复合材料界面的作用

复合材料界面的作用（共5篇）

篇1：复合材料界面的作用

复合材料界面理论简介

摘要：纤维复合材料作为先进材料，质量轻，强度高等特点使其在航空、航天、船舶、汽车等工程领域应用越来越发挥其重要性。随着复合材料应用领域的扩展，对材料性能提出了更高的要求。复合材料的性能取决于增强体纤维、树脂基体和界面性能，其中纤维和树脂之间的界面粘结力是一个重要因素。界面粘结强度，即纤维断裂处通过基体向纤维传递应力的能力，直接影响到复合材料的强度、韧性和破坏模式等宏观力学行为。因此，研究界面之间的相互作用，对于界面的设计、预测有非常重要的作用。本文介绍了几种常见的几面之间的相互作用理论。关键词：界面；形成；相互作用理论；

1界面简介

复合材料是由两种或两种以上化学和物理性质不同的材料复合而成的，那么必然存在着异种材料的接触面，这个接触面就是界面。一般人们对复合材料界面的定义是，指基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。

聚合物基复合材料界面的形成可以分成两个阶段：

第一阶段是基体与增强纤维的接触与浸润过程。增强纤维优先吸附能较多降低其表面能的组分，因此界面聚合物在结构上与聚合物基体是不同的。第二阶段是聚合物的固化阶段。聚合物通过物理的或化学的变化而固化，形成固定的界面层。

2界面作用理论

2.1浸润性理论

1963年，Zisman提出浸润性理论，认为浸润是形成界面的基本条件之一，若两相物质能实现完全浸润，则表面能较高的一相物体表面的物理吸附将大大超过另一相物体的内聚能强度，从而使两相物体具有良好的粘合强度。这种理论认为两相物体间的结合模式属于机械互锁和浸润吸附。其中机械粘合是一种机械互锁现象，即在形成复合材料的两相相互接触过程中，若浸润性差，两相接触的只是一些点，接触面有限（见图1(a)）。若浸润性好，液相可扩展到另一相表面的坑凹中，因而两相接触面积大，结合紧密，产生机械锚合作用（见图1(b)）。而物理吸附主要为范德华力的作用。

图1浸润与不浸润的界面

显然，聚合物基体对增强材料良好的浸润性将有利于提高界面的复合强度，但浸润性不是界面粘接的唯一条件。例如，乙烯基硅烷的表面张力为33.4mN/m，是不饱和聚酯的有效偶联剂；而乙基硅烷的表面张力与乙烯基硅烷相似，但对不饱和聚酯无效；氯丙基硅烷的表面张力为48.8mN/m，溴苯基硅烷的表面张力为49.4mN/m，它们的表面张力更大，但对不饱和聚酯无效。环氧树脂对新鲜的E 玻纤表面浸润性良好，但粘接性却不好，界面耐水老化性也差；若用胺丙基硅烷处理E 玻纤，对环氧树脂的浸润性下降，但界面的粘接性提高。因此，浸润性理论在许多复合材料界面现象的解释中，同样只对其中某些具有一定的指导意义。

2.2吸附理论

吸附理论认为，粘合力主要是由聚合物基复合材料体系的分子或原子在界面层相互吸附而产生的。聚合物分子与增强材料表面分子的相互作用过程有两个阶段。第一阶段是液体聚合物分子借助于布朗运动向增强材料表面扩散，使两者所有的极性基团或链节相互靠近。在此过程中，升温、施加接触压力、降低聚合物基体粘度等因素都有利于加强布朗运动。第二阶段是吸附力的产生，当胶粘剂分子与被粘物分子间的距离达到1～0.5nm时，便产生相互吸引作用，并使分子间的距离进一步缩短到能够处于最稳定的状态。

吸附理论正确地把粘合现象与分子间力的作用联系起来，粘合力的大小与聚合物基体极性有关，但最主要的是取决于聚合物基复合材料体系分子在接触区的稠密程度。

2.3扩散理论

此理论由Borozncui等首先提出，认为高聚物的相互间粘结是由表面上的大分子相互扩散所致。如图2所示，两相的分子链互相扩散、渗透、缠结，形成了界面层。扩散过程与分子链的分子量、柔性、温度、溶剂、增塑剂等因素有关，如图3所示。界面体系的扩散作用和物质的溶解过程相类似，它们都是一种“混合”过程。扩散作用的结果导致模糊界面的产生，甚至界面消失(如固体溶解于液体之中)。聚合物基体/增强材料的界面扩散作用有利于粘接性能提高。当两种高聚物的溶解度参数接近时，便容易发生互溶和扩散，得到比较高的粘接强度（见图4）。

图2分子链的相互扩散

图3 扩散作用的某些因素对粘接的贡献

图4 剥离强度与溶解度参数的关系

一般说，同种无定形聚合物（如橡胶）的自粘作用的机理主要是扩散作用，在无定形聚合物（如橡胶）胶粘剂的粘接过程中，一切有利扩散作用过程的因素，如降低无定形聚合物（如橡胶）分子质量，延长胶粘剂/被粘物体系的接触时间及升高粘接操作温度等，均可导致粘接性能的提高。Borozncui提出当两种聚合物在高于其玻璃化温度（Tg）的条件下紧密接触时，长链大分子将互相扩散，使粘合界面消失，形成过渡区，从而产生牢固的结合。如聚碳酸酯的粘合，用适当的溶剂将其表面处理后，在压力下可产生了很好的粘接，原先的界面不易看出，但存在一个过渡区。在过渡区，聚合物的结构发生了一些变化，显示出发生了 相互扩散。值得注意的是，只有当溶剂使大分子链松动，并使有些大分子链迁移时，扩散才有可能。因此对于具有相似的溶度参数、相容性好的两聚合物在高于其Tg温度条件下，相互扩散是粘接的主导机理。Kaelble提出在界面上大分子链段互相扩散必须满足热力学和动力学两个条件，其中热力学条件是胶粘剂与被粘物之间的相容性；动力学条件是高分子链段运动有显著的速度。

