增韧2
ptw增韧剂增韧原理
ptw增韧剂增韧原理
增韧剂是一类材料添加剂，可以提高材料的韧性和抗冲击性能。
增韧剂的增韧原理主要有以下几种：
1. 成核增韧：增韧剂中的微观颗粒可以作为固相成核剂，促使母材中形成更多的细小晶粒或相分布，并提高形核和晶粒生长的速率，从而改善材料的结晶性能，提高其韧性和强度。
2. 细化增韧：增韧剂中的纳米或微细颗粒可以作为弥散相存在于母材中，增加材料内部的界面面积和弥散相数量，然后通过团聚和固相转变等过程，细化晶粒尺寸，阻碍位错移动和裂纹扩展，提高材料的韧性和强度。
3. 位错增韧：增韧剂中的微观颗粒可以提供位错钉扎的位置，使位错不容易移动和组合，从而增加均匀的塑性变形，并阻止裂纹扩展，提高材料的韧性。
4. 转变增韧：增韧剂通过物理或化学改变材料的相结构或相变行为，引起材料在应力作用下的相变，从而提高材料的韧性和抗冲击性能。
常见的转变增韧方式包括马氏体相变、铁素体相变等。
总之，增韧剂通过改变材料内部的结构和性能，通过多种机制提高材料的韧性和抗冲击性能。
陶瓷材料的增韧方法
陶瓷材料的增韧方法
陶瓷材料的增韧方法可以采用以下几种途径：
1. 添加增韧剂：向陶瓷材料中添加一定比例的增韧剂，如纤维、颗粒等微观颗粒，通过增加材料的断裂面积来阻止裂纹扩展，从而提高材料的韧性。
2. 控制晶粒尺寸：通过控制陶瓷材料的晶粒尺寸，可以增加材料的韧性。
通常，晶粒尺寸越小，材料的韧性越高，因为小晶粒可以提供更多的晶界来阻碍裂纹扩展。
3. 调节成分配比：通过调节陶瓷材料中的成分配比，可以改变材料的晶格结构和传输性能，从而影响材料的韧性。
例如，添加一些特定的元素，可以形成固溶体或次微晶结构，从而提高材料的韧性。
4. 控制材料微观结构：通过控制材料的微观结构，如孔隙度、烧结密度等，可以影响陶瓷材料的韧性。
通常，降低材料的孔隙度和提高烧结密度可以增加材料的韧性。
需要注意的是，以上方法并非适用于所有陶瓷材料，具体的增韧方法需要根据具体材料的性质和应用需求进行选择和优化。
陶瓷材料的增韧机理
陶瓷材料的增韧机理引言:现代陶瓷材料具有耐高温、硬度高、耐磨损、而腐蚀及相对密度轻等许多优良的性能。
但它同时也具有致命的弱点,即脆性,这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。
因此,陶瓷材料的强韧化问题便成了研究的一个重点问题。
陶瓷不具备像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中除了产生新的断裂表面需要吸收表面能以外,几乎没有其它吸收能量的机制,这就是陶瓷脆性的本质原因。
人们经过多年努力,已探索出若干韧化陶瓷的途径,包括纤维增韧、晶须增韧、相变增韧、颗粒增韧、纳米复合陶瓷增韧、自增韧陶瓷等。
这些增韧方法的实施,使陶瓷材料的韧性得到了较大的提高,使陶瓷材料在高温结构材料领域显示出强劲的竞争潜力。
增韧原理：1.1纤维增韧为了提高复合材料的韧性,必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。
任何固体材料在载荷作用下(静态或冲击),吸收能量的方式无非是两种:材料变形和形成新的表面。
对于脆性基体和纤维来说,允许的变形很小,因此变形吸收的断裂能也很少。
为了提高这类材料的吸能,只能是增加断裂表面,即增加裂纹的扩展路径。
纤维的引入不仅提高了陶瓷材料的韧性,更重要的是使陶瓷材料的断裂行为发生了根本性变化,由原来的脆性断裂变成了非脆性断裂。
纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制包括基体预压缩应力、裂纹扩展受阻、纤维拔出、纤维桥联、裂纹。
1.2 晶须增韧陶瓷晶须是具有一定长径比且缺陷很少的陶瓷小单晶,因而具有很高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体[8]。
陶瓷晶须目前常用的有SiC 晶须,Si3N4晶须和Al2O3晶须。
基体常用的有ZrO2,Si3N4,SiO2,Al2O3和莫来石等。
采用30%(体积分数)B2SiC晶须增强莫来石,在SPS烧结条件下材料强度比热压高10%左右,为570MPa,断裂韧性为415MPa#m1/2，比纯莫来石提高100%以上。
王双喜等[10]研究发现,在2%(摩尔分数)Y2O32超细料中加入30%(体积分数)的SiC晶须,可以细化2Y2ZrO2材料的晶粒,并且使材料的断裂方式由沿晶断裂为主变为穿晶断裂为主的混合断裂,从而显著提高了复合材料的刚度和韧性。
ZrO2增韧机理
ZrO2增韧机制ZrO2增韧机制有许多种：应力诱导相变增韧、相变诱发微裂纹增韧、表面诱发强韧化和微裂纹弯曲及分岔增韧。
1）相变增韧ZrO2 颗粒弥散在其它陶瓷基体中，当基体对ZrO2颗粒有足够的压应力，而ZrO2的颗粒度又足够小，则其相变温度可降至室温以下，这样在室温时ZrO2 仍可以保持四方相。
