第二次復習課重點

1、第一節(jié)概述第一節(jié)概述 定義定義 (溶液溶液)=f()=f(溶劑、溶劑、溶質(zhì)性質(zhì)溶質(zhì)性質(zhì)、T T、c)c) 表面活性劑表面活性劑(surfactant)(surfactant)是指那些具有很強是指那些具有很強表表 面活性面活性、能使液體的表面張力、能使液體的表面張力顯著下降顯著下降的物質(zhì)。的物質(zhì)。 第一節(jié)概述第一節(jié)概述 表面活性劑的特征表面活性劑的特征: : 其其都比水小很多都比水小很多, ,溶于水后能使水的溶于水后能使水的大大大大 降低降低; ; 具有不對稱結構具有不對稱結構-均為均為兩極分子兩極分子RX:RX:由疏水由疏水 （憎水或親油、親氣）的非極性基（憎水或親油、親氣）的非極性基R R和

2、親水的極和親水的極 性基性基X X所組成所組成; ; 第一節(jié)概述第一節(jié)概述 表面活性劑分子要在表面活性劑分子要在水氣水氣或或水油水油（不溶于水的（不溶于水的 液體）界面上形成液體）界面上形成“定向排列定向排列”; ; 存在臨界膠束濃度存在臨界膠束濃度CMC(critical micelle CMC(critical micelle concentrationconcentration ););表面活性劑達到形成單分子膜表面活性劑達到形成單分子膜 的最低濃度叫做臨界膠束濃度。當其濃度大于的最低濃度叫做臨界膠束濃度。當其濃度大于 CMCCMC時時, ,能在水中形成很大的締合體能在水中形成很大的締合

3、體-膠束膠束。 1.離子型 2.非離子型 陰離子型 陽離子型 兩性型 表面活性劑 第二節(jié)表面活性劑的分類第二節(jié)表面活性劑的分類 第二節(jié)表面活性劑的分類第二節(jié)表面活性劑的分類 陰離子表面活性劑陰離子表面活性劑: : 在水中離解后在水中離解后, ,起起活性作用活性作用的部分是陰離子基團。的部分是陰離子基團。 第二節(jié)表面活性劑的分類第二節(jié)表面活性劑的分類 陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑: 在水中離解后在水中離解后,起活性作用的部分是陽離子。起活性作用的部分是陽離子。 兩性表面活性劑 R-NHCH2-CH2COOH 氨基酸型 CH3 | R-N+-CH2COO-甜菜堿型 | CH3 第二節(jié)表面活性劑

4、的分類第二節(jié)表面活性劑的分類 兩性表面活性劑兩性表面活性劑: :分子中同時具有可電離的陽離子分子中同時具有可電離的陽離子 和陰離子。通常陽離子部分是由胺鹽或季胺鹽作和陰離子。通常陽離子部分是由胺鹽或季胺鹽作 親水基親水基, ,而陰離子部分可以是羧酸鹽、硫酸酯鹽、而陰離子部分可以是羧酸鹽、硫酸酯鹽、 磺酸鹽等?；撬猁}等。 1 1、親疏平衡值、親疏平衡值(HLB)(HLB) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 4 4、表面活性劑的溶解度、表面活性劑的溶解度 2 2、相轉(zhuǎn)型溫度、相轉(zhuǎn)型溫度(PIT)(PIT) 3 3、臨界膠束濃度（、臨界膠束濃度（CMCCMC） 1

5、1、親疏平衡值、親疏平衡值(HLB)(HLB) 表面活性劑的親水、疏水性強弱對表面活性有很大的影響。表面活性劑的親水、疏水性強弱對表面活性有很大的影響。 若分子的親水性太強若分子的親水性太強, ,將完全進入水相將完全進入水相; ;疏水性太強又完全疏水性太強又完全 進入油相。親水基團和疏水基團強弱必須有適當平衡進入油相。親水基團和疏水基團強弱必須有適當平衡, ,才才 能使表面活性劑發(fā)揮最佳的表面活性。能使表面活性劑發(fā)揮最佳的表面活性。 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 以石蠟以石蠟的的HLB=0,HLB=0,油酸的油酸的HLB=1,HLB=1,油酸鉀的油酸鉀的H