但扩散理论很难解释不发生界面扩散的聚合物基体与无机增强材料之间的粘接现象。

2.4静电理论

该理论认为，两相表面若带有不同的电荷，在界面区容易产生接触电势并形成双电层，相互接触时会发生电子转移而互相粘结（见图5）。

图5 界面的静电相互作用

在某些粘接体系中，静电作用确实能对粘接性能有所贡献。如当金属与非金属物质（如聚合物）紧密接触时，由于金属物质对电子的亲合力低，非金属物质对电子的亲合力高，在界面区容易产生接触电势并形成双电层。双电层导致的静电吸力有时候是界面粘接力的成因之一。但在一般情况下，静电吸引所提供的粘接力几乎可以忽略不计；另外，静电理论也不能解释温度、湿度及其它各种因素对粘接强度的影响。

2.5界面的机械作用

聚合物基体充满或部分充满增强材料的孔隙或凹面，固化后，在界面区形成各种形式的啮合结构，使增强材料与聚合物基体连接成整体，这就是界面的机械作用。这些情况类似于木加工中的嵌接、钉子与木材的钉接等。典型机械连接模型见图6。例如，一些天然纤维自身表面的不规则性是形成良好界面粘接的有利因素，蔡长庚等针对环氧基体与竹节状有机纤维体系，采用单丝拔出试验和动态力学分析研究了环氧树脂基复合材料中基体与竹节状有机短纤维之间的界面力学特性，发现在弱界面结合的条件下，竹节状有机短纤维中凸节的存在可以提高纤维与基体之间的界面结合强度，也有利于纤维末端界面剪切应力的传递。

图6 各种机械连接模型

增强材料表面的糙化处理是一个增大增强材料表面积的过程。设增强材料的表观几何面积为a，糙化处理后实际面积为a′，则表征糙化程度的糙化系数φ为：

φ=a′/a≥1 设液滴在光滑固体表面的接触角为θ，在经糙化处理后表面的接触角为θ′，对于糙化表面，根据Wenzel的研究，若θ＜90°，则cosθ＞0，即聚合物基体/被粘增强材料系呈湿润性良好的情况下，θ′＜θ，糙化表面的湿润性和粘附功均大于光滑表面的相应值；若θ＞90°，则cosθ＜0，即体系湿润性不良的情况下，θ′＞θ，糙化表面的湿润性和粘附功均小于光滑表面的相应值。例如，低表面能的有机硅胶粘剂，由于其对氟塑料表面有较好的湿润能力，对经过糙化 处理的氟塑料的粘接强度大于未处理试样的相应值。而表面能较高的环氧胶粘剂，由于其对氟塑料表面的湿润性不好，对经过糙化处理的氟塑料的粘接强度反而低于未处理的试样的相应值。但氟塑料表面经过萘钠络合物溶液处理后，其表面化学结构有很大的改变，表面能大幅提高，这时，有机硅胶粘剂和环氧胶粘剂对其表面均呈良好的湿润状态。对经过糙化处理后，再作萘钠处理的氟塑料试样的粘接力均大于未经糙化处理（仅进行萘钠处理）的氟塑料的相应值。

2.6化学键理论

化学键理论是目前应用最广的一种理论，也是最古老的界面形成理论。此理论认为两物体接触时，一种物质表面上的官能团与另一物质表面上的官能团起化学反应，在两者之间生成化学键结合，形成界面，从而实现有效粘接，如图7（a）所示；若两相之间不能直接进行化学反应，也可通过偶联剂的媒介作用以化学键相互结合，形成界面，提高增强材料与基体材料之间的粘接强度，如图7（b）所示。

根据化学键理论，偶联剂在提高树脂基体与玻璃纤维增强材料之间的界面结合性能上得到了有效地发展，例如硅烷偶联剂(如图8所示)，一般形式是Y-R-SiX3，其一端硅氧基可与玻璃纤维表面的硅醇基团反应结合，另一端的有机官能团可参与基体树脂分子的固化反应。通过偶联剂的作用，树脂基体和玻璃纤维增强材料实现了界面的化学结合，提高玻纤与树脂的界面强度，尤其是耐水的侵袭能力，有效地提高了复合材料的性能。碳纤维、有机纤维等的表面处理也是根据化学键理论得以发展，在表面氧化、等离子、辐照等处理过程中(如图9所示)，纤维表面产生了“-COOH、-C=O、-OH”等含氧活性基团，可显著提高其与树脂基体的反应能力，使界面形成化学键，大大地改善了界面粘结强度。

