工程结构构件的高分子复合材料检测金相显微镜

高分子复合材料的物理力学性能是其使用性能和加工性能的重要指
标，主要包括力学性能、流变性能、动态黏弹性能、传热性能、隔
声性能和导电性能等。影响高分子复合材料物性的因素众多且十分
复杂，如基体树脂和填充材料自身的物性，填料含量、大小及其在
基体中的分散与分布状态以及作用等。因此，揭示高分子复合材料
物性的成因，进而定量地预测其物性，有助于指导新型聚合物复合
材料的研制和加工，以及加工机械设计与优化，是高分子复合材料
研究者和工程技术人员*致力的目标之一。

力学性能
力学性能是材料使用性能的主要指标之一。因此，提升高分子
复合材料的力学性能是对树脂进行改性的主要目的之一。常用的高
分子复合材料的力学性能主要包含静态力学性能和动态力学性能两
大类。静态力学性能包括拉伸力学性能、冲击断裂韧性、弯曲力学
性能、压缩力学性能等；动态力学性能主要有弹性储能模量、损耗
模量、力学阻尼因子和玻璃化温度等。

对于用作工程结构构件的高分子复合材料而言，增强增韧是人
们致力追求的重要目标，故一向成为高分子复合材料力学性能研究
的重点和热点。影响高分子复合材料力学性能的因素繁多，且相互
关系也十分复杂。除填充材料和基体树脂的自身性能之外，还包括
填充材料的形状、大小及其分布，填料在基体树脂中的分布与分散
状态、填料与树脂基体间界面的组成、相互作用和结构等，而后者
又取决于两者之间的相容性和材料的制备方式。此外，相应制品的
性能还会在一定程度上受加工成型设备及工艺条件的影响。

传热性能

高分子复合材料的传热性能是其使用性能的另一重要方面，在
应用上涉及隔热（保温）材料和导热材料的设计与制备。所谓导热高
分子复合材料，是指以高分子材料为基体，以导热性物质为填料，
经过共混分散复合而得到的、具有一定导热功能的多相复合体系。
它既具有导热功能又具有高分子材料的许多优异特性，可以在较大
范围内调节材料的导电、导热和力学性能，因而有着广泛的应用前
景。导热高分子材料大体分为两种：一是结构型导热高分子材料；
二是填充型导热高分子材料。

研究发现，在较低的导热粒子含量下，高分子复合材料的导热
系数随着导热粒子含量的增加而呈线性或非线性缓慢提高；当导热
粒子含量达到一定的水平，且能在基体树脂形成导热网络时，高分
子复合材料体系的导热系数会迅速（或大幅度）地提高，出现所谓的
逾渗现象。

保温材料主要可分为无机保温材料、有机保温材料等。无机保
温材料有膨胀蛭石、矿棉、玻璃棉、水玻璃珍珠岩和硅酸盐制品等
。传统的无机保温材料有的具有较大的吸水性，有的密度大，导热
系数较高，多用于建筑行业。有机保温材料中泡沫塑料应用广泛。
泡沫塑料是以各种树脂为基料，加入少量发泡剂、催化剂和稳定剂
等辅助材料，经加热发泡而制成的一种轻质、保温、隔热、吸声和
防震材料，其表观密度小、导热系数低、耐腐蚀霉变、加工成型方
便和施工性能好等，作为一种优良的保温材料在工业、建筑等领域
中的应用不断扩大，但是其力学性能差，不能用作结构材料。

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