6、LB=20HLB=20, , 十二烷基硫酸酯鈉的十二烷基硫酸酯鈉的HLB=40HLB=40為標準為標準。 HLBHLB越大越大, ,表示表示該表面活性劑的親水性該表面活性劑的親水性 越強越強。 19491949年年, ,美國科學家美國科學家GriffinGriffin首先提出了親水疏首先提出了親水疏 水平衡值水平衡值HLBHLB（hydrophile and lipophile hydrophile and lipophile balance valuesbalance values）的概念。）的概念。 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性

7、劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 (1)(1)沒有考慮油相和水相本身的性能沒有考慮油相和水相本身的性能 (2)(2)沒有考慮表面活性劑濃度的影響沒有考慮表面活性劑濃度的影響 (3)(3)沒有考慮溫度及各相體積的影響沒有考慮溫度及各相體積的影響 HLBHLB存在的存在的缺點缺點: : 1 1、親疏平衡值、親疏平衡值(HLB)(HLB) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 2 2、相轉(zhuǎn)型溫度、相轉(zhuǎn)型溫度(PIT)(PIT) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 非離子非離子型表面活性劑在低溫下可形成水包油型表面活性劑在低溫下

8、可形成水包油(O/W)(O/W)型乳化型乳化 液。隨著溫度升高液。隨著溫度升高, ,溶解度減小溶解度減小, ,HLBHLB值下降值下降, ,最后達到某一最后達到某一 溫度溫度, ,使得乳狀液從原來的使得乳狀液從原來的O/WO/W型轉(zhuǎn)變?yōu)橛桶托娃D(zhuǎn)變?yōu)橛桶?W/O)(W/O)。 這一溫度稱為這一溫度稱為相轉(zhuǎn)型溫度相轉(zhuǎn)型溫度PITPIT, ,又稱為親水親油平衡溫度。又稱為親水親油平衡溫度。 日本學者提出了日本學者提出了相轉(zhuǎn)型溫度相轉(zhuǎn)型溫度( (phase inversion temperature, PIT)PIT) 的概念的概念, ,用來衡量表面活性劑的親水、親油情況。用來衡量表面活性劑的

9、親水、親油情況。 2 2、相轉(zhuǎn)型溫度、相轉(zhuǎn)型溫度(PIT)(PIT) 1 1、親疏平衡值、親疏平衡值(HLB)(HLB) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 2 2、相轉(zhuǎn)型溫度、相轉(zhuǎn)型溫度(PIT)(PIT) 3 3、臨界膠束濃度、臨界膠束濃度(CMC)(CMC) 臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration, (critical micelle concentration, CMC)CMC) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 少量表面活性劑的加入可使水的表面張力迅速下降少量表面活性劑的

10、加入可使水的表面張力迅速下降, ,但到某但到某 一濃度后一濃度后, ,水溶液的表面張力幾乎不變。這個水溶液的表面張力幾乎不變。這個表面張力表面張力轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)折 點的濃度即為點的濃度即為臨界膠束濃度臨界膠束濃度(CMC)(CMC)。在臨界膠束濃度下。在臨界膠束濃度下, ,表面表面 活性劑在水的表面形成了單分子膜。繼續(xù)增加濃度活性劑在水的表面形成了單分子膜。繼續(xù)增加濃度, ,表面活表面活 性劑分子在水中形成的膠束增多性劑分子在水中形成的膠束增多, ,表面性能并不改變。表面性能并不改變。 3 3、臨界膠束濃度、臨界膠束濃度(CMC)(CMC) 十二烷基硫酸鈉水溶液電導率與濃度的關系十二烷基硫酸鈉水溶液電

11、導率與濃度的關系 臨界膠束濃度的測定臨界膠束濃度的測定 利用電導率儀測定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電利用電導率儀測定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電 導率導率( (也可換算成摩爾電導率也可換算成摩爾電導率),),并作電導率并作電導率( (或摩爾電導率或摩爾電導率) ) 與濃度的關系圖與濃度的關系圖, ,從圖中的轉(zhuǎn)折點即可求得臨界膠束濃度。從圖中的轉(zhuǎn)折點即可求得臨界膠束濃度。 1 1、親疏平衡值、親疏平衡值(HLB)(HLB) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 4 4、表面活性劑的溶解度、表面活性劑的溶解度 2 2、相轉(zhuǎn)型溫度、相轉(zhuǎn)型溫度(PIT)(PI