图7界面的化学反应

图8 硅烷偶联剂与玻纤和树脂间形成的界面

图9 碳纤维表面处理

但有些现象难以用化学键理论给出令人满意的解释。例如，难以解释树脂基体固化放热冷却时，复合材料热应力松弛的现象。

3结语

综上所述，利用各粘合理论解释聚合物粘合机理均有一定的合理性与局限性。在实际复合材料界面现象中，基体与增强材料间界面的形成与破坏是一个极其复杂的物理及化学变化过程，与此有关的物理及化学因素都会影响到界面的形成、结构、性质、作用以及界面对复合材料性能的影响等，因而实际的界面情况要比理论分析复杂得多。对界面的研究至今尚缺统一的认识，同时也缺乏对界面的定量分析。因此目前尚需在三个方面有所突破，一是改善界面测试与表征手段，使所得数据更能真实反映界面的特征，建立材料表面与界面的数学模型；二是建立微观结构与宏观性能的关系模型，使理论模型与试验数据具有良好的相关性； 三是进一步改进材料制备工艺，以制备界面性能优异的复合材料。

总之，聚合物基复合材料界面粘合理论研究是一个极其错综复杂、且涉及多学科交叉的研究领域，只有灵活地运用各种粘接理论，才可加深对粘接现象的了解，做到对具体的粘结现象由定性描述提升到定量分析，从而进一步丰富和发展复合材料界面粘合理论，使其更加系统、完善，以有助于复合材料性能的进一步提高。参考文献

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篇2：复合材料界面的作用

1 实验部分

1.1 实验原料

PVC树脂:WS-1000 s,上海氯碱化工股份有限公司;纳米CaCO3:粒径40、70 nm,上海卓越纳米新材料股份有限公司;钛酸酯偶联剂:异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯(JNA)、异丙基三(硬酯酰基)钛酸酯(JNB),常州市吉耐助剂有限公司;其它助剂:工业级,市售。

1.2 实验过程及性能测试

1.2.1 纳米CaCO3表面处理

将100 g纳米CaCO3加入400 ml溶剂中(无水乙醇或水),搅拌打浆后加入到装有氧化锆珠砂磨介质的高速分散机中砂磨2 h,过滤除去未分散的大颗粒团聚体,然后滴加表面处理剂,超声分散15 min。利用恒温水浴控制悬浮液的温度为80℃,搅拌反应1～2 h。将悬浮液取出抽滤,滤饼烘干后用研钵研磨,然后用气流粉碎机粉碎得到改性纳米CaCO3颗粒。

1.2.2 试样制备

将聚氯乙烯、纳米CaCO3及各种助剂按表1配比从左到右依次加入SHR-10A型高速混合器中,在1440 rad/min转速下高速混合10 min,然后在170℃的SK-160B双辊筒炼塑机上混料塑化10 min,在190℃、14.5 MPa系统压力下的QLB-25D/Q型平板硫化机上压成4 mm厚的板材,冷却到室温后裁剪成标准样条。

1.2.3 性能测试

用日本岛津AG-2000万能材料试验机按GB 1040测试材料的拉伸性能,拉伸速率为10 mm/min。

2 结果与讨论

2.1 颗粒增韧聚合物复合材料的拉伸强度

一般而言当颗粒加入聚合物基体后,复合材料承受载荷的有效横截面面积下降,它引起复合材料拉伸屈服强度下降;同时部分应力通过界面从基体转移到颗粒相,导致复合材料基体能承受更多的应力,从而有利于整体拉伸屈服强度的提高。颗粒聚合物基复合材料的拉伸屈服强度主要由它们两者之间的竞争作用的共同结果。

在弱界面作用下(零作用),填料不承受外力作用,复合材料的拉伸强度主要和基体有效受力横截面面积成正比,因此复合材料的拉伸屈服强度为:

式中:σyc、σym———分别为复合材料和基体的拉伸屈服强度;

φ———填料的有效横截面面积。

φ是填料体积分数Vf决定的函数。根据实验数据,Nicolais和Narkis[9]假设了球形粒子在聚合物基体中服从简立方分布,那么复合材料的有效横截面在粒子球心处达到最小,这也是复合材料受力屈服点。因此,复合材料的拉伸屈服强度可以用下式表示:

以上公式是在颗粒与聚合物基体没有界面作用下推出的,而实际复合材料中不可能没有界面作用力,Jancar等[10]引入了强度系数k对上述公式进行修正,k由有限元分析求得,大小介于1.0～2.0之间。

Liang[11]认为无机颗粒在聚合物基体中起应力集中点作用,在受到外力作用时,两极发生界面脱离,定义界面脱离点与极轴之间的夹角θ为解键角,如果界面没有作用,则θ=90°,如果界面有良好作用,则θ=0°。拉伸屈服强度可以表示为:

Turcsanyi等[12]认为只有当Vf=1时,φ=1,即只有当复合材料全是由填料组成时,基体有效受力横截面面积才会等于零,所以提出了对于基体有效横截面的新假设,同时引入界面作用参数B,其中B越大,界面作用越大。复合材料的拉伸屈服强度相应变成式(5):

从以上可以得到界面作用参数B和θ,可用来定量表征颗粒聚合物基复合材料的界面作用大小。B值越大,θ越小,界面作用越大。

2.2 表面处理剂对PVC/nano-CaCO3拉伸屈服强度及界面作用的影响

图1显示了钛酸酯偶联剂JNA和JNB及表面未处理的nano-CaCO3粒子填充PVC复合材料的拉伸屈服强度。

由图1可见,PVC/nano-CaCO3的拉伸屈服强度随着无机粒子的增加而下降,JNA改性使得PVC/nano-CaCO3的拉伸屈服强度下降趋势最缓慢,表面未处理的nano-CaCO3填充PVC的下降趋势最大。

