复合材料中的界面问题及其对性能的影响王衡 乐斌 魏晓雪 倪杰 温锦生 陈亮亮 赵轶群 周绍鑫 黄敏[清华大学材料科学与工程系， 北京 100084]Ⅰ 引言复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相（界面相）组成，各自都有其独特的结构、性能与作用。增强相主要起承载作用；基体相主要起连接增强相和传载作用；界面是增强相和基体相连接的桥梁，同时是应力的传递者。[1]复合材料界面问题的系统研究始于 60 年代初期。1962 年美国材料咨询委员会（MBA）成立了一个研究纤维增强复合材料界面的专业组。此后，复合材料的界面问题的研究引起了许多研究者的注意和兴趣。[2]Ⅱ 复合材料中的界面[2]首先我们来了解一下到底什么是复合材料的界面。组成复合材料的几相材料中（至少有两相），一般有一相以溶液或熔融流动状态与另一相或其它相接触，然后进行物化（固化）反应使相与相之间结合在一起。而两相互相作用的结果即生成复合材料的界面。因此界面并不是单纯的一个几何面，而是一个过渡区域。一般来说，这个区域是从与增强物内部性质不同的那一点开始到基体内与基体性质相一致的某点终止。该区域材料的结构与性能不同于两相组分材料中的任一相，称此区域为界面相或界面层。复合材料中界面相的形成机理一直是人们关心的问题，目前主要有以下六种理论对此做出解释：化学键合理论、浸润—吸附理论、扩散作用、弱界面层理论、静电作用和机械作用。界面的微观结构包括界面的组成和结构，界面区的成分及其分布，近界面基体一侧的位错密度及其分布等，复合材料的界面会受到温度、与基体和增强剂结构性能匹配度等各种因素的影响，而且这些因素的影响作用几乎是决定性的。测定界面性能的方法主要有单丝拔出试验、微脱粘试验、微键强测试以及微压痕试验、双悬臂梁法等非直接方法。界面对复合材料的性能具有很大的影响，如刚度、疲劳、裂纹及韧性等重要力学参数。以下我们主要以几个例子来具体说明无机复合材料中的界面问题及对性能的影响。Ⅲ 晶须增韧陶瓷基复合材料中的界面问题复合材料中，界面结合力 τ（f/m）的状态直接影响复合材料的性能。陶瓷基复合材料中存在两种界面，一种是晶须(纤维)与基体之间的界面(w/m)，一种是多晶陶瓷中陶瓷晶粒与晶粒之间的界面(g/g)。既要达到增韧效果，又要能保持陶瓷的高温高强度的特长，就必须从调节以上两种微观界面入手，调节的目标是尽可能使两种界面的相互关系接近图 1所示的显微结构模型，在结合强度...
