表界面化学在材料研究中的应用.pdf

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1、第08期表界面化学在材料研究中的应用··1综述专论表界面化学在材料研究中的应用刘佳程山（中北大学化工与环境学院030051）摘要：表界面化学一直是人们研究的重要方向，本文综述了表界面化学知识在无机材料及复合材料中的应用，尤其近些年又一突破性的进展—在军工方面中的应用，总结了一些研究材料表界面的现代分析方法。研究表界面化学知识不仅对人们的生产、生活具有重要的意义，而且还对军工研究具有重要指导意义。关键词：表界面化学无机材料复合材料中图法分类号：TQ562文献标识码：A文章编号：T1672-8114(2013)

2、08-001-031引言涤剂、清洁剂等，都是表面有活性的物质。在工业生产表界面科学是当代国际上最活跃的学科之一。领域里，纺织、造纸、矿山都离不开高效工业表面活性它涉及物理化学、数学、生物学、半导体科学、材料剂，就连实现强化采掘油也需加入表面活性剂以有效地科学等许多基础学科和应用学科，而逐渐形成多学科降低岩芯与石油混合物之间的表面张力以及黏度。交叉的发展极为迅速的一个科学领域。尽管表界面科（3）催化作用：目前全世界约有85％左右的化学学是多学科交叉的科学，但涉及日常生活、工业生产品是经催化作用实现的。如合成氨

3、、合成橡胶、费产、生命科学等许多方面，具有很强的实用性。近些托合成(由CO及H两个简单的无机分子经催化剂的作用年来，随着现代表面测试和研究手段不断发展及创转化成一系列烷烃、烯烃、芳烃以及醇醛等含氧有机新，使人们有可能从更深层次观察多种体系的表面和化合物)，以及由煤经液化或气化，进行碳化学的催化界面现象，对表面及界面发生的化学过程和物理过程过程等，都同催化剂的表面性质和分子同催化剂表面都可获得直观的信息。因此，研究工作也得到很大的的反应性能密切相关。近些年来，由于表面技术的发发展。由于表面科学的基础理论研究取

4、得了一定的进展及应用，人们愈来愈多地使用金属及氧化物单晶材展，从而推动了与其密切相关的科学技术和工业生产料来模拟复杂催化剂的活性组分，从而获得十分有用的进步。的结论。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界面化学可概括许多表面或界面现象，其在人为了克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范们的日常生活中非常普遍。本文首先研究表界面在单围，研究人员以一种材料为基体，另一种材料为增强[1]一无机材料中的应用。体组合成一种新型材料即复合材料。各种材料在性能（1）金属材料的腐蚀：将Cr镀在不锈钢表

5、面，由于上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合Cr对空气或氧以及酸类有很大的惰性，可使钢材防腐蚀。性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，得到重（2）表面活性剂的开发：人们熟悉的如肥皂、洗量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点。复合材料的基体材料分为无机和有机材料两大类，增强材料主要有各种纤维、晶作者简介：刘佳，中北大学化工与环境学院须、金属丝和硬质细粒等。在2005年南京复合材料技术发展的研讨会中描述了复合材料界面理论研究、界化工中间体··2ChenmicalInterm

6、ediate2013年第08期面改性技术、新型界面改性剂、界面层结构及形态与（3.4）在有机微粒子增强复合材料中的应用材料性能的关系，界面层及其性能的表征和参数测试近些年来，随着表界面化学学科的发展，研究技术，并分析了当前聚合物基复合材料的研究状态和学者们将其应用到一种特殊行业即军工行业。含能固[2]发展趋势。体填料的加入，使高能发射药在微观结构上表现出固（3.1）在无机刚性粒子增强复合材料中的应用体填料粒子呈分散相分布，黏结剂呈连续相分布，从无机刚性粒子增强聚合物是近年来研究的热点。而形成一种非均相聚合物

7、体系。如此，可使高能发射[3]欧玉春等提出刚性粒子增强、增韧聚合物的界面结构药力学性能降低，应用受到一定限制。从微观结构研模型，即在均匀分散的刚性粒子周围嵌入具有良好界究发射药黏结剂与固体填料界面间的相互作用将成为面结合和一定厚度的柔性界面相，以便在材料经受破表征发射药宏观力学性能的理论基础和有效手段。因坏时能引发银纹，中止裂缝的扩展。在一定形态结构此，可以以界面分析结果为指南，建立与宏观力学性下它还可引发基体剪切屈服，从而消耗大量冲击能，能的定量关系，为提出合理的键合机理，指导键合剂又能较好地传递所承受的

8、外应力，达到既增强又增韧和包覆技术的开展提供理论基础。的目的。蔚红建等人采用动态接触角和界面张力仪，研究了随着材料学科的发展，人们获得具有较大比表面积星型GAP（S-GAP）与固体填料AP、RDX和HMX之间的的纳米材料，是表面研究工作进入一个巅峰状态。由于表界面性能，为提高GAP推进剂的力学性能提供了一定[6][7]纳米材料的尺寸效应、大的比表面积，表面原子严重失参考。王晗等人采用动态接触角和界面张力仪研究了配