12、T) 3 3、臨界膠束濃度、臨界膠束濃度(CMC)(CMC) 第三節(jié)第三節(jié) 表面活性劑的物理、化學性能表面活性劑的物理、化學性能 溫度溫度/ 濃度濃度/(mol?L-1) C CMCCMC曲線曲線 D K B S(T) S1(T) KraffKraff點點 離子型離子型表面活性劑的表面活性劑的溶解度溶解度隨溫度的升高而慢慢增大隨溫度的升高而慢慢增大, ,當溫當溫 度達到某一定值后度達到某一定值后, ,溶解度會突然增大。這種現(xiàn)象稱為溶解度會突然增大。這種現(xiàn)象稱為 KrafftKrafft現(xiàn)象現(xiàn)象, ,此時的溫度稱為此時的溫度稱為KrafftKrafft溫度或溫度或K.PK.P點。點。 三相點（三

13、相點（KrafftKrafft點點, ,或或K.PK.P點）點） 第三節(jié)表面活性劑的物理、化學性能第三節(jié)表面活性劑的物理、化學性能 KrafftKrafft點也是表面活性劑應用溫度的點也是表面活性劑應用溫度的 如如 十二烷基硫酸鈉的十二烷基硫酸鈉的KrafftKrafft點為點為 而十二烷基而十二烷基 磺酸鈉的磺酸鈉的KrafftKrafft點為點為 7070。 99, , 下限下限。 三相點（三相點（KrafftKrafft點點, ,或或K.PK.P點）點） 高分子材料的表界面特性具有重要意義高分子材料的表界面特性具有重要意義 纖維的染色、纖維的染色、塑料的噴金塑料的噴金、涂料對金屬或木材表

14、面涂料對金屬或木材表面 的涂覆的涂覆、高聚物對其他材料的粘結、橡膠輪胎與其、高聚物對其他材料的粘結、橡膠輪胎與其 他材料接觸時的摩擦和磨損、他材料接觸時的摩擦和磨損、醫(yī)用高分子材料與生醫(yī)用高分子材料與生 物體的相容性物體的相容性等。等。 l 表面張力的本質(zhì)是分子間的相互作用。因為分表面張力的本質(zhì)是分子間的相互作用。因為分 子間的相互作用力因溫度的上升而變?nèi)踝娱g的相互作用力因溫度的上升而變?nèi)? ,所以表所以表 面張力一般隨溫度的面張力一般隨溫度的升高升高而而 第一節(jié)第一節(jié) 表面張力與溫度的關系表面張力與溫度的關系 降低降低。 l 有人提出表面張力與溫度的關系的經(jīng)驗式有人提出表面張力與溫度的關系的

15、經(jīng)驗式: : 11 9 0 (1) (6-1) c T T 式中式中, ,0 0為為T=0KT=0K時的表面張力時的表面張力;T;TC C為為臨界溫度臨界溫度。 第二節(jié)第二節(jié) 表面形態(tài)對表面張力的影響表面形態(tài)對表面張力的影響 高分子聚合物往往是高分子聚合物往往是晶態(tài)晶態(tài)與與非晶態(tài)非晶態(tài)共存的。共存的。 l高聚物熔體冷卻固化時高聚物熔體冷卻固化時, ,通常表面生成非晶態(tài)高通常表面生成非晶態(tài)高 聚物聚物, ,本體則富集晶態(tài)高聚物本體則富集晶態(tài)高聚物, ,以降低體系的能量。以降低體系的能量。 由于晶由于晶 態(tài)的態(tài)的密度密度高于非晶態(tài)高于非晶態(tài), ,因此晶態(tài)的表面張力高于非因此晶態(tài)的表面張力高于非 晶

16、態(tài)。晶態(tài)。 l如果使高聚物熔體在具有不同如果使高聚物熔體在具有不同成核活性成核活性（或不同（或不同 表面能）的表面能）的表面表面上冷卻上冷卻, ,可得到結晶度不同的表面可得到結晶度不同的表面, , 這類表面具有不同的表面張力。這類表面具有不同的表面張力。 l 等張比容具有嚴格的加和性等張比容具有嚴格的加和性, ,即物體的等張比容等于組成即物體的等張比容等于組成 該物質(zhì)分子的該物質(zhì)分子的原子或原子團和結構因素的等張比容（原子或原子團和結構因素的等張比容（Pi)Pi) 之和之和, ,它的數(shù)值幾乎不受溫度的影響它的數(shù)值幾乎不受溫度的影響: : i i P=P (6-9) 由此可通過測定化合物的表面張