当材料受到外应力时（张应力），基体对ZrO2 的压抑作用得到松弛，ZrO2 颗粒即发生四方相到单斜相的转变，有7%-9%的体积膨胀，从而导致压应力的产生，不仅抵消了外力形成的张应力，而且阻止了进一步的相变。
这就是ZrO2 的相变增韧。
2）微裂纹增韧部分稳定ZrO2 陶瓷在由四方相向单斜相转变，相变出现了体积膨胀而导致产生微裂纹。
这样由ZrO2 陶瓷在冷却过程中产生的相变诱发微裂纹，以及裂纹在扩展过程中在其尖端区域形成的应力诱发相变导致的微裂纹，都将起着分散主裂纹尖端能量的作用。
从而提高了断裂能，称为微裂纹增韧。
3）表面诱发强韧化表面强化增韧陶瓷材料的断裂往往是从表面拉应力超过断裂应力开始的。
由于ZrO2陶瓷烧结体表面存在基体的约束较少，t-ZrO2很容易转变为m-ZrO2 ，而内部的t-ZrO2由于受基体各方向压力保持亚稳定状态，因此表面的m-ZrO2比内部多，而转变产生的体积膨胀使材料表面产生参与的压应力，可以抵消一部分外加的拉应力，从而造成表面强化增韧。
4）微裂纹弯曲及分岔增韧第九章1．烧结：粉末或非致密性物料经加热到低于其熔点的一定范围内，发生颗粒粘结、结构致密性增加，晶粒长大，强度和化学稳定性提高等物理变化，成为坚实集合体的过程，其中无液相时为固相烧结，有少量液相时为液相烧结。
1．烧结与烧成烧成—包括物料的预热、脱水、分解、多相反应、熔融、溶解、烧结等多种物理和化学变化；烧结—仅指粉料经加热而致密化的简单物理过程，是烧成过程的一部分。
2．烧结与熔融相同点：都是在高温下原子热振动引起。
不同点：熔融通过质点迁移其间距增大，并且全部组元都处于液态；烧结时质点间距变小，且至少有一相是固相；3.烧结与固相反应相同点：二个过程开始进行的温度都远低于熔融温度，在Tamman温度开始，并且过程自始至终至少有一相是固态；不同点：固相反应是一化学反应过程，至少有二组元参加，并发生化学反应最后形成化合物；烧结是一物理过程，可以是单组元或二组元，组元间不发生化学反应。
碳纳米管增韧MoSi_2的热压烧结工艺及力学性能研究
２１年 ２期 第６ 第２ ０卷 １ 月
中 国科 技 论 文在 线
Ｓ Ｅ Ｅ ＡＰ ＲＯＮ Ｉ Ｅ ＣＩＮＣ Ｐ Ｅ ＬＮ
、ｌ Ｏ ，＿ ． ０６ ２ Ｎ
Ｆｅ ２Ｏ１ｌ ｂ．
碳纳米管增韧 Ｍｏ ｉ的热压烧结工艺及力学性能研究 Ｓ２
张 晓 红 ，王政 平 ２ ，乔 英 杰 ，张贺 新
ｎ ａ ｄｃａ ｋ ｆｅ ｌ ｋｏ ＣＮＴ ／ ｏ ｉｃ ｍｐ ｓｔ ａ ｂ ｂａ ｅ ｒｃ － ｅｂ ｏ ｌ ｃ ｆ ｓＭ Ｓ２ ｏ ｏ ｉ ｎ ｅｏ ｔｉ ｄｗｉ ｅＣ ｎ ｔ ｈａｐ ｏｅｓｉｇａ ４ ０℃ ｆ ｒ１ｈｕ ｄ ｒａｕ ｉｘａ ｌａ ｆ ｒｃ ｓ ｎ ｔ１ ５ ｏ ｎ ｅ ｎ ａ ｉｌｏ ｄｏ ２ ０ ＭＰａｉ ａ ｕ ｙ ｔｍ． ｅｈ ａｉｇ ｒｔ ｈ ｕｌ ｅｍａ ｔｉｅ ５ ￣ ｍｉ ｄ ２ ￣ ｍｉ ｆ ｒ ｄ ａｔｒ８ ０ ℃ ｖ ｃ ｕ ｓｓ ｎ ｍ ｅ Ｔｈ ｅ ｔ ａｅ ｓ ｏ ｄ ｂ ｉ ａｎ ａ １ Ｃ／ ｎ ａ ０ Ｃ／ ｎ ｂ ｏ ｅ ａ ｆ ５ ｎ ｎ ｄ ｔ ｎ ｅ ｎ ｅ
增韧原理
利用贝壳结构设计Si3N4/BN层状 复合材料的断裂时裂纹扩展路径
在扩展裂纹尖端应力场中的增强体会导致裂纹发生弯曲， 从而干扰应力场，导致基体的应力强度降低，起到阻碍裂 纹扩展的作用。随着增强体长径比和体积比增加，裂纹弯 曲增韧效果增加。
●裂纹弯曲（Crackbowing）和偏转 裂纹弯曲（Crackbowing）
在颗粒和短纤维（晶须）增强复合材料起到使裂纹中，裂纹扩展 在颗粒和短纤维（晶须）增强复合材料起到使裂纹中， 时会发生偏转，从而增加复合材料（MMC、CMC）的韧性。 时会发生偏转，从而增加复合材料（MMC、CMC）的韧性。如果在 复合材料（CMC）中预先存在有微裂纹， 复合材料（CMC）中预先存在有微裂纹，则这些微裂纹同样起到引 导裂纹发生偏转的作用，从而增加复合材料的韧性。 导裂纹发生偏转的作用，从而增加复合材料的韧性。
增强体的长径比越大，裂纹偏转增韧效果就越好 增强体的长径比越大，
●层状结构增韧
裂纹扩展路径的改变， 裂纹扩展路径的改变， 可以明显的增加材料的韧性， 可以明显的增加材料的韧性， 但对于脆性材料的陶瓷， 但对于脆性材料的陶瓷，效果 仍不理想。人们发现， 仍不理想。人们发现，同样为 陶瓷材料的贝壳（羟基磷灰石） 陶瓷材料的贝壳（羟基磷灰石） 具有较为理想的韧性， 具有较为理想的韧性，其结构 为层状。受这种结构的启发， 为层状。受这种结构的启发， 在复合材料结构设计中， 在复合材料结构设计中，将材 料制备成层状， 料制备成层状，每层厚度达微 米级，目前已有的为亚微米， 米级，目前已有的为亚微米， 材料的韧性有了明显的提高。 材料的韧性有了明显的提高。
●纤维的拔出（Debonding） 纤维的拔出（Debonding）
每根纤维的脱粘能量∆Q p为：
什么是陶瓷涂层的增韧其方法有哪些？
什么是陶瓷涂层的增韧其方法有哪些？引言陶瓷涂层是一种常用于增强材料表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的技术。
