環(huán)氧板,fr4環(huán)氧板,絕緣板,絕緣板廠家,環(huán)氧板廠家,安徽絕緣板廠家,玻釬板,生產(chǎn)加工定制玻璃纖維板
環(huán)氧板材料組元的熱膨脹系數(shù)差、溫度差及增強體體積分數(shù)等對殘余熱應力有較大影響。此外,基體屈服強度和韌性增強體形狀及分布也會對環(huán)氧板材料殘余熱應力產(chǎn)生影響。
不同增強體和基體的熱膨脹系數(shù)相差較大,如SiC纖維增強AI基環(huán)氧板材料中,A1基體的熱膨脹系數(shù)(21.6X10-6/K)是SiC纖維(2.3X10-6/K)的9倍多。較小的溫度變化就會導致在環(huán)氧板材料中產(chǎn)生大的殘余應力。因此,在進行環(huán)氧板材料設計時,增強體和基體的熱膨脹系數(shù)是需要考慮的重要問題,最好選用熱膨脹系數(shù)接近的材料。溫度變化是殘余熱應力產(chǎn)生的外部因素。即使較小的溫度變化也能產(chǎn)生較大的殘余熱應力。對于金屬基環(huán)氧板材料,可以在適當?shù)臏囟冗M行熱處理來減小殘余熱應力。
在其他條件相同的情況下,增強體體積分數(shù)是影響環(huán)氧板材料殘余熱應力的主要因素。增強體體積分數(shù)越高,環(huán)氧板材料殘余熱應力越大。如果纖維體積分數(shù)過高,環(huán)氧板材料在制備過程中界面殘余應力就會過大,這將導致環(huán)氧板材料內(nèi)部出現(xiàn)損傷。即使沒出現(xiàn)損傷,大的殘余應力也會顯著影響環(huán)氧板材料的力學性能。對于金屬基環(huán)氧板材料,隨著纖維體積分數(shù)的增加,基體內(nèi)的殘余熱應力會使環(huán)氧板材料拉伸和壓縮時屈服強度的差值增加。對于陶瓷材料,則可能會使基體產(chǎn)生裂紋,產(chǎn)生更為不利的影響。
基體的屈服強度影響殘余熱應力主要與應力松弛有關。環(huán)氧板材料基體應力超過其屈服強度后,基體即可發(fā)生塑性變形以松弛殘余熱應力。顯然,基體屈服強度越高,應力越難松弛,殘余熱應力就越大;基體屈服強度越低,應力就越容易松弛,殘余熱應力就較小。增強體尺寸和長徑比影響殘余熱應力也與基體應力松弛有關。當增強體長徑比較大時,位錯運動容易受到阻礙,導致基體應力松弛程度減小,環(huán)氧板材料的殘余熱應力增大。
對于連續(xù)纖維增強的環(huán)氧板材料,殘余熱應力還與纖維的取向有關。不同方向的環(huán)氧板材料殘余熱應力有所不同,甚至可能出現(xiàn)較大差別。這主要與纖維軸向和徑向熱膨脹系數(shù)不同有關。 例如,碳纖維的軸向熱膨脹系數(shù)約為-0.14X10-°~1.7X10-/C ,而徑向熱膨脹系數(shù)可達8.85X10-%/°C。對于晶須或短纖維增強的環(huán)氧板材料,殘余熱應力還和增強體排列規(guī)則程度有關。從平均殘余熱應力來看,增強體混亂分布時的殘余熱應力略低于增強體規(guī)則分布材料的殘余熱應力。
對于聚合物基環(huán)氧板材料,影響殘余熱應力大小的因素除上述幾個因素外還有環(huán)境濕度和時間因素。環(huán)境濕度主要通過影響聚合物基體的吸潮來影響其性能。在拉伸應力下,聚合物基體的吸潮速度會增加。這將造成基體腫脹,導致應力狀態(tài)改變。吸潮還能造成聚合物基體的塑性增加,進而影響界面殘余應力??諝獾臐穸纫矊缑嫦喈a(chǎn)生一定的影響,如改變其微結構,進一步影響殘余應力。反過來,殘余應力也會影響吸濕量,通常殘余應力越大,吸濕量越大。另外,聚合物基環(huán)氧板材料界面的熱殘余應力還具有時間依賴性。這主要是因為聚合物基體和纖維/基體界面相具有黏彈性,其性能具有時間依賴性。隨著時間延長,基體會表現(xiàn)出應力、應變松弛或蠕變行為。研究表明,聚合物基環(huán)氧板材料在制備過程中產(chǎn)生的殘應熱應力會隨著常溫濕熱條件下的存儲時間延長而降低。
由于殘余熱應力對材料性能有較大影響,因而有時在材料使用前需要對其殘余熱應力的大小進行測試。殘余熱應力的測量方法主要分為有損和無損測量兩大類。有損測量主要有切槽法鉆孔法等;無損測量主要有X射線衍射法、中子行射法、磁性法、超聲法以及壓痕應變法等。隨著對材料研究的深人,不斷有學者提出新的測量方法,如西北工業(yè)大學超高溫結構環(huán)氧板材料重點實驗室提出通過加載卸載曲線來測量陶瓷基環(huán)氧板材料的殘余熱應力。
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