17、力、密度、分子量來計算由此可通過測定化合物的表面張力、密度、分子量來計算 等張比容值而推測其分子結構。這在歷史上曾起過一定作等張比容值而推測其分子結構。這在歷史上曾起過一定作 用用,但在各種光譜、能譜技術高度發(fā)展的今天但在各種光譜、能譜技術高度發(fā)展的今天,已沒有多大實已沒有多大實 用意義了。用意義了。 第一節(jié)概述第一節(jié)概述 清潔表面清潔表面 真實表面真實表面 金屬表面金屬表面的類型的類型 第一節(jié)概述第一節(jié)概述 實際的金屬表面包括三個薄層實際的金屬表面包括三個薄層: : 真實表面真實表面 加工應變層、加工應變層、氧化層氧化層和和吸附層吸附層。 金屬真實表面的結構示意圖金屬真實表面的結構示意圖 吸

18、附層吸附層 第四節(jié)金屬材料的腐蝕第四節(jié)金屬材料的腐蝕 金屬腐蝕金屬腐蝕的定義的定義:金屬在環(huán)境中金屬在環(huán)境中,由于在金屬表面由于在金屬表面 或界面上進行的或界面上進行的 多相反應多相反應,或者由或者由 于而造成的材料氧化、損壞或變質(zhì)。于而造成的材料氧化、損壞或變質(zhì)。 化學、化學、 電化學電化學 物理溶解作用物理溶解作用 1.按化學反應分類按化學反應分類: 2.按腐蝕形態(tài)分類按腐蝕形態(tài)分類: 第四節(jié)金屬材料的腐蝕第四節(jié)金屬材料的腐蝕 金屬腐蝕的分類金屬腐蝕的分類: 化學腐蝕和電化學腐蝕化學腐蝕和電化學腐蝕; 全面腐蝕（或均勻腐蝕）全面腐蝕（或均勻腐蝕） 和局部腐蝕。和局部腐蝕。 電化學腐蝕電化學

19、腐蝕:金屬表面與離子導電的金屬表面與離子導電的介質(zhì)介質(zhì)因發(fā)生因發(fā)生 電化學作用電化學作用而產(chǎn)生的破壞。而產(chǎn)生的破壞。 第四節(jié)金屬材料的腐蝕第四節(jié)金屬材料的腐蝕 原電池原電池:借助于氧化還原反應把化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻柚谘趸€原反應把化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)?電能的裝置。電能的裝置。 原理原理: 本質(zhì)本質(zhì): 腐蝕原電池反應。腐蝕原電池反應。 氧化還原反應。氧化還原反應。 陰極陰極: 陽極陽極: 電池反應電池反應: Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 當鋼鐵處于當鋼鐵處于酸性酸性氣氛中時氣氛中時,易發(fā)生易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕; 第四節(jié)金屬材料的腐蝕第四節(jié)金屬材料的腐蝕 Fe - 2e- = Fe2+ 2

20、H+ 2e- =H2 陽極陽極: Fe - 2e- = Fe2+ 陰極陰極: 電池反應電池反應: 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 當鋼鐵處于中性當鋼鐵處于中性或或酸性很弱酸性很弱或或堿性堿性條件下條件下,易發(fā)生易發(fā)生 吸氧腐蝕吸氧腐蝕。 第四節(jié)金屬材料的腐蝕第四節(jié)金屬材料的腐蝕 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 第五節(jié)金屬的表面改性第五節(jié)金屬的表面改性 感應加熱淬火 電子束、激光束加熱 淬火 表面處理分類 濕式被覆方法 化學熱處理 表面淬火法 干式被覆方法 物理氣相沉積 化學氣相沉積 第五節(jié)金屬的表面改性第五節(jié)金屬的表面改性 陽極氧化/微弧氧化 化學轉(zhuǎn)化膜 化學鍍 濕式

21、被覆方法 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 陶瓷表界面結構陶瓷表界面結構 表面弛豫 偏析 表面重構 表面吸附 清潔表面結構 表面化合物 弛豫弛豫: 指表面區(qū)原子或離子間的距離偏離體內(nèi)指表面區(qū)原子或離子間的距離偏離體內(nèi) 的晶格常數(shù)的晶格常數(shù), ,但晶胞結構基本不變。但晶胞結構基本不變。 ds 內(nèi)部內(nèi)部 表面表面 d0 弛豫弛豫 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 重構重構: 重構指在平行襯底的表面上重構指在平行襯底的表面上, ,原子平原子平 移的對稱性與體內(nèi)顯著不同移的對稱性與體內(nèi)顯著不同, ,原子作原子作 了較大幅度調(diào)整。了較大幅度調(diào)整。 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 重構重構