然而，由于其脆性，陶瓷涂层容易出现开裂和断裂的问题。
为了解决这个问题，人们提出了多种方法来增强陶瓷涂层的韧性和耐久性。
本文将介绍陶瓷涂层的增韧和一些常见的增韧方法。
什么是陶瓷涂层的增韧？陶瓷涂层是一种由陶瓷材料制成的薄膜，常用于增强材料表面的硬度和耐磨性。
然而，由于陶瓷材料本身的脆性，陶瓷涂层在受到外力作用时容易出现开裂和断裂的问题。
增韧是指通过改变陶瓷涂层的结构和组成，使其具备更好的韧性和耐久性。
增韧方法1. 网状增韧网状结构可以在陶瓷涂层中引入一定量的缺陷，使其具备更好的韧性。
通过在涂层中添加纳米颗粒或纳米纤维，可以形成网状结构，有效增加陶瓷涂层的延展性和抗裂性能。
此外，还可以通过控制陶瓷涂层的厚度和颗粒分布来调节网状结构的特性。
2. 复合增韧复合增韧是指在陶瓷涂层中引入其他材料，如金属或聚合物，以改善其韧性。
通过在涂层中添加金属或聚合物颗粒，可以形成复合结构，提高陶瓷涂层的韧性和耐久性。
此外，还可以通过表面处理或界面改性来提高复合增韧效果。
3. 化学增韧化学增韧是通过改变陶瓷涂层材料的组成和结构来提高其韧性。
例如，可以引入微观结构的特定阻尼或缺陷，从而促进裂纹的扩展和分散。
此外，还可以通过调节烧结温度、添加特定的化学物质或改变热处理方式来实现化学增韧。
4. 结构增韧结构增韧是指通过改变陶瓷涂层的结构来增强其韧性。
通过调节烧结工艺参数、改变晶体结构和晶界结构，可以提高陶瓷涂层的韧性和耐久性。
此外，还可以通过添加增韧相、增加晶粒尺寸和调控晶界结构等方法来改善结构增韧效果。
结论陶瓷涂层的增韧是为了解决其脆性问题而引入的一系列方法。
通过网状增韧、复合增韧、化学增韧和结构增韧等方法，可以增加陶瓷涂层的韧性和耐久性。
在使用陶瓷涂层时，应根据具体需求选择合适的增韧方法，以提高涂层的使用寿命和性能。
以上就是陶瓷涂层的增韧及其方法的介绍，希望对您有所帮助。
纳米ZrO2增韧Al2O3复合陶瓷的超声磨削性能
基 金 项 目 ： 南 省 创新 人 才基 金 项 目（ ４ １０ ２ ０ 河 ０ ２ ０ １０ ） 作 者 简 介 ： 铁 林 （ ９ ２一） 男 ， 南 新 化 人 ， 士 生 段 １８ ， 湖 硕
收稿 日期 ： ０ ５—１ ２０ ２—２ ０
维普资讯
中 图 分 类 号 ： Ｇ ８ ．９ ； Ｍ ８ Ｔ ５０ ６９ Ｔ ２６ 文献标识码 ： Ａ
０ 前 言
工程 陶瓷材料 由于其 高 硬度 、 高脆 性而 成 为难加 工材 料 。研 究 表 明 ， 在微 米级 陶瓷基 体 中引 人 纳米 分散 相进 行 复合 ， 可使 陶瓷材 料 的强度 、 韧性 大 大提 高 ， 可提高 材 料 的硬度 、 还 弹性 模 量 、 抗蠕 变性 等 。 近 年来 ， 多学者 已对纳 米复 合 陶瓷 的制备 过程 、 许 内部 构造 和 可加 工机 制 有 了一定 的研 究 ， 取 得 了较 并 大的进 展 ， 国内对 纳米 复合 陶瓷 的磨 削加 工性 能 的研 究 报道 很少 。 但 目前 ， 陶瓷 材 料 可磨 削 加 工 性 能 的研 究 相对 落后 ［Ｉ】 因此 开 展 磨 削加 工 陶瓷 材 料 的 研究 十 分 紧 ４， 迫 。本 文利 用超 精 密磨 床进 行 了纳 米 Ｚ Ａ的磨 削 加 工 试 验 ， 讨其 材 料 去 除 机 理 和可 磨 削 加 工 性 ， Ｔ 探 为 陶瓷材 料 的工业 化 应用 提供 技 术支持 。
密度 ／ ｇ ｃ ３ （／ ｍ ） 断 裂 韧 性／ Ｍ ａ ｍ ） （ Ｐ・ 维 氏 硬 度 ／ Ｇ ａ （ Ｐ）
特 性
４． ２ — ５． ０ ６ １ ６． — ８． ９ ２
２１
修 整 砂 轮 金 剐 石 砂 轮 粒 度
橡胶增韧 环氧异相增韧的原理
橡胶增韧环氧异相增韧的原理
橡胶增韧环氧树脂的原理主要包括橡胶与环氧树脂的相容性、橡胶在环氧树脂中的分散性以及环氧树脂的固化过程。
1. 橡胶增韧机理：橡胶粒子作为应力集中物诱发基体产生银纹而吸收能量。
其中，“银纹-钉锚”机理是橡胶粒子作为应力集中物诱发基体产生银纹而
吸收能量。
2. 相容性：橡胶与环氧树脂的相容性对增韧效果有很大影响。
如果相容性不好，会导致橡胶粒子在环氧树脂中分散不均匀，影响增韧效果。
3. 分散性：为了使橡胶粒子在环氧树脂中均匀分散，需要选择合适的分散剂和分散方法。
分散剂可以提高橡胶粒子与环氧树脂界面的粘附力，促进橡胶粒子的分散。
分散方法可以采用机械搅拌、超声波振动等方式，使橡胶粒子在环氧树脂中均匀分散。
4. 固化过程：环氧树脂的固化过程中，橡胶粒子可以起到促进固化反应的作用，同时也可以吸收固化过程中产生的热量，降低固化温度，缩短固化时间。
总之，通过改善橡胶与环氧树脂的相容性、提高橡胶在环氧树脂中的分散性和优化环氧树脂的固化过程，可以有效地提高环氧树脂的增韧效果。
PP再生料增韧配方
滑石粉（或重 Ca）
增韧、填充 PP（8）
配方组成（质量百份数）
（T30S）
25%～30%
云母
（340）
20%～25%
白油
～
增韧、填充 PP（9）
配方组成（质量百份数）
本文档由东莞市华源塑胶改性抽粒厂提供
配方组成
（ T30S ）
15% ～ 20%
滑石粉
15%～
（340）
40%～50% 抗氧剂
～
增韧、填充 PP（4）
配方组成
（ 30S ）
30%
SBS
10%～
（ 304 ）
10%
滑石粉
30%～
～
以上配方仅供参考。
增韧、填充 PP（5）
配方组成（质量百份数）
（ T304S ）
20% ～ 45%
LDPE
5%～
强度 24.2MPa；伸长率 413%。
刚韧
配方组成
～65%
BaSO4 晶须
20%～
～
相关性能 拉伸强度 24MPa；弯曲强度 40 MPa；缺口冲击强度
200J/m。
增韧材料
配方组成（质量份）
（T30S）
（ 8200 ）
15
抗 氯 剂 1010
适量
相关性能 缺口冲击强度 60kJ/m2；拉伸强度 20MPa；弯曲强
（340）
10%～
～15% 滑石粉
10%～
增韧、填充 PP（6）
配方组成（质量百份数）
（ T30S ）
50% ～ 55%
EVA
5%～
（ 340 ）
10% ～ 15%
JPP
5%～
abs增韧方法
abs增韧方法ABS增韧方法ABS塑料是一种广泛应用于家电、汽车、计算机等领域的工程塑料，具有优异的力学性能、电性能和加工性能。
然而，ABS塑料的韧性较差，限制了其应用范围。
为了提高ABS塑料的韧性，可以采用以下几种增韧方法：1. 橡胶增韧橡胶增韧是ABS塑料最常用的增韧方法之一。
将ABS树脂与橡胶进行接枝反应，生成具有橡胶韧性的接枝共聚物。
常用的橡胶有丁腈橡胶、顺丁橡胶等。
橡胶增韧的优点是增韧效果显著，韧性提高明显，但同时也降低了刚性和硬度。
2. 弹性体增韧弹性体增韧是指将ABS树脂与具有优异弹性的聚合物进行共混，以达到增韧的目的。
常用的弹性体包括聚氨酯、聚丙烯酸酯等。
弹性体增韧的优点是增韧效果明显，同时保持较高的刚性和硬度，但加工性能可能会有所降低。
3. 热塑性弹性体增韧热塑性弹性体是一种兼具橡胶和塑料性质的弹性材料，具有优异的韧性、弹性和加工性能。
将ABS树脂与热塑性弹性体进行共混，可以显著提高ABS塑料的韧性。
常用的热塑性弹性体包括苯乙烯类嵌段共聚物、聚烯烃类热塑性弹性体等。
4. 纳米材料增韧纳米材料增韧是指将纳米级的无机粒子均匀分散到ABS树脂中，形成纳米复合材料。
这些无机粒子可以吸收冲击能量，提高材料的韧性。
常用的纳米材料包括层状硅酸盐、纳米碳酸钙等。
纳米材料增韧的优点是增韧效果显著，同时可以提高材料的刚性和硬度。
综上所述，ABS增韧方法有多种，其中橡胶增韧、弹性体增韧、热塑性弹性体增韧和纳米材料增韧是最常用的几种方法。
根据具体应用需求选择合适的增韧方法可以提高ABS塑料的韧性，扩大其应用范围。
ZrO2增韧机理
ZrO2增韧机制ZrO2增韧机制有许多种：应力诱导相变增韧、相变诱发微裂纹增韧、表面诱发强韧化和微裂纹弯曲及分岔增韧。
1）相变增韧ZrO2 颗粒弥散在其它陶瓷基体中，当基体对ZrO2颗粒有足够的压应力，而ZrO2的颗粒度又足够小，则其相变温度可降至室温以下，这样在室温时ZrO2 仍可以保持四方相。
当材料受到外应力时（张应力），基体对ZrO2 的压抑作用得到松弛，ZrO2 颗粒即发生四方相到单斜相的转变，有7%-9%的体积膨胀，从而导致压应力的产生，不仅抵消了外力形成的张应力，而且阻止了进一步的相变。
这就是ZrO2 的相变增韧。
2）微裂纹增韧部分稳定ZrO2 陶瓷在由四方相向单斜相转变，相变出现了体积膨胀而导致产生微裂纹。
这样由ZrO2 陶瓷在冷却过程中产生的相变诱发微裂纹，以及裂纹在扩展过程中在其尖端区域形成的应力诱发相变导致的微裂纹，都将起着分散主裂纹尖端能量的作用。
从而提高了断裂能，称为微裂纹增韧。
3）表面诱发强韧化表面强化增韧陶瓷材料的断裂往往是从表面拉应力超过断裂应力开始的。
由于ZrO2陶瓷烧结体表面存在基体的约束较少，t-ZrO2很容易转变为m-ZrO2 ，而内部的t-ZrO2由于受基体各方向压力保持亚稳定状态，因此表面的m-ZrO2比内部多，而转变产生的体积膨胀使材料表面产生参与的压应力，可以抵消一部分外加的拉应力，从而造成表面强化增韧。
4）微裂纹弯曲及分岔增韧第九章1．烧结：粉末或非致密性物料经加热到低于其熔点的一定范围内，发生颗粒粘结、结构致密性增加，晶粒长大，强度和化学稳定性提高等物理变化，成为坚实集合体的过程，其中无液相时为固相烧结，有少量液相时为液相烧结。
1．烧结与烧成烧成—包括物料的预热、脱水、分解、多相反应、熔融、溶解、烧结等多种物理和化学变化；烧结—仅指粉料经加热而致密化的简单物理过程，是烧成过程的一部分。
2．烧结与熔融相同点：都是在高温下原子热振动引起。
不同点：熔融通过质点迁移其间距增大，并且全部组元都处于液态；烧结时质点间距变小，且至少有一相是固相；3.烧结与固相反应相同点：二个过程开始进行的温度都远低于熔融温度，在Tamman温度开始，并且过程自始至终至少有一相是固态；不同点：固相反应是一化学反应过程，至少有二组元参加，并发生化学反应最后形成化合物；烧结是一物理过程，可以是单组元或二组元，组元间不发生化学反应。
增韧剂的各种增韧机理
1、增韧剂的各种增韧机理不同类型的增韧剂，有着不同的增韧机理。
（1）液体聚硫橡胶可与环氧树脂反应，引入一部分柔性链段，降低环氧树脂模量，提高了韧性，却牺牲了耐热性。
（2）液体丁腈橡胶作为环氧树脂的增韧剂，室温固化时几乎无增韧效果，粘接强度反而下降；只有中高温固化体系，增韧与粘接效果较明显。
（3）端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂，固化前相容，固化后分相，形成“海岛结构”，既能吸收冲击能量，又基本不降低耐热性。
（4）T一99多功能环氧固化剂固化环氧树脂使交联结构中引进了柔性链段，不产生分相结构，在提高韧性的同时基本不降低耐热性。
（5）热塑性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中，形成半互穿网络型聚合物，致使环氧树脂固化物韧性提高。
（6）纳米粒子尺寸为1~100nm，具有极大的比表面积，表面原子又有极高的木饱和性，因此表面活性非常大。
环氧基团在界面上与纳米粒子形成远大于范德华力的作用，能很好地引发微裂纹，吸收能量。
纳米SiO2和纳米黏土既能引发银纹，又能终止裂纹。
同时，纳米粒子具有很强的刚性，裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生箨向或偏转，吸收能量而达到增韧目的。
另外，纳米粒子与树脂具有良好的相容性，使基体对冲击能量的分散能力和吸收能力提高，导致韧性增大。
2、增韧剂的选用原则举例根据树脂的类型和胶黏剂的用途选择恰当的增韧剂，才会获得良好的综合性能。
（1）环氧树脂胶黏剂用选用羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等；（2）酚醛树脂胶黏剂可选用羧基丁腈橡胶、液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮。
水溶性酚醛树脂以羧基丁腈胶乳、聚乙烯醇作增韧剂。
（3）快固丙烯酸酯结构胶黏剂常选用丙烯酸酯橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、ABS树脂等；（4）α-氰基丙烯酸酯胶黏剂宜选用丙烯酸酯橡胶、ABS、SBS、SEBS 等；（5）不饱和聚酯树脂胶黏剂宜选用液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯等；（6）脲醛树脂胶黏剂可选用聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇等。
陶瓷增韧的主要方法及原理
陶瓷增韧的主要方法及原理一、引言陶瓷是一种脆性材料，易于断裂。
为了增强其韧性，人们采用了多种方法进行改良。
本文将介绍陶瓷增韧的主要方法及原理。
二、陶瓷增韧的方法1. 颗粒增韧法颗粒增韧法是通过在陶瓷基体中添加颗粒来增强其韧性。
这些颗粒可以是金属、氧化物或碳化物等，它们与基体之间形成界面，能够吸收裂纹扩展时产生的应变能，并阻止裂纹扩展。
此外，颗粒还可以提高材料的耐磨性和抗腐蚀性。
2. 界面改性法界面改性法是通过在陶瓷基体与填充物之间形成高强度的化学键或物理键来增强其韧性。
这些填充物可以是纤维、颗粒或片层等，它们与基体之间形成界面，在受力时能够吸收应变能并阻止裂纹扩展。
3. 晶界工程法晶界工程法是通过控制晶界结构和组成来调控陶瓷的韧性。
晶界是不同晶粒之间的界面，其结构和组成对材料的力学性能有重要影响。
通过控制晶界的取向、密度和化学成分等，可以增强陶瓷的韧性。
4. 段隙复合法段隙复合法是通过在陶瓷基体中引入微观孔隙来增强其韧性。
这些孔隙可以是球形、板状或纤维状等，它们与基体之间形成界面，在受力时能够吸收应变能并阻止裂纹扩展。
5. 热处理法热处理法是通过改变陶瓷的组织结构和物理性质来增强其韧性。
常用的方法包括高温固相反应、快速冷却和退火等。
这些方法可以使陶瓷中形成微观结构，从而提高其韧性。
三、陶瓷增韧的原理1. 裂纹阻挡机制颗粒增韧法、界面改性法和段隙复合法都利用了裂纹阻挡机制来增强陶瓷的韧性。
当裂纹遇到填充物或孔隙时，会发生偏转、分支或停止，从而消耗裂纹扩展时产生的应变能，阻止裂纹继续扩展，提高材料的韧性。
2. 晶界阻挡机制晶界工程法利用了晶界阻挡机制来增强陶瓷的韧性。
当裂纹遇到晶界时，会发生偏转、分支或停止，从而消耗裂纹扩展时产生的应变能，阻止裂纹继续扩展，提高材料的韧性。
3. 相变机制热处理法利用了相变机制来增强陶瓷的韧性。
在高温下进行固相反应或快速冷却可以使陶瓷中形成微观结构，从而改变其物理性质和组织结构。
聚酯增韧剂SOG-02
国内1 3.0~6.0
国内2 0.5~1.0
~4.0
6.0
Байду номын сангаас1.0~8.0
2.0
白色半透明 白色半透明 白色不透明
白色不透明
增韧剂在纯PBT增韧中评价对比
基本配方体系： PBT:80份(粘度：1.0)，增韧剂：20份 70
60 50 40
30
20 10 0
SOG-02 AX8900 国内1 国内2
1/10缺口冲击强度(J/m)
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聚酯增韧剂：SOG-02
聚酯增韧剂SOG-02简介
原理介绍 聚酯增韧剂SOG-02通过南通日之升特殊的反应挤出技术开发，其选用与聚酯的端羧
基和端羟基具有高反应活性的GMA官能团接枝到乙烯类弹性体上，达到增韧的目的；
不仅如此，在反应挤出过程中，材料中还选用了特殊的第二单体保证GMA反应性官 能团的接枝效率和接枝稳定性，提高了增韧剂的稳定性进而提高增韧材料的稳定性。 用途
阻燃性：UL-94(1.6mm)：均为V-0
可用于PBT、PET、PC的增韧，增强增韧和阻燃增强增韧，提高聚酯的抗冲击性
和延伸率。 可用于PC/PBT、PC/PET、PC/ABS合金的相容剂。
聚酯增韧剂与类似产品性能对比
增韧剂基本性能对比
产品 活性基团含量%
MFR/（g/10min） 190℃,2.16kg 颜色
SOG-02 ~2.0
AX8900 8.0
60
50
40 30 20 10 0 无增韧剂 AX8900 SOG-02 无缺口冲击/KJ/m2 缺口冲击/KJ/m2
增韧剂在阻燃增强PBT中评价对比
塑料增韧的方法及其影响因素
塑料增韧的方法及其影响因素
一. 塑料增韧的方法
塑料增韧的主要方法是以弹性体为分散相，塑料为基体共混增韧，能大幅提高塑料的冲击强度。
弹性体增韧塑料主要要满足三个条件：
1.弹性体与树脂形成两相结构，但也要有适度的相容性以保证两相之间有良好的粘接力；
2.弹性体添加量要达到一定的份数；
3.弹性体的分子链柔性要较低，也就是说需要较低的Tg，尤其是低温增韧时弹性体的Tg越低，
低温韧性越好。
由于纯弹性体是非极性材料，而塑料（如PA、PBT）是极性材料，二者不相容，纯弹性体不能有效增韧塑料，故而需要通过接枝改性使POE形成POE接枝物，接枝的官能团能够与基材端基反应从而提供一定的相容性，使两相具有很好的粘接性，从而能够使基材树脂大幅提高冲击强度。
如CMG5805-L（POE-g-MAH）的MAH可与尼龙的端胺基反应，可以有效增韧PA，当5805-L添加一定份数后，形成了超韧材料，如图1.
图1 5805-L 添加量对PA6冲击强度的影响
二. 塑料增韧的影响因素
塑料增韧的影响因素可以从基体的特性、弹性体相的结构和含量及两相间的粘合力等三个方面考虑。
1.树脂基体特性的影响
树脂基体特性对韧性的影响主要有两方面：
一是树脂分子量及其分布的影响，增加分子量可提高冲击强度，而增加低分子量组分会降低冲击强度。
当然，分子量过高加工性能下降，反而不利于制品的综合性能。
如图2，PS 分子量越高，PS/丁苯橡胶共混物的冲击强度越高。
ZrO2增韧机理
ZrO2增韧机制ZrO2增韧机制有许多种：应力诱导相变增韧、相变诱发微裂纹增韧、表面诱发强韧化和微裂纹弯曲及分岔增韧。
1）相变增韧ZrO2 颗粒弥散在其它陶瓷基体中，当基体对ZrO2颗粒有足够的压应力，而ZrO2的颗粒度又足够小，则其相变温度可降至室温以下，这样在室温时ZrO2仍可以保持四方相。
当材料受到外应力时（张应力），基体对ZrO2 的压抑作用得到松弛，ZrO2 颗粒即发生四方相到单斜相的转变，有7%-9%的体积膨胀，从而导致压应力的产生，不仅抵消了外力形成的张应力，而且阻止了进一步的相变。
这就是ZrO2 的相变增韧。
2）微裂纹增韧部分稳定ZrO2 陶瓷在由四方相向单斜相转变，相变出现了体积膨胀而导致产生微裂纹。
这样由ZrO2 陶瓷在冷却过程中产生的相变诱发微裂纹，以及裂纹在扩展过程中在其尖端区域形成的应力诱发相变导致的微裂纹，都将起着分散主裂纹尖端能量的作用。
从而提高了断裂能，称为微裂纹增韧。
3）表面诱发强韧化表面强化增韧陶瓷材料的断裂往往是从表面拉应力超过断裂应力开始的。
由于ZrO2陶瓷烧结体表面存在基体的约束较少，t-ZrO2很容易转变为m-ZrO2 ，而内部的t-ZrO2由于受基体各方向压力保持亚稳定状态，因此表面的m-ZrO2比内部多，而转变产生的体积膨胀使材料表面产生参与的压应力，可以抵消一部分外加的拉应力，从而造成表面强化增韧。
4）微裂纹弯曲及分岔增韧第九章1．烧结：粉末或非致密性物料经加热到低于其熔点的一定范围内，发生颗粒粘结、结构致密性增加，晶粒长大，强度和化学稳定性提高等物理变化，成为坚实集合体的过程，其中无液相时为固相烧结，有少量液相时为液相烧结。
1．烧结与烧成烧成—包括物料的预热、脱水、分解、多相反应、熔融、溶解、烧结等多种物理和化学变化；烧结—仅指粉料经加热而致密化的简单物理过程，是烧成过程的一部分。
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聚合物增韧摘要：总结了聚合物增韧机理的原理，讨论了分散相橡胶类弹性题增韧的机理、影响增韧的因素及无机刚性粒子增韧聚合物。
前言聚合物共混改性一直是高分子材料科学研究的重要内容，它是从聚合物增韧改性开始的。
橡胶增韧塑料机理的研究早在20世纪50年代就已开始。
早期就出现了微裂纹理理论、剪切屈服理论和裂纹核心理论等，并逐步建立了较普遍接受的银纹剪切带理论和橡胶粒子空洞化理论。
20世纪80年代中期，人们开始讨论研究采用非弹性代替橡胶增韧聚合物的新思路。
随着增韧理念的发展，增韧理论由传统的定性分析进入了定量分析阶段，不断地完善，对聚合物增韧作出巨大贡献。
聚合物增韧还有着很大的发展前景。
一、聚合物增韧的机理1、银纹剪切带理论橡胶颗粒在增韧体系中发挥着两个重要的作用：一是作为应力集中中心诱发大量银纹和剪切带；二是控制银纹的发展，并使银纹终止而不致发展成破坏性裂纹。
银纹尖端的应力场可以诱发剪切带的产生，而剪切带也可以阻止银纹的进一步发展。
大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量，因而使材料的冲击强度显著提高。
该理论的特点是既考虑了橡胶颗粒的作用（既引发银纹和剪切带，并终止银纹发展），又考虑了树脂连续相性能的影响。
此外，还明确指出了银纹的双重功能：一方面，银纹的产生和发展消耗大量能量，可提高材料的破裂能；另一方面，银纹又是产生裂纹，并导致材料破坏的先导。
该理论已经被广泛地用来定性解释橡胶增韧的机理。
大量实验表明，聚合物形变机理包括两个过程：一是剪切形变过程，二是银纹化过程。
剪切过程包括弥散性的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。
剪切形变只是物体形状的改变，分子间的内聚能和物体的密度基本不变。
银纹化过程则使物体的密度大大下降。
一方面，银纹体中有空洞，说明银纹化造成了材料一定的损伤，是亚微观断裂破坏的先兆；另一方面，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高，是聚合物增韧的力学机制之一。
所以，正确认识银纹化现象，是认识高分子材料变形和断裂过程的核心，是进行共混改性聚合物，尤其是增韧聚合物设计的关键之一。
银纹引发的原因是聚合物中以及表面存在应力集中物，拉伸应力作用下产生应力集中效应。
首先在局部应力集中处产生塑性剪切变形，由于聚合物应变软化的特性，局部塑性变形量迅速增大，在塑性变形区内逐渐积累足够的横向应力分量。
这是因为沿拉伸应力方向伸长时，聚合物材料必然在横向方向收缩，就产生抵抗这种收缩倾向的等效于作用在横向的应力场。
当横向张力增大到某一临界值时，局部塑性变形区内聚合物中被引发微空洞；随后，空洞间的高分子或高分子微小聚集体继续伸长变形，微微空洞长大并彼此复合，最终形成银纹中椭圆空洞。
银纹的引发：是由于存在结构的不均一性，从而产生应力集中，引发银纹。
对于均相聚合物，表面缺陷、空洞及其他结构缺陷都是银纹的引发中心。
聚合物共混物的两相界面是引发银纹的主要场所。
特别典型的例子是橡胶增韧塑料，其中的橡胶颗粒构成了引发银纹的中心。
银纹的增长：增长速率取决于内部应力集中的情况及银纹尖端材料的性质。
有时随着银纹的增长，应力集中因子下降，银纹增长速率就逐渐下降。
当银纹尖端应力集中因子小于临界值时银纹即终止。
银纹的终止：有各种原因，例如银纹与剪切带的相互作用银纹尖端应力集中因子的下降及银纹的支化等。
银纹的发展如能被及时终止，则不致破裂成裂纹。
银纹剪切带理论，即银纹和剪切带共存理论，是多重银纹理论和剪切屈服理论的有机结合。
它承认了银纹和剪切带是聚合物材料在冲击过程中同时存在的消耗能量的两种方式，只是由于材料以及外在条件的差异而表现出不同的形式。
目前银纹剪切带理论理论已经广为人们接受。
银纹和剪切带的相互作用有以下三种可能的方式：银纹遇上己存在的剪切带而得以愈合、终止，这是由于剪切带内大分子高度取向从而限制了银纹的发展；在应力高度集中的银纹尖端引发新的剪切带，新产生的剪切带反过来又终止银纹的发展；剪切带使银纹的引发及增长速率下降并改变银纹动力学的模式。
2、空洞化理论当材料受到冲击时，橡胶粒子赤道面的应力集中效应最大，在该处容易产生基体与分散相的界面脱粘，形成空洞，并产生发白现象。
这种由于界面脱离而产生的空洞化对于增韧起着一定的作用，这一机理即为“界面空洞化”理论。
空洞化可以可阻止基体内部裂纹的产生，同时可使基体形变时所受到的约束减小，使之易于发生强迫高弹性形变。
界面的空洞化以及随之产生的强迫高弹性形变吸收了大量能量，使材料的抗冲击性能提高。
橡胶空洞化理论认为，在材料被拉伸过程中，橡胶粒子承受了显著地环向应力，当裂纹劈开粒子时，应力被释放而伸缩差别产生的内压力共同作用下，橡胶粒子内部出现空洞和山口状塌陷。
在橡胶增韧塑料材料受到冲击时，橡胶粒子先发生空洞化，空洞化的橡胶粒子对形变的阻力降低，在比较低的应力水平下就可以诱发大量的银纹和剪切带，从而显著增加能量耗散，提高增韧效果。
