碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料界面的研究進展

       界面相作為復(fù)合材料基本組元之一，其結(jié)構(gòu)組成與性能對材料的性能有著極其重要的影響。綜述了碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料界面相的功能要求、界面結(jié)合類型。闡述了界面相厚度對復(fù)合材料性能的影響，適當(dāng)?shù)慕缑婧穸扔欣趶?fù)合材料獲得最佳性能。重點介紹了目前碳纖維表面涂層工藝的研究現(xiàn)狀，并分析了各種制備工藝的優(yōu)缺點。最后指出了今后碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料界面的研究方向。

       由脆性纖維和基體組成的陶瓷基復(fù)合材料之所以能表現(xiàn)出非脆性斷裂行為，是因為纖維與基體之間的界面起著決定性作用。復(fù)合材料中增強體與基體接觸構(gòu)成的界面是一層具有一定厚度（納米以上）、結(jié)構(gòu)隨基體和增強體而異、與基體和增強體有明顯差別的新相——界面相。它是纖維與基體相連接的紐帶，也是應(yīng)力及其他信息傳遞的橋梁。

       界面相對碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)性能起著極其重要的作用，界面相的性能決定了碳纖維與基體間相互作用的強弱和增韌效果的優(yōu)劣。如果纖維與基體的界面結(jié)合強度太弱，難以實現(xiàn)力的傳遞，復(fù)合材料的強度和韌性也得不到提高；但是，如果纖維與基體的界面結(jié)合強度太高，同樣也達不到補強增韌的效果。據(jù)文獻[2]報道，若纖維與基體的界面結(jié)合能高于纖維斷裂能的l／4，當(dāng)復(fù)合材料被破壞時，纖維與基體的界面就不再發(fā)生解離，而是裂紋直接穿過纖維出現(xiàn)脆性斷裂。另外，界面的結(jié)合強度越高，材料斷裂時的拔出功也就越小，因此，過強的界面結(jié)合不利于復(fù)合材料強度和韌性的提高。界面滑移阻力同樣也影響著纖維拔出過程所消耗的能量，影響纖維拔出長度和韌化效果。因此，深入研究界面的結(jié)合類型、界面的形成過程、界面相的厚度與力學(xué)性能的關(guān)系，從而進行有效控制，是獲得高性能復(fù)合材料的關(guān)鍵。

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