22、表面表面 內(nèi)部內(nèi)部 偏析偏析: 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 偏析偏析 表面或界面附近薄層內(nèi)化學組成偏離晶體表面或界面附近薄層內(nèi)化學組成偏離晶體 內(nèi)部的平均組成內(nèi)部的平均組成,某種原子、離子或化合物濃度明某種原子、離子或化合物濃度明 顯高于內(nèi)部。顯高于內(nèi)部。 表面吸附表面吸附: 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 吸附現(xiàn)象吸附現(xiàn)象 固體表面存在大量的具有不飽和鍵的固體表面存在大量的具有不飽和鍵的 原子或離子原子或離子,能吸引外來的原子、離子和分子能吸引外來的原子、離子和分子,產(chǎn)生產(chǎn)生 吸附。吸附。 表面化合物表面化合物: 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 化合物化合物 碳化物陶瓷

23、碳化物陶瓷,如碳化硅在空氣中易氧如碳化硅在空氣中易氧 化化,表面形成二氧化硅膜表面形成二氧化硅膜,阻止了內(nèi)部碳化硅進一步阻止了內(nèi)部碳化硅進一步 氧化。氧化。 一、熱敏電阻陶瓷一、熱敏電阻陶瓷 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 功能陶瓷功能陶瓷 熱敏陶瓷是一類熱敏陶瓷是一類電阻率電阻率隨溫度發(fā)生明顯變化的材隨溫度發(fā)生明顯變化的材 料。在溫度改變的時候料。在溫度改變的時候, ,它們的電阻率就改變。把它們的電阻率就改變。把 測溫度變成測電阻率。測溫度變成測電阻率。 應用應用: : 應用于溫度控制與應用于溫度控制與溫度傳感器溫度傳感器中中, ,如空調(diào)、如空調(diào)、 鍋爐、熱水器等設備中作溫度控制檢測。

24、鍋爐、熱水器等設備中作溫度控制檢測。 二、氣敏陶瓷二、氣敏陶瓷 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 功能陶瓷功能陶瓷 原理原理: :元件表面的元件表面的氣體吸附氣體吸附和隨之發(fā)生的元件和隨之發(fā)生的元件電電 導率導率變化。變化。 能對氣體成分進行能對氣體成分進行分析分析、檢測檢測及及報警報警的陶瓷。的陶瓷。 第一節(jié)陶瓷的表界面第一節(jié)陶瓷的表界面 功能陶瓷功能陶瓷 三、壓敏陶瓷三、壓敏陶瓷 壓敏陶瓷是對電壓變化敏感的非線性電阻壓敏陶瓷是對電壓變化敏感的非線性電阻, ,在某一在某一 臨界電壓下電阻值非常高臨界電壓下電阻值非常高, ,幾乎沒有電流通過幾乎沒有電流通過; ;但但 當超過這一臨界電壓（壓

25、敏電壓）時當超過這一臨界電壓（壓敏電壓）時, ,電阻將急劇電阻將急劇 變小并有電流通過。壓敏陶瓷電阻的應用非常廣變小并有電流通過。壓敏陶瓷電阻的應用非常廣 泛泛, ,主要在電力系統(tǒng)、電子線路和一般家用電器設主要在電力系統(tǒng)、電子線路和一般家用電器設 備中過壓保護、高壓穩(wěn)壓等的關鍵元件。備中過壓保護、高壓穩(wěn)壓等的關鍵元件。 一、復合材料的定義和特點一、復合材料的定義和特點 ISOISO定義為定義為: :兩種或兩種以上物理和化學性質(zhì)兩種或兩種以上物理和化學性質(zhì)不同不同的的 物質(zhì)組合而成的一種物質(zhì)組合而成的一種多相多相固體材料。固體材料。 1 1、復合材料、復合材料 第一節(jié)復合材料概述第一節(jié)復合材料概