无机颗粒填充复合材料的拉伸性能主要决定于填料的含量及界面粘结强度。随着nano-CaCO3颗粒的加入,存在着基体承受负荷的有效横截面变小和填料承载部分应力之间竞争,由于经过钛酸酯处理的nano-CaCO3和PVC之间主要通过范德华力吸引连接,并没有很强的共价键或者氢键,因此两者之间属弱界面结合,填料和基体的界面转移应力的作用很小,不足以抵消基体承受载荷有效横截面积下降所引起的承受应力能力的下降,所以纳米材料的引入使得复合材料的拉伸强度下降。随着无机颗粒的增多,复合材料承受载荷的能力越来越小,所以PVC/nano-CaCO3复合材料的拉伸强度随着填充量的增加而下降。Nano-CaCO3和PVC之间的界面作用越大,界面能从基体转移越多的应力到无机颗粒,因此复合材料的拉伸屈服强度越高。拉伸屈服强度可以看成复合材料界面作用力大小的一个指标。

图2和图3分别显示了表面处理对PVC/nano-CaCO3复合材料界面作用参数B和解键角θ的影响。

从图2、图3可以看出,不同表面处理的nano-CaCO3与PVC基体之间的界面作用强度的大小顺序为:钛酸酯JNA>钛酸酯JNB>未处理。

2.3 偶联剂含量对PVC/nano-CaCO3拉伸屈服强度及界面作用的影响

图4显示了不同钛酸酯偶联剂含量下PVC/nano-CaCO3复合材料的拉伸屈服强度。

从图4可见,随着nano-CaCO3含量的增加,PVC/nanoCaCO3复合材料的拉伸屈服强度逐渐下降。同时随着钛酸酯JN114含量的增加,PVC/nano-CaCO3复合材料的拉伸屈服强度逐渐增大。一般而言,随着表面未处理的nano-CaCO3的加入PVC基体,nano-CaCO3发生大量的团聚。随着表面处理剂的逐渐增加,纳米粒子在基体中的分散性逐渐提高,表面处理虽然降低了粉体的比表面能,但是随着nano-CaCO3分散性的提高,比表面积大大增加,颗粒与基体的有效接触面积增大,有效界面作用也逐渐增强,所以复合材料的拉伸强度随着钛酸酯含量的增加而增加。

图5和图6显示了钛酸酯含量对nano-CaCO3粒子与PVC基体之间的界面作用参数B和解键角θ的影响。

由图5、图6可见,从中得到随着钛酸酯含量的增加,界面作用参数B逐渐增加,解键角θ逐渐减小,nano-CaCO3粒子与PVC基体之间的界面作用强度逐渐增加。

2.4 纳米CaCO3粒径对PVC/nano-Ca CO3拉伸屈服强度及界面作用的影响

图7显示了不同nano-CaCO3粒径对PVC/nano-CaCO3复合材料拉伸屈服强度的影响。

从图7可见,随着nano-CaCO3粒径的下降,PVC/nanoCaCO3复合材料的拉伸屈服强度增大。这主要是由于随着nano-CaCO3粒径的下降,无机粒子与PVC基体之间的接触面积增加,从而使nano-CaCO3与PVC基体之间的有效界面作用强度增加,复合材料的拉伸屈服强度增大。

图8和图9显示了不同粒径nano-CaCO3对nano-CaCO3与PVC基体之间的界面作用参数B和解键角θ的影响。

从图7和图8可见,随着纳米CaCO3粒径的减小,界面作用参数B增加,解键角θ减小,nano-CaCO3与PVC基体之间的界面作用增大。

3 结论

(1)经不同钛酸酯偶联剂处理的nano-CaCO3与PVC基体的界面作用强弱顺序为:钛酸酯JNA>钛酸酯JNB>未处理。同时钛酸酯JNA处理的nano-CaCO3填充PVC基体的拉伸屈服强度最高,而未处理的nano-CaCO3填充PVC基体的最低。

(2)随着钛酸酯偶联剂含量的增加,nano-CaCO3填充PVC基体的拉伸屈服强度以及两者之间界面作用强度逐渐增加。

(3)随着nano-CaCO3粒径减小,nano-CaCO3填充PVC基体的拉伸屈服强度以及两者之间界面作用强度逐渐增加。

摘要：用熔融共混方法制备PVC/nano-CaCO3复合材料,研究了纳米CaCO3粒径、表面处理剂及含量对复合材料拉伸性能和界面作用的影响,用界面作用参数B和界面解键角θ表征了CaCO3纳米颗粒和PVC之间的界面作用大小。研究表明,相对于异丙基三(硬酯酰基)钛酸酯以及未改性的纳米CaCO3颗粒,异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯处理使得PVC/nano-CaCO3复合材料有更高的拉伸强度和界面作用。PVC/nano-CaCO3复合材料的拉伸强度和界面作用随着表面处理剂含量的增加以及纳米碳酸钙粒径的减小而增大。

关键词：聚氯乙烯,纳米CaCO3,拉伸性能,界面作用

参考文献

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篇3：浅议演艺建筑厅堂界面材料的应用

关 键 词：演艺建筑 厅堂空间 界面材料

一、演艺建筑厅堂界面材料

空间是由一定数量的界面围合而成的，围合界面的形状、色彩、材料等因素决定了厅堂的空间形式。而材料具有不同的质感、色彩和肌理，在空间界面形状固定的情况下，不同材料的不同组合可能会创造出完全不同的空间形式。日本著名建筑大师安藤忠雄的《光、影和形式》中提到过，“材质之间的对话为我想像中的空间付诸实施提供了主要的支持。”可见，建筑及空间的饰面材料与它们最终呈现效果是有密切关系的。

