以上两式可由通式表示,即:
K K n c
n ii
(2-3)
对于并联混合定律,n=1;对于串联混合定律,n=-1。当n处在1与-1之间某一确定值时,可用来描 述复合材料的某项性能(如介电常数、热传导率等)随组分体积分数的变化。
2.平行效应 是最简单的一种线性复合效应。指复合材料的某项性能与其中某一组分的该项 性能基本相当。例如,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的耐腐蚀性能与环氧树脂的耐腐蚀性 能基本相同。
不同组分复合后,可能发生的复合效应有:线性效应和非线性效应。如表2-1
表2-1 复合效应类型
2.3.1 线性效应 概念:
1.平均效应 平均效应又称混合效应,具有平均效应的复合材料的某项性能等于组成复合材料各组分 的性能乘以该组分的体积分数之加和,可用混合定律来描述:
KC = Kii 1/KC = i /Ki
1. 由于当前科技水平的限制,可供选用的组分(包括增强体、基体及它们所组成的材料体系) 品种有限,其性能不能够呈连续函数而是呈阶梯形式变化。
2. 选择单元组分时,应事先明确各组分在组成复合材料后所承担的使用功能。
3. 所选择的各组分应符合材料设计的主要目标和服役期间的环境条件,在组成复合材料后, 能发挥各组分的特殊使用性能。
4. 相抵效应 各组分之间出现性能相互制约,结果使复合材料的性能低于混合定律的预测值,这 是一种负的复合效应。
表示为:
K K
c
ii
(2-6)
2.3.2 非线性效应 概念:
1. 相乘效应 是把两种具有能量(信息)转换功能的组分复合起来,使它们相同的功能得到复 合,而不相同的功能得到新的转换。
相乘效应可以表示为:
复合材料制品的设计和研制步骤: