中国粉体网讯 陶瓷基复合材料中两相（增强体与基体）的界面是一个表面，通常情况下，复合材料中的界面面积很大，而且增强体与基体组成的界面没有达到热力学平衡。
1.界面的分类（根据不同性能要求）
从晶体学角度看，界面有共格、半共格和非共格三种。
1）无反应层界面：
增强相与基体直接结合形成原子键共格界面和半共格界面，有时形成非晶格界面。
优点：界面结合强度高，提高复合材料强度。
2）中间反应层界面：
存在于增韧相与基体之间，并将两者结合。
优点：界面层一般都是低熔点共晶相，因此它有利于复合材料的致密化，这种界面增韧相与基体无固定的取向关系。
2.界面的特征
陶瓷基复合材料往往在高温下制备，由于增强体与基体的原子扩散，在界面上更容易形成固溶体和化合物。此时其界面是具有一定厚度的反应区，它与基体和增强体都能较好的结合，但通常是脆性的。因增加纤维的横截面多为圆形，故界面反应层常为空心圆筒状，其厚度可以控制。
第一临界厚度：当反应层达到某一厚度时，复合材料的抗张强度开始降低，此时反应层的厚度。
第二临界厚度：如果反应层厚度继续增大，材料强度也随之降低，直至达某一强度时不再降低，此时反应层的厚度。
下面我们就以氮化硅陶瓷为例，看看不同界面的特征。
1）碳纤维增韧氮化硅
成型工艺对界面结构的影响：
①无压烧结工艺：C与Si间反应严重，SEM可观察到非常粗糙的纤维表面，纤维周围存在空隙；
②高温等静压工艺：压力和温度较低，使得反应受到抑制，界面上不发生反应，无裂纹或空隙，是比较理想的物理结合。
2）SiC晶须增韧氮化硅
反应烧结、无压烧结或高温等静压工艺可获得无界面反应的复合材料：
①反应烧结、无压烧结：随着SiC晶须含量增加，材料密度下降，导致强度下降；
②高温等静压工艺：不出现上述情况。
3.陶瓷基复合材料界面的粘结
两相界面的粘结（粘接、粘合或粘着等）方式有多种，如静电粘结、机械作用粘结、浸润粘结、反应粘结等。对于陶瓷基复合材料来讲，界面的粘结形式主要有两种：机械粘结和化学粘结。
机械粘结：
由于基体的收缩率较大，冷却收缩后基体将增强相包裹产生压应力。
通过渗透、高温扩散等基体渗入或浸入增强纤维的表面而形成机械结合。
机械粘结为低能量弱粘结，其界面强度较化学粘结低。
化学粘结：
通过原子或分子的扩散在界面上形成了固溶体或化合物，即为化学粘结。
4.界面的作用
图1 界面强弱对材料的影响
陶瓷基复合材料的界面应满足：
1.强到足以传递轴向载荷并具有高的横向强度；
2.弱到足以沿界面发生横向裂纹及裂纹偏转直到纤维的拔出。
因此，陶瓷基复合材料界面要有一个最佳的界面强度。
强的界面粘结往往导致脆性破坏，裂纹在复合材料的任一部位形成并迅速扩散至复合材料的横截面，导致平面断裂。这是由于纤维的弹性模量不是大大高于基体，因此在断裂过程中，强界面结合不产生额外的能量消耗。
若界面结合较弱，当基体中的裂纹扩展至纤维时，将导致界面脱粘，发生裂纹偏转、裂纹搭桥、纤维断裂以至于最后纤维拔出。所有这些过程都要吸收能量，从而提高复合材料的断裂韧性。
为了达到弱界面，常常将颗粒、晶须或纤维表面镀一层化合物或碳等易被剪切断裂的物质，从而形成界面相。
5.界面的改善
为了获得最佳界面结合强度，希望避免界面化学反应或尽量降低界面的化学反应程度和范围。
实际当中除选择增强剂和基体在制备和材料服役期间能形成热动力学稳定的界面外，就是纤维表面涂层处理。
图2 纤维表面涂层对材料的影响
（a：无纤维涂层；b和c：有纤维涂层）
纤维表面涂层处理对纤维可起到保护作用，纤维表面双层涂层处理是最常用的方法。其中，里面的涂层可达到键接及滑移的要求，而外部涂层在较高温度下防止了纤维机械性能的降解。