演艺建筑厅堂是由满足声学要求的界面围合而成的。其界面材料的选择首先要满足声学要求，其材料性能必须能够隔声、吸声系数小，能很好地起到声学扩散作用。在此基础之上，材料的质感、色彩、肌理都会反映出演艺建筑厅堂的界面形式、光影效果，进而影响厅堂给人带来的视觉和触觉感受。充分利用材料的特性，通过多样化组合，使厅堂呈现不同形态效果。

在演艺建筑厅堂设计中，除满足声学要求外，还需要关注界面材料的亲和性、经济性、是否容易加工、表面工艺性及环保性等。

二、演艺建筑厅堂界面材料的新发展

自国家大剧院建成以来，各省新建演艺建筑的数目逐渐增多，如杭州大剧院、合肥大剧院等，大多成为了当地城市标志性建筑物。演艺建筑厅堂作为特殊的声学空间，界面材料的选择比较谨慎。常用的界面材料主要有混凝土、木材、金属、石材、石膏板等，辅助材料还包括织物等软性材料。如传统演艺建筑，包括巴黎歌剧院在内的很多厅堂都采用的是混凝土墙面；现代观演建筑厅堂通常运用大量的木质材料作为界面材料。而在十多年的发展过程中，演艺建筑厅堂在材料的使用上，也有了质的突破，界面不再局限于传统材料或传统组合方式，已经开始尝试运用创新型材及探索不同的组合方式。从中国国家大剧院、韩国麦粒音乐厅和杭州大剧院的厅堂界面材料的种类和使用方式上就可以看出新发展。

1.国家大剧院

由德国建筑大师保罗·安德鲁设计的国家大剧院2007年竣工，包括歌剧院、戏剧场和小剧场。歌剧院厅堂界面色调以金色和红色为主，两侧界面以金色金属网围合，后墙为紫红色丝绸布，顶部为金色木质吊顶，且金属网内部隐藏灯具，可根据节目需要呈现不同灯光效果。在演艺建筑厅堂中，首次使用金属网作为界面墙面，不仅可以保留原来的圆形厅堂形体，保持美观，同时在网后设置声学材料及结构，完全不影响声学效果。整体厅堂呈现庄重、华贵的氛围。戏剧场整体厅堂主色调为中国红，搭配黄色、紫色，色彩丰富且热烈。不同于一般剧院的木质界面材料，戏剧场的界面材料选用了特制的丝绸布，这也属首例。丝绸布为红黄紫竖条相间排列，与墙面扩散结构本身的凹凸结构结合，整个观众厅呈现出了跳跃感。经灯光的照射后，丝绸布自身呈现出特有的光泽，营造出中国传统特色、热烈的剧场气氛。同时，温和的质感，传达给人们温暖感和亲切感。此外，国家大剧院内的室内空间采用了大量的木线条拼贴而成，每个区域的组合形式都是不规则的，且木线条颜色也有不同，呈现出韵律感十足的公共空间。

2.韩国麦粒音乐厅

韩国麦粒音乐厅是由麦粒财团投资建造，坐落于首尔江南区，被称为“陶瓷宫殿”。整座音乐厅的内外墙壁几乎都使用了陶瓷，并以“壁画”的形式展现出来。值得骄傲的是，负责陶瓷工艺及壁画创作的设计师为中国陶艺家朱乐耕。前后共花费三年时间和一百多吨瓷泥。音乐厅内的陶瓷界面被命名为“时间与空间的畅想”，由数千块色彩丰富的釉色弧面几何方砖精心组合，高低错落，大小相间，犹如时间和空间轴线，亦如生命的琴键，谱写着生命的乐章。这是首次选用瓷砖作为音乐厅的声学扩散材料，经过反复的试验，最终满足了所要求的声学功能。多彩的釉面，又给人以非常温暖的感觉。

此外，音乐厅外墙入口处的“生命之光”，由数不清的白色螺旋状陶瓷体重复排列组合，虽为单一白色，却不单调，能留给人无限想象空间。螺旋状向外张开、高低不同、重复排列，产生节奏感及丰富的光影变化，如同蠢蠢欲动的生命，给人传达神圣的力量。

韩国麦粒音乐厅的材料选择，拓展了我国传统陶瓷在空间领域的应用，中国作为陶瓷的故乡，理应根据现代需求，思考其领域的拓展，将其发扬光大。

3.无锡大剧院

无锡大剧院厅堂界面材料选用了当地五年以上竹龄的优质毛竹，经选材、蒸煮、烘干、热压等处理后形成，其最完整地保留了毛竹纯天然的色泽与纹理，且满足扩散、吸声要求。同时，竹子生长周期短，是满足可持续发展的环保材料，是一种针对特定地域采用的新型材料。

三、发掘可能性的材料及方式

纵观近些年演艺建筑厅堂的设计，对材料的选择已经不再局限在通常使用的木材、石膏等，一些意想不到的材料开始跨入演艺空间，并有了很好的视觉效果，同时还满足声学要求。因此，尽可能发掘各种不同领域材料的可行性，或加以改良，或转变使用形式。具体的演艺建筑厅堂界面材料选择应遵循以下原则：

1.符合声学要求

演艺建筑厅堂界面作为特殊的空间，对声学效果有额外的要求，需要有良好的隔声、声扩散等。因此，在发掘新材料时，首先要考虑其能否作为声学界面运用到厅堂中。

2.亲和性

亲和性指的是材料给人的触觉、视觉感受，感受来源包括人的知觉、感觉系统从材料表面质感得到的信息及做出的反应。例如，木材触觉是温暖的，而金属是冰冷的。在选择材料时，需要考虑地域文化、行为方式等多方面因素，并将这些因素通过材料恰当地反映在演艺厅堂的界面， 使其围合形成一个具有情感意识和亲和力的感觉空间，会带给人归宿感、安全感和舒适感。

