表界面化学在材料研究中的应用

问题081

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表面界面化学在材料研究中的应用

Liu Jiachengshan

，化学工程与环境学院，北大学，030051，

摘要，表接口化学一直是人们研究的重要方向。本文回顾了表接口化学知识在无机材料和复合材料中的应用，尤其是近年来的另一个突破性进展。

在军事行业中的应用，总结了一些现代研究材料表界面的现代分析方法。关于地面界面化学知识的研究不仅对人们的生产和生活具有重要意义，而且对军事行业研究也具有重要意义。

它具有重要的指导意义。

关键字，表接口化学无机材料复合材料

中国标题分类编号，TQ562文档标识代码，文章编号，T1672-8114（2013）08-001-03

1简介洗涤剂，洗涤剂等都是表面活性物质。在工业生产中

桌面科学是当代世界中最活跃的学科之一。在该领域，纺织品，造纸和采矿与有效的工业表面流动密不可分。它涉及物理和化学，数学，生物学，半导体科学和材料代理。即使我们实现了石油采矿的增强，我们也需要将表面活性剂添加到有效的科学和其他许多方面。基本学科和应用学科逐渐形成多学科学科，以减少核心和石油混合物之间的表面张力和粘度。一个具有极快发展的科学领域。尽管目前世界上大约有85种化学反应，并且关于化学是一门多学科的科学，但是通过催化作用实现了日常生活和工业产品。例如合成氨，合成橡胶，生产成本，生命科学和许多其他方面，这是非常实用的。近年来，通过现代表面测试和研究方法的不断发展，连续开发了两个简单的无机分子CO和H的合成，并已转化为一系列含氧的有机有机物，例如烯烃，烯烃，烯烃，烯烃，烯烃，烯烃，烯烃，芳香剂和醇，使人们有可能通过液化或气化观察到更深层次的各种系统的表面和化合物，以及碳化学的催化界面现象，以及发生在化学和物理过程上的化学和物理过程表面和界面等。可以从催化剂和分子的表面特性以及催化剂表面获得直观信息。因此，研究工作还取得了反应表现的良好结果。近年来，由于表面技术的发展。由于基本理论研究在表面科学方面的进展和应用，人们越来越多地使用金属和氧化物单晶材料，从而促进了与密切相关的科学，技术和工业生产材料，以模拟复杂催化剂的活性。 ，从而取得了非常有用的进步。结论。

2表界面化学在无机材料中的应用3表界面化学在复合材料中的应用

表面化学可以总结许多表面或界面现象，这些现象在人们的日常生活中非常普遍，以克服单个材料的缺陷并扩大材料的应用范围。本文首先研究了表界面在单个外壳中的应用，研究人员将一种材料用作矩阵，另一种材料作为无机材料的增强[1]。将身体合并为一种新材料，即复合材料。各种性能的材料

（1）金属材料的腐蚀，在不锈钢表面上的板块Cr，并从彼此的优势和劣势中学习，从而产生协同作用，使复合材料的复合材料CR非常惰性，对空气，氧气和酸，这可以防止腐蚀的钢。性能比原始构图材料更好，并且满足各种要求，并且受到高度重视

（2）表面活性剂的开发是肥皂，轻松清洗，高强度，易于加工和成型开元棋官方正版下载，出色的弹性和化学腐蚀性的人所熟悉的。

诸如腐蚀和抗气天气的特征。复合材料的基质材料分为两类：无机和有机材料。加固材料主要包括各种纤维，晶须，金属线和硬细颗粒。 Nanjing复合材料技术人员五年后，北中国大学化学工程与环境学院LIU JIA 200

在技​​术开发研讨会中描述了复合材料界面的理论研究和边界。

化学中间体

ChenmicalIntermediate 2013第08期

表面修饰技术，新接口修饰符，接口层结构与形态和材料特性之间的关系，界面层及其性能表征和参数测试技术以及基于聚合物复合材料的当前研究状态和开发趋势[2]。

（3.1）在无机刚性粒子增强复合材料中应用

近年来，无机刚性粒子增强聚合物是一个热门话题。 Ou Yuchun等。 [3]提出了一个用于刚性颗粒增强和韧性的聚合物的界面结构模型，即具有良好界面键合的柔性界面相，并且在均匀分散的刚性刚性颗粒周围嵌入了一定的厚度，以便在材料时可以触发银色图案被损坏。 ，中止裂纹膨胀。在一定的形态结构下，它也可能导致底物的剪切产率，从而消耗大量的冲击能量并传输其良好的外部应力，从而实现了加强和增强的目的。

随着材料学科的发展，人们获得了具有较大特定表面积的纳米材料kaiyun全站登录网页入口，这是表面研究的峰值状态。由于纳米材料的尺寸效应和较大的特定表面积，因此表面原子严重不匹配并且处于高度激活状态，并且与聚合物具有很强的界面效应，从而可以增强加强的聚合物。 Rong Minzhi等。 [4]研究了聚苯乙烯辐射移植的纳米-SI O2颗粒以增强PP系统，从复合材料的界面效应的角度研究了纳米颗粒和聚合物之间的协同作用，并分析并解释了复合材料的机制。

（3.2）在纤维增强复合材料中应用

天然纤维便宜又轻，具有高特异性和特定模量，以及天然纤维的可再生和天然降解性，并使用天然植物纤维（例如木纤维，竹纤维，大麻纤维，椰子纤维等）取代合成纤维。作为基于聚合物的复合材料的增强，人们逐渐受到重视。天然纤维素和疏水聚合物基质的不兼容是一种重要的修饰方法。表面处理是自然纤维修饰的另一种主要方法。 Zhao Xusheng和其他人修改了剑麻钉纤维增强橡胶系统。氯的氧化和降解后，剑麻钉纤维变得较薄，柔韧性得到增强，并且纵横比倾向于保持一致，因此纤维和橡胶界面之间的粘结强度得到了提高。 Yang Guicheng [5]和其他人也将剑麻纤维的结晶度和拉伸性质提高到150°C或180°C的热处理后的不同程度。 ，3.3，晶须加固复合材料的应用

由于其出色的特性，例如超高强度，高模量，低密度和高熔点，因此晶须可以用作基于聚合物的复合材料的修饰符。在复合材料中，晶须主要起骨骼和功能作用。目前，硅烷偶联剂和钛酸偶联剂通常用于晶须的表面修饰，并且脂肪酸也用于表面处理晶须以获得更好的效果。在Liu Ling和其他人使用硅烷耦合剂预处理Caso4晶须的表面之后，他们发现复合材料的拉伸强度，撕裂强度和泪液伸长得到了极大的改善。

（3.4）在有机微颗粒增强复合材料中应用

近年来，随着表面界面化学学科的发展，研究学者将其应用于特殊行业，即军事行业。添加含能量的固体填充剂使高能发射极显示固体填充颗粒分布在分散相，并且粘合剂分布在连续相，从而形成异质性聚合物系统。通过这种方式，可以降低高能发射药物力学特性，并受到某些限制。研究发射极粘合剂与微观结构的固体填充物之间的界面之间的相互作用将成为表征发射极药物的宏观力学特性的理论基础和有效手段。因此，可以根据界面分析结果作为指导建立与宏观机械性能的定量关系，并且可以为合理键合机制的建议提供理论基础，并指导粘合剂和涂层技术的发展。

Wei Hongjian等。使用动态接触角和界面张力仪来研究星形间隙，S-GAP和实心填充剂AP，R DX和HMX之间的表面界面性能，从而提供了改善间隙推进剂的机械性能的视图。请参阅[6]。 Wang Han等。 [7]使用动态接触角和界面张力计来研究硝化棉（NC）和高氯酸铵（AP）的表面特性，具有不同的氮含量以及NC和填充剂之间的界面特性。发现界面性能对含有AP和铝粉末（AL）的改性双基碱基推进剂（AP（AL）CMDB）的机械性能的影响。国立国防大学的工作人员使用扫描电子显微镜来观察和测试填充剂AP和粘合剂矩阵上检测液体的接触角，并通过计算HTP B推进剂填充剂和矩阵，通过计算粘合剂工作和界面张力填充物和矩阵。界面的粘合性能。 4材料表界面的现代分析方法

表接口观察

透射电子显微镜，扫描电子显微镜和其他方式用于观察复合材料的材料表面或裂缝表面，以获得材料的宏观特性。北林教授的研究团队[8]曾经观察到通过扫描电子显微镜在变量点数火药之间界面的微观键合。通过将其与宏观机械性能测试结果进行比较，可以得出结论，两层之间的界面已很好地组合。这项研究只是对微观结构的定性研究，而微观和宏观之间没有定量关系。

4.2在复合材料界面中应用XP S

XPS方法是使用某种能量的光子来照射材料样品，并且可以从原子的一定能级发射电子。基于这些光电子的结合能或动能及其变化，它可以确定元素的组成以及元素周围化学环境的变化。约翰逊等。 [9]使用此方法来表征涂层Ti O2粉末的表面结构和涂层。 Mikael EP Stein [10]使用这项技术来改变表面处理前后的纤维（例如PET和LLDPE）的表面结构，以说明纤维和聚合物底物材料的粘附强度。

