纤维增强复合材料界面剪切强度及界面微观结构的表征

      界面在纤维增强复合材料中具有特别重要的作用，它不但是纤维增强复合材料中增强相和基体相连接的纽带，也是应力及其他信息传递的桥梁。良好的界面粘结才能使纤维的性能得到充分发挥，进而纤维增强复合材料的力学性能得到提高，因此对纤维增强复合材料的界面粘结性能、界面微观结构的研究非常重要。本文总结了纤维增强复合材料界面剪切强度、界面微观结构的表征方法，包括单纤维拔出试验、纤维断裂试验、纤维压出试验等，并侧重介绍了拉曼光谱对纤维增强复合材料界面粘结性能、界面微观结构的研究。

       纤维增强复合材料由于比重小、比强度和比模量大等优异性能，广泛地应用于航空航天、国防、交通、体育等域。在外力作用下，纤维增强复合材料通过界面进行应力传递才能使纤维和基体应力均衡分布。然而纤维增强复合材料界面能否有效地传递应力，有赖于基体与纤维增强体之间界面的结合程度。因此，对纤维增强复合材料界面结合程度、界面微观结构的表征和研究是非常重要的，界面剪切强度作为界面粘结中最有效的力学表征参数，也就成为目前纤维增强复合材料研究中的重点和热点。因此本文重点介绍纤维增强复合材料界面剪切强度的测试方法，同时介绍纤维增强复合材料界面微观结构的拉曼光谱表征。

l  界面剪切强度的传统测试方法
1.1  单纤维拔出试验

       单纤维拔出试验是一种有效的界面剪切强度测试方法，其基本原理‘11是将单纤维包埋在基体片中，固化后将单纤维从基体片中拔出，记录拔出时所需要的力，即可得到界面的剪切强度，为了使单纤维从基体中拔出而不至于发生纤维断裂，必须使纤维埋入基体中的长度适当，图1为纤维拔出示意图。实验可在通常使用的小型万用材料试验机中实施。为使实验操作更为简单，影响实验结果的可变因素更少，对实验结果的解释更趋合理，单纤维拔出试验技术在不断的改进和完善。

       微滴包埋拔出试验是对单纤维拔出试验的一种改进，将块状基体改变成微滴状基体，即在纤维表面上滴入树脂微滴，尽量减少纤维段的埋入长度，而且用阻挡或推移微滴的方式替代对基体的夹持，这种方法能有效地解决单纤维拔出试验试样制备的困难，并能减小实验结果的误差，图2为微滴包埋拔出示意图。

资料下载：   纤维增强复合材料界面剪切强度及界面微观结构的表征_秦文贞.pdf