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3.经济性

在保证质量、使用功能的前提下，考虑界面形态的简单化、材料的耐久性等，降低工程的经济费用。从自身条件出发，把不同档次的材料进行巧妙组合，充分发挥其不同质感、颜色、性能的优越性，就能达到既经济又实用的目的。

4.尽可能当地取材

在新的科技背景下，如何创造出具有地域性、民族性的演艺厅堂空间，是当今设计师面临的重大课题，而当地取材，既能体现地域特色、民俗风情，又可将当地材料充分运用，节约运输成本。因此，深入了解当地材料，尤其是易生长的自然材料，是发掘新颖材料的有效途径。

5.易加工成型及良好的表面工艺性

材料通过加工成型最终表现为演艺厅堂界面，容易加工成型的材料可以更好地将厅堂形态设计方案完美地呈现出来。而材料的表面越容易处理，表面工艺处理方法的选择越多，可以提高装饰质量。

6.环保性

如今，装饰材料的环保性越来越受到人们的关注，为最大程度地考虑环境效益，减少环境破坏，要尽量使用无毒、无污染、节能、抗菌、可再利用、再生的环保、健康型装饰材料。同时，还可通过采取多种设计手法与技术手段对材料和其他物质合充分利用，减少资源浪费与能量的消耗。

玻璃、塑料都是现代化的产物，具有可塑性等优点，在演艺建筑厅堂界面几乎没有应用，通过分析其声学性能，如果能在不久的将来，如同陶瓷一样，运用到演艺建筑厅堂中，想必会呈现意想不到的空间视觉氛围。另外，随着人们对生态环境的重视，需要大力发掘生活中的环保材料，通过特殊的工艺、工序，使之能够应用到演艺建筑厅堂这一特殊空间。

四、结语

演艺建筑是特殊的建筑空间，在不破坏自然环境的前提下，新型材料的运用，一定要满足人的生理和精神需求，营造出一个具有精神情感的演艺空间。同时，演艺建筑空间是特殊的空间，它需要为人们提供优秀的音质效果，人们往往更加注重的是其声学设计的效果，从而忽略了空间的主题、色彩、材质和肌理等多方面的效果，尤其是忽略了界面材料和肌理的运用对于空间主题和音质效果的突出作用。自从2000年以后，全国各地开始兴起了大型剧院的风潮，由此，也就使得空间的界面材料的设计和应用得到了设计师的重视。同时，演艺建筑空间的主体的设定也得到了比以往更多地重视。现在的演艺建筑大多会被设计师在设计初期就设定一个主题，通过这个主题赋予空间特定的文化内涵，尤其是运用独特的界面材质来注释和体现相关的文化涵义，来满足人们在精神层面上的更高的需求。

总而言之，不管何种空间，都是为人提供相关服务的场所，演艺建筑更是如此，也就更应该遵循人类的自身需求和自然环境的需求，一味追求“新、奇、特”是不可取的。因此，在演艺建筑空间的构成材料的选择上，其关键还在于“以人为本”。同时，也希望通过设计师的不懈努力，能够树立绿色可持续发展的生态界面材料观念，使界面材料的优良性能与演绎建筑空间和谐构建，为演艺建筑空间的设计多样化开拓思路。

注释

[1] 图1来源于 国家大剧院官方网站http：//www.chncpa.org/cgyl/jyjg/index.shtml

[2] 图2来源于 国家大剧院官方网站http：//www.chncpa.org/cgyl/jyjg/index.shtml

[3] 图3、图4来源于《建筑_陶艺与音乐之绮丽交响》 张红霞 《architecture & art》 P122

[4] 图5来源于 《舞动的旋律无锡大剧院》 〔芬〕佩卡·萨米宁 《设计师》 P114

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[3] 张立磊，陈林，王涛.品质筑造高雅艺术殿堂-无锡大剧院施工创新[J].施工技术，2011，05

篇4：复合材料界面的作用

众所周知,利用电磁场处理技术来细化液态合金熔体的凝固组织、过滤和去除铝合金熔体中非金属相,已经在铝合金制备工艺中得到广泛的应用[6,7,8,9,10,11]。但是采用辅助电磁场的方法在非真空条件下利用液体流变、非金属增强相和熔体电磁性质的差异来控制增强相颗粒的分布,从而实现其液相扩散连接还未见相关报道。本工作试图通过电磁场效应,控制液固界面处强化相的推斥/吞没行为,使强化相在液相层中作定向迁移运动,实现在铝基复合材料钎缝界面处原位再造复合材料,得到强化相增强复合钎缝。

1 实验

1.1 实验材料

本研究所用材料为SiC/A356铝基复合材料,其中颗粒增强相所占体积分数为10%,平均直径为20 μm,试样加工成棒状,尺寸为ϕ20mm×10mm,其抗拉强度为338～379MPa。所用钎料为箔状Zn-Al合金,其成分为Zn 80%和Al 20%(质量分数),固-液相线温度区间为403.7～454.1℃。

1.2 实验设备

本研究中使用的设备主要包括自制电磁场辅助钎焊设备(如图1所示)、稳恒电磁场装置(磁场强度可在0～1T之间任意调节)、交流方波电源、镶嵌机、抛光机、配备有能谱(OXFORD-7573)的扫描电镜(JEOL JSM-6480)等。

