復(fù)合材料與橡膠、金屬、聚合物材料研究顯微鏡

纖維復(fù)合材料的損傷與斷裂
目前可供工程師選用的材料有50000多種。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，將這些
材料分為六大類：金屬、聚合物、彈性材料(合成橡膠)、陶瓷、玻璃與
復(fù)合材料。每一類材料的性能與特征有一些共同性。例如陶瓷有高的模
量，而聚合物的模量較低；金屬有高的韌性，而玻璃是脆性的。合成橡
膠強(qiáng)度小，而復(fù)合材料則強(qiáng)。

物理學(xué)家對(duì)材料劃分類別時(shí)，是根據(jù)原子組合的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的
規(guī)則性或不規(guī)則性區(qū)分的。原子之間的排列組合的牢固性與方向性決定
著材料的強(qiáng)度與剛度，并能決定材料基本的上限值，這對(duì)工程師是最重
要的。材料的韌性比較神秘，它與強(qiáng)度與剛度本身不是直接相關(guān)的，而
決定于材料中的固有缺陷或裂紋頂端所發(fā)生變形與斷裂的局部細(xì)觀事件
。脆性材料的增韌

一般有兩類增韌機(jī)理。第一類包括在裂紋尾跡上沿裂紋面的工藝過(guò)
程(典型的是復(fù)合材料)。例如裂紋架橋即屬于此類。還有，纖維在開(kāi)裂
的基體中拔出，以及在用橡膠增韌的環(huán)氧中，橡膠粒子的拉長(zhǎng)都是很好
的例子。這種增韌機(jī)理對(duì)裂紋頂端應(yīng)力強(qiáng)度因子尺，和材料的局部裂紋
擴(kuò)展阻力都有直接影響。

第二：類增韌方法是在工藝過(guò)程區(qū)內(nèi)發(fā)生的，復(fù)合材料與橡膠增韌
聚苯乙烯中龜裂所出現(xiàn)的相變。這類增韌機(jī)理產(chǎn)生的韌性一般與過(guò)程區(qū)
的寬度成比例。如果聯(lián)合使用上述兩類增韌機(jī)理，效果就會(huì)倍增。

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