在形变的后期，橡胶的链段取向，导致显著地应变硬化。
3、影响橡胶增韧聚合物的因素树脂基体特性：增加分子量可提高冲击强度，而增加低分子量组分使冲击强度大幅度下降；在其它条件形同时，基体的韧性越大，制品的冲击强度越高。
橡胶相：橡胶含量增加时，银纹的引发、支化及终止速率亦增加，冲击强度随之提高；橡胶粒径小于临界尺寸时，增韧效果不明显，反之冲击强度成倍提高；粒径分布、粒子间距、玻璃化温度、相容性、胶粒内树脂含量和交联度。
橡胶相与基体树脂间的粘合力。
4、影响橡胶增韧塑料冲击强度的因素1、树脂基体特性的影响增加分子量可提高冲击强度，而增加低分子量级分使冲击强度大幅度下降。
其它条件相同时，基体的韧性越大，制品的冲击强度越高。
2、橡胶相的影响橡胶含量增加时，银纹的引发、支化及终止速率亦增加，冲击强度随之提高。
不同的品种，橡胶粒径的最佳值不同，取决于基体树脂的特性。
存在着一临界的橡胶粒子尺寸，当实际尺寸小于此临界尺寸时，几乎没有明显的增韧效果，反之则冲击强度会成倍地提高。
基体树脂的韧性越好，橡胶的临界尺寸也越小。
橡胶粒子粒径的分布亦有很大影响，将大小不同的粒子以适当比例混合起来的效果较好。
在橡胶增韧塑料中，大粒径的橡胶颗粒对诱发银纹有利，小粒径颗粒对诱发剪切带较为有利。
因此在ABS中，采用大小不同的颗粒以适当比例混合的效果较好。
橡胶相的玻璃化温度Tg越低，增韧效果越好。
3、两相间的相容性的影响橡胶与基体树脂相容性太好或太差都不好。
相容性太差时，两相粘合力不足；相容性太好时，橡胶颗粒太小，甚至形成均相体系，也不会产生很好的增韧效果。
（例如：当橡胶中丙烯腈AN的含量为零时，即为聚丁二烯时，由于PVC与聚丁二烯完全不相容，冲击强度很低。
当AN含量增加时，PVC与NBR的相容性增加，冲击强度提高，但有一极大值。
）橡胶颗粒内树脂包容物使橡胶相的有效体积增加，因而可在橡胶的重量含量较低的情况下(—般为6～8％)达到较高的冲击强度。
橡胶的交联程度也有一最适宜的范围。
交联程度过大，橡胶相模量过高，这会失去橡胶的特性，难于挥发增韧作用；交联程度太小，加工时受剪切作用的条件下橡胶颗粒容易变形破碎，这也不利于提高橡胶相的增韧效能。
4、橡胶粒子间距的影响当L＞ Lc时，分散相粒子之间的应力场相互影响很小，基体的应力场是这些孤立粒子应力场的简单加和，故基体塑性变形能力很小，材料表现为脆性；当L = Lc时，基体层发生平面应变到平面应力的转变，降低了基体的屈服应力，当粒子间剪切应力的叠加超过了基体平面应力状态下的屈服应力时，基体层发生剪切屈服，出现脆韧转变。
当L进一步减小，剪切带迅速增大，很快充满整个剪切屈服区域。
5、橡胶相与基体树脂间结合力的影响只有在橡胶相与基体之间有良好的粘合力时，橡胶颗粒才能有效地引发、终止银纹并分担施加的负荷。
粘合力弱则不能很好地发挥上述三种功用，因而冲击强度就低。
为增加两相之间的粘合力可采用接技共聚或嵌段共聚的方法。
所生成的聚合物起着增容剂的作用，可大大提高冲击强度。
事实表明，采用嵌段共聚的方法效果更好。
二、无机刚性粒子增韧聚合物聚合物增韧一直是高分子材料科学研究的重要课题。
成功的增韧大多是以橡胶类弹性体作为增韧剂，以适当方式分散于聚合物基体中达到增韧目的的，利用天然、丁苯、丁基、乙丙橡胶增韧聚合物均取得了较大的成功。
然而利用弹性体增韧聚合物，其韧性的提高总是以牺牲聚合物的刚度、强度、热变形温度等重要性能为代价的。
因此，自1984年以来，出现了利用刚性粒子代替橡胶增韧聚合物的研究。
近年来，一些研究以无机刚性粒子改性聚合物，不仅可提高其韧性,同时可提高其刚性和模量值。
而且这种改性剂价格相当低廉，从而受到人们的广泛重视。
无机刚性粒子增韧机理关于无机刚性粒子增韧的机理目前尚不成熟，此方面的研究都要探讨更合适的增韧机理,并试图将无机刚性粒子增韧机理同弹性体的增韧机理统一起来。
一般认为，刚性无机粒子增韧机理是：(1)聚合物受力变形时，刚性无机粒子的存在产生应力集中效应，引发其周围的基体屈服(空穴、银纹、剪切带)，这种基体的屈服将吸收大量变形功,产生增韧作用。
(2)刚性无机粒子的存在能阻碍裂纹的扩展或印化、终止裂纹。
付强等[2]提出了碳酸钙(CaCO3)增韧高密度聚乙烯(HDPE)理论。
该理论认为：CaCO3粒子用量、粒子大小、偶联剂用量以及基材韧性等诸多因素对HDPE/CaCO3体系的冲击强度均有影响。
他们的研究结果表明：(1)刚性粒子增韧与弹性体增韧不同，它要求基材本身具有一定的冲击韧性(即基材要具有一定的塑性变形能力)；(2)碳酸钙粒子的用量有一临界值，只有当用量大于此临界值时，才有明显的增韧作用；(3)除了基材韧性和临界用量以外，粒径大小也是CaCO3增韧聚合物的决定因素。
一般来讲，粒径越小，增韧效果越好，临界用量也越低。
当粒径较大时,CaCO3不再有任何增韧作用，甚至显著地降低材料的韧性；(4)偶联剂用量有一最佳值。
加入CaCO3后,之所以能提高韧性，是因为CaCO3的加入能使聚合物基体产生屈服，可以吸收较多的能量，从而提高冲击强度，即提高材料的韧性。