1.3 实验方法

为便于比较,研究中分别使用传统钎焊方法和电磁场辅助复合钎焊方法来连接SiC/A356铝基复合材料。使用传统钎焊方式连接时,钎焊温度为510℃、保温时间为2min。使用电磁场辅助复合钎焊方法时,试验在自制电磁场辅助钎焊设备中进行,钎焊温度及保温时间和传统钎焊方法相同,在此基础上使用稳恒磁场装置施加强度为0.5T的磁场,并连接碳棒至交流方波电源输出端,使得钎焊连接时液相中的强化相粒子受到电磁力的作用。调整交流方波电场参数,以控制接头液相连接过程中所受电磁力的大小和周期,从而获得不同电磁场参数作用下的钎焊接头。最后对所得的接头进行线切割、打磨、抛光等操作,并在扫描电镜上观察和研究其界面微观组织,重点了解电磁场参数变化对界面SiC强化相的分布状态的影响。

2 实验结果及分析

2.1 无辅助电磁场时钎焊界面微观组织

图2为钎焊温度为510℃,保温时间为2 min无辅助电磁场时所得的SiC/A356钎焊界面微观组织照片,其中深灰色块状相为SiC强化相。由图2可以看出当无外加电磁场时,钎焊界面附近SiC强化相分布很不均匀。在钎料层内部基本无强化相分布,在界面靠近母材的两侧有局部强化相偏聚的行为。

2.2 施加辅助电磁场时钎焊界面微观组织

图3为钎焊温度为510℃,保温时间都为2min时,在辅助电磁场作用下的SiC/A356铝基复合材料的钎焊界面组织照片,电磁场的基本参数为:磁场强度皆为0.5T,交变电流频率为100Hz,电流峰值(IP)分别为40,50,60A和70A。由图3可以看出在4种峰值电流作用下(和图2相比)强化相分布都得到了有利的改善,尤其是在熔化的钎料区域内部也存在比较均匀的强化相分布。另外由图3还可看出,随着交变电流峰值的增加,钎缝内部强化相分布逐渐趋于均匀,图3(a),(b)中还可发现在钎缝内部存在无强化相分布的区域以及强化相偏聚区域。而在图3(c),(d)中基本不存在无强化相和强化相偏聚区,尤其是当峰值电流为70A时(见图3(d)),强化相在整个钎缝中的分布都十分均匀,强化相弥散分布。

3 讨论

3.1 钎焊凝固界面前沿颗粒的受力

根据相关学者的研究基础并结合本文中SiC粒子强化铝合金的实验研究,对电磁场作用下的颗粒行为进行了讨论[12,13]。研究表明作用在凝固界面前沿颗粒上的力主要有三个:一是颗粒由于密度差而受到的有效重力;二是凝固界面对颗粒的推斥力;三是颗粒具有运动速度时受到金属液的黏滞阻力。上述三个力分别为:

(1)有效重力

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式中:rP为颗粒半径;Δρ为颗粒与金属液之间的密度差;g为重力加速度。

(2)界面推斥力

undefined

式中:Δσ0为三相之间的界面能差;a0为原子间距离;h为颗粒与界面之间界面层的厚度;n为与界面形状有关的系数,对平面界面而言,n=7～8,此处取n=7。

(3)黏滞阻力

undefined

式中:η为液体的黏度;vp为颗粒速度;ξ为修正系数,当颗粒处于无约束的液体中时ξ=1,当颗粒接近凝固界面时ξ=rP/h,而当颗粒沿着凝固界面运动时,undefined。

考虑到与重力方向的关系,凝固界面主要有两种典型情况:即水平凝固界面和垂直凝固界面,为简单计,并结合实际钎焊时的颗粒受力情况,本处只考虑水平凝固界面。在通常情况下,前述三种力决定了颗粒的行为,而前面各研究者提出的影响因素如界面能、温度梯度、颗粒直径、浓度梯度、界面形状、界面前沿的流动均将影响到颗粒的受力,因而也影响到颗粒的行为。因此,如果在此体系中引入外场力(如电磁力),颗粒的受力平衡也将发生改变。由于外场力会改变颗粒的迁移速度,因此根据Uhlmann等人的结论,可提出外场力下的颗粒行为的一般判据[14]:

(1)当vP-R≥0时,则颗粒被凝固界面推斥

(2)当vP-R<0时,则颗粒被凝固界面吞没

式中:vP为颗粒在上述三种力及外场力的作用下获得的速度;R为凝固界面推进速度。

3.2 钎焊凝固界面前沿颗粒的电磁力控制

本研究中,SiC强化相的平均直径为20μm。文献[15]对Al基体中SiC颗粒的观察表明,直径20μm的SiC颗粒被凝固界面前沿推斥所获得的速度约为200 μm/s,SiC颗粒被吞没的临界凝固速度RC为832μm/s。在本研究条件下,取峰值电流为最小的40A时,电流密度J=1.27×106 A/m2,B=0.5T,铝液的黏度η=0.005 Pa·s(由于在钎焊过程中,Zn很快蒸发,因此用铝液的黏度代替),而根据相关文献[12],可求得颗粒在电磁力作用下的迁移速度为:

undefined

此速率明显大于颗粒吞没的临界凝固速度RC,因此,在本研究指定的电流条件下,通过施加辅助电磁力作用,就可以满足前面的判据,所以施加电磁力来改变颗粒的推斥与吞没行为完全是可能的。而且可以看出电磁力作用下的迁移速度和电流值成正比,当电流值增加时强化相颗粒的迁移速度也逐渐增加。由试验结果也可以看出,在施加电磁场进行钎焊时,随电流值增加,有更多强化相颗粒避免被凝固界面吞没,从而使得钎缝内部强化相分布逐渐趋于均匀,如图3所示。

