聚合物幾何形態各層的孔隙率分析顯微鏡
各層的孔隙率可以不同,從能夠允許少量樹脂滲透的連續片材變
化到有利于樹脂和片材密切混合的開孔編織物。編織物可以有多種多
樣,例如一種普通的玻璃纖維增強劑,可以編織成平紋。不同的斜紋
、緞紋、網眼布或仿網眼布;蛘,填料可以是一種無紡布,無規取
向的疏松纖維,或者例如象在拉擠成型中那樣,是緊密排列的平行連
續纖維層。很容易設想,所有這些幾何形態本身促使結構進一步復雜
化。例如,在工藝上有重要意義的是,纖維體系有時并不正好是一種
類型,而可以是不同類型纖維的混合物。還應該注意到片材可能以帶
狀的方式被采用。
以上各例的幾何形狀基本上是一種連續的形式,能切割或加工成
一定尺寸,但除此以外,聚合物復合材料經常由非連續的填料制得,
填料可粗略地分成粒狀和纖維狀。為了便于區分,通常將粒狀填料分
為三種基本類型:球型、立方型和片狀,但是這樣簡單類型的描述,
掩蓋了由于粒子的不規則外形,回旋狀表面和多孔性的存在所導致的
復雜性。如果填料在室溫或在模塑溫度下容易變形,那末在加工成型
時也有改變形狀的可能性。橡膠狀的填料或低熔點的固體很可能是這
種情況。在不連續的纖維的情況下,可變的因素有纖維長度、長度分
布、表面幾何形狀和橫截面積,外加其它與纖維有關的金屬絲和晶須
所顯示的幾何形狀。比較重要的市售纖維狀填料當中,直徑為2Xlo+cm
數量級的晶須,其單位體積具有最大的表面積:碳纖維具有不規則的
外形,比玻纖稍微細一些;硼纖維的直徑大約是晶須的一百倍,具有
最低的比表面;蛟S應當提一提暫時不大為人熟悉的同心或不同心的
雙組分纖維,它由兩種不同類型的聚合物制得,本身構成一兩相體系
。通過纖維狀填料不同的空間排列,加和性幾何因素的出現幾率在某
種程度上取決于它們的長度,但對于短纖維和晶須還應包括在兩維以
及三維空間的無規取向。