26、述 (Composition Materials, (Composition Materials, Composite)Composite) 2 2、復合材料的、復合材料的特點特點: : (3)(3)復合材料具有復合材料具有可設計性可設計性。 (2)(2)具有單一材料所不具備的優(yōu)良特殊性能。具有單一材料所不具備的優(yōu)良特殊性能。 (1)(1)由兩種或多種不同性能的組分通過宏觀或微觀復由兩種或多種不同性能的組分通過宏觀或微觀復 合在一起的新型材料合在一起的新型材料, ,組分之間存在著明顯的組分之間存在著明顯的界面界面。 材料的優(yōu)缺點組合示意圖材料的優(yōu)缺點組合示意圖 材料材料 A材料材料 B 優(yōu)點優(yōu)

27、點 優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點缺點缺點 組合組合 組合組合 組合組合 組合組合 最差組合最差組合最佳組合最佳組合 2 2、復合材料的、復合材料的特點特點: : 復合材料的結構通常是一個相為連續(xù)相復合材料的結構通常是一個相為連續(xù)相,稱為稱為 ;而另一相而另一相 是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相。與連續(xù)相相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相。與連續(xù)相相 比比,這種這種分散相分散相的性能優(yōu)越的性能優(yōu)越,會使材料的性能顯著增強會使材料的性能顯著增強,常稱為常稱為 在大多數(shù)情況下在大多數(shù)情況下,分散相較基體分散相較基體硬硬,強度和剛度強度和剛度較基體大。分較基體大。分 散相可以是纖維及其編織物散相可

28、以是纖維及其編織物,也可以是顆粒狀或彌散的填料。也可以是顆粒狀或彌散的填料。 基體基體 增強劑增強劑。 3、復合材料的基本結構模式、復合材料的基本結構模式 (1)(1)密度小、強度高密度小、強度高 熱固性復合材料 熱固性復合材料 1.71.72.0 g/cm2.0 g/cm3 3 熱塑性復合材料 熱塑性復合材料 1.11.11.6 g/cm1.6 g/cm3 3 五、聚合物基復合材料的特性五、聚合物基復合材料的特性 (2) (2)電性能好電性能好 聚合物基復合材料的聚合物基復合材料的電絕緣性電絕緣性、高頻介電性能、高頻介電性能, ,微波微波 透光性好透光性好, ,適宜用作電機儀表零件、雷達罩等

29、。適宜用作電機儀表零件、雷達罩等。 鋼 鋼 7.8 g/cm7.8 g/cm3 3 (4)(4)熱性能好熱性能好 (3)(3)耐腐蝕性能好耐腐蝕性能好 聚合物基復合材料的導熱系數(shù)低聚合物基復合材料的導熱系數(shù)低, ,是優(yōu)良的是優(yōu)良的絕熱材絕熱材 料料, ,能保護飛行器重返大氣層免受能保護飛行器重返大氣層免受20002000以上的高溫、以上的高溫、 高速氣流損害。高速氣流損害。 聚合物基復合材料耐海水、酸、堿、鹽和有機溶聚合物基復合材料耐海水、酸、堿、鹽和有機溶 劑劑, ,適宜用作化工機械零部件、管道、貯槽、漁船等。適宜用作化工機械零部件、管道、貯槽、漁船等。 復合材料的復合材料的界面界面: :指

30、基體與增強相之間化學成分指基體與增強相之間化學成分 有顯著變化的、構成彼此結合的、能起載荷傳遞有顯著變化的、構成彼此結合的、能起載荷傳遞 作用的微小區(qū)域。作用的微小區(qū)域。 第二節(jié)復合材料的界面第二節(jié)復合材料的界面 復合材料的界面是一個多層結構的過渡區(qū)域復合材料的界面是一個多層結構的過渡區(qū)域, ,約幾約幾 個納米到幾個微米。個納米到幾個微米。 1 1、浸潤性理論、浸潤性理論 第三節(jié)復合材料的界面理論第三節(jié)復合材料的界面理論 2、化學鍵理論化學鍵理論 3 3、過渡層理論、過渡層理論 1 1、浸潤性理論、浸潤性理論 第三節(jié)復合材料的界面理論第三節(jié)復合材料的界面理論 空隙空隙 (a) 不浸潤不浸潤(b) 浸潤浸潤 浸潤性理論是浸潤性理論是19631963年由年由ZismanZisman提出的該理論認為提出的該理論認為, ,浸潤浸潤 是形成界面的基本條件之一是形成界面的基本條件之一, ,兩組分如能實現(xiàn)完全浸潤兩組分如能實現(xiàn)完全浸潤, ,則則 樹脂在高能表面的樹脂在高能表面的物理吸附物理吸附所提供的所