3。界面浸润理论。

问题08 3

是否直接测量位置区域的表面能将给研究固体的表面能的研究带来极大的不便。但是，随着相关理论的发展，已经出现了间接确定固体表面能的方法。它基本上是基于表面浸润理论获得的，即基于表面上液体形成的接触角并处理接触角。 Bronis Lawja Czuk使用接触角法来测量聚合物，例如聚乙烯，固体石蜡，有机玻璃，聚氟甲基乙基和其他聚合物的表面能，并使用二二甲烷乙烷和水。测试值与理论计算值一致[11]。他的Hui和其他来自中国技术大学的其他人使用接触角法研究了聚合物高密度聚乙烯（HDPE），聚乙二醇三苯二甲酸酯（PET）及其基于Young的方程式和和谐方程的混合物。不同液体，水和甘油之间的表面能，极化程度和界面张力可以获取两种材料的表面信息，并改善两者之间的兼容性[12]。

（4.4）动态机械分析方法

该方法使用机械衰减来表明材料中最敏感的各种分子运动。对于复合材料，除每个组件外，界面区域中的分子运动还有助于机械衰减。因此，通过评估界面的机械衰减，我们可以定量地表征材料界面的粘结状态和性能。 Song Huajie [13]等。使用动态机械分析技术来评估TATB/氟聚合物复合材料的界面，该技术在研究异质弹性药物的机械性能方面具有一定的指导意义。

5结论

材料的表面和界面的质量是直接影响材料性能的关键因素之一，从而影响其在生产实践中的应用。特别是对于具有出色特性的复合材料，当材料受到外力的影响时，界面除了增强材料和基质外，还起着极为重要的作用。复合材料的强度，刚度和韧性是代表物理和机械性能的重要指标。复合材料的界面修饰允许两阶段界面具有适当的粘附，形成相互作用并可以平滑发射应力的中间模量层。改善聚合物基质复合材料

材料的机械性能一直是聚合物材料科学的重要研究领域。随着各种新材料的开发，将继续促进表接口化学知识的应用范围。

参考

[1] Zhen Kaiji表面化学[D] Jilinkaiyun全站网页版登录，Jilin University Press 1995

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[3] Ou Yuchun，fang xiAoping，聚丙烯杂交复合系统的界面和机械性能[J]，Acta Polymers（1997）（2），31-37，，

[4] Rong Minzhi，Zhang Mingqiu，Nanosio，增强的增强的聚丙烯界面效应和外围行为[J]，复合材料杂志（2002）（2），1-4，，

[5] Yang Guicheng，Zeng Hanmin，Sisal纤维，酚醛树脂复合材料[J]，玻璃纤维，复合材料（1997）（3）（12）14，14，，

[6]恒星间隙和固体推进剂填充剂的表面界面性能，例如魏·洪吉安（Wei Hongjian），富米隆（Fu Xiaolong），邓·金奎（Deng Chongqing）[J] Solid Rocket Technology（2011）34（2），211-215

[7]对AP/AL/CMDB推进剂，Wang Han，Fan Xuezhong，Zhou Wenjing等的表面和界面特性的研究。

[8]他的liming，宗林格利安，马宗林格，研究等静态点火火药层之间的粘结状态[J] AN，Hui Chemical，2003年，2003年（3）：12-15

[9] Johansson LS，表面和界面分析[J]（1991）第17卷：663

[10] Epstein M和Shishoo RL，J Appl Sci，1995 Vol 57：751

[11] Bronisll Aw Ja Czuk，Tomasz BI Allopiotrowicz表面自由能

Li quids和低能的组成部分，并接触垂直于ANGL ES [J]

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[12] He hui，Shen Jiarui使用接触角法测量聚合物混合系统的表面特性[J]合成材料的衰老和应用（2002）（1）：1-5

[13]关于歌曲Huajie Tatb/Fluoromomermer的界面效应和机械性能的研究[D] Mianyang，Sichuan，Sichuan，中国工程学研究所（2000）4

表面和界面化学在材料研究中的应用

李吉亚，郑山

（中国北大学化学工程与环境学院，030051）

摘要：表面和界面化学是本文中人们研究的重要方向

表面和界面知识总结在无机材料和复合材料中，尤其是军事行业的突破性发展，同时，现代的表面和界面分析方法总结了研究表面和界面知识不仅对生产和生活很重要，但对军队也很重要

研究

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