奥纹的沉没处。而微裂纹是影响无机非金屈材料强度的主要 因素之一。例如,在多品的陶瓷中,在制造过程中,由于晶相不同或其表面和内部温差 起结构应力或热应力,在晶界或相界上产生微裂纹,或者由于表面受机械力作用或化学侵 蚀,产生微裂纹:或者位错间相互作用,形成微裂纹。这些微裂纹的端部都是应力集中点, 22
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