4 结论

(1) 通过自制电磁场辅助钎焊装置对铝基复合材料进行了成功连接,在适当电磁场参数的复合作用下(磁场强度皆为0.5T,交变电流频率为100Hz,电流峰值为70A),SiC强化颗粒的行为得到了有效的控制,避免了SiC强化相颗粒在界面处的偏聚行为,获得了SiC强化相颗粒在钎缝中均匀分布铝基复合材料钎焊接头。

篇5：复合材料界面的作用

关键词：碱；表面活性剂；协同作用；油水界面

中图分类号：TE626.24文献标识码：A

随着常规原油的消耗，目前对重油的开采和利用显得越来越重要.我国的重油资源分布很广，重油的开采量约为1 260万吨/a，重油的开采是我国石油开采中的难题.化学驱是目前比较成熟的一种提高采收率的技术（EOR）.随着针对提高重油采收率研究的进行，目前认为化学驱提高重油的采收率的机理主要为形成O/W或者W/O乳状液[1-3]，以及形成油带[4-5]等，进而提高驱替液的驱替效率.而在化学驱的研究中，油和碱的相互作用对提高采收率是非常重要的.有研究发现当油与水有足够长的预接触时间以后，动态界面张力的最小值将消失.且加入碱后，界面膜扩张模量升高34倍[6].由于电解质离子也会对油水的界面性质产生影响进而影响驱油效果[7-8]，所以国内外的学者就碱和表面活性剂间协同作用的机理进行了研究.有研究认为：NaOH中的Na+可以与原位形成的界面活性物质生成难以分解的皂类，进而造成油水界面张力的升高[9].碱对于降低重油/碱溶液的界面张力具有十分重要的作用[10-11].存在一最佳的碱浓度使油水界面张力降至最低[12]，碱通过和重油中的极性物质作用，原位生成表面活性物质来降低油水界面张力，向重油/碱体系中加入表面活性剂后，碱和表面活性剂间存在的协同作用可以显著降低界面张力至超低水平[13-14].目前关于碱和表面活性剂在重油/水界面上协同作用机理的研究不多.Liu[15]等研究了碱和重油的动态界面张力后认为碱和外加表面活性剂间的协同作用机理为碱与油样中的酸性物质作用生产原位表面活性剂，进而原位表面活性剂与外加的表面活性剂发生协同作用，显著降低界面张力.

目前的研究已经证实了碱和表面活性剂之间的确存在协同作用，而且碱和油样中的界面活性物质反应生成的原位表面活性剂可以更有效地降低油水界面张力[12]，但是关于碱和表面活性剂的协同作用的机理仍不清楚.本文针对科特重油与不同碱溶液的动态界面张力进行了研究，通过观察界面张力的动态变化过程中界面活性物质在油水界面的扩散，来研究表面活性剂和碱的协同作用.

1实验部分

1.1油样和试剂

实验所用油样为科特重油（加拿大，萨斯喀彻温），粘度1 500 mPa·s（22.5 ℃），密度950.4 kg/m3，酸值1.4 mg KOH/g.进行实验前，油样在35 ℃下离心2 h以除去水和夹带的固体.

本实验中所用的碱为NaOH（分析纯），经过大量的实验筛选后，选用能较好降低科特重油与水界面张力的阴离子表面活性剂CS460.为了排除水中离子对界面张力的干扰，实验中用到的所有的溶液均采用去离子水配置.不同浓度碱溶液的pH值见表1，文中所用浓度为质量浓度.从表中数据可以看出，本文采用碱液的pH值都大于11.

1.2动态界面张力（IFT）的测量

用旋转滴界面张力仪（TX500，美国）测量不同油水体系的界面张力.当仪器的旋转速度达到设定值后，每12 s记录一次界面张力值，将瞬时界面张力值对时间作图得到动态界面张力曲线，并利用相机对油滴进行拍照.

1.3TOC（有机碳含量总值）的测量

利用TOCVE（岛津公司）来测量水相的总有机碳含量（TOC）.将油样与不同的水溶液按照1∶5的体积比混合后，静置使油水两相分离，然后测量水相的TOC.通过比较混合前后水相TOC的变化，分析从油相扩散至水相的组分量的变化.

2结果与讨论

2.1表面活性剂、碱对油水界面张力值影响

分别对不同浓度的表面活性剂溶液（50 800 μg/g）与油样的界面张力进行了测量，其结果如图1所示.结果表明，当只有表面活性剂存在时，含50 μg/g CS460的油水体系的界面张力值较高（3.9 mN/m），将其浓度升至100 μg/g，界面张力降至1.3 mN/m.继续升高其浓度，界面张力变化不大.因此在本文中，采用表面活性剂的浓度为100 μg/g时来考察表面活性剂和碱的协同作用.

由于油碱体系的界面张力值动态变化趋势非常明显，且在不同的水相组成时，界面张力在出现最小之后上升的程度不一.有研究表明，体系的动态界面张力最小值对驱油效果的影响十分显著[4，16]，因此本文中的界面张力值采用的是动态界面张力的最小值（DIFTmin）.不同NaOH浓度下，油/水（含剂和不含剂）体系的界面张力值如图2所示.通过对比图2中数据发现，当碱浓度在0.01%～0.08%间变化时，碱浓度（或pH值）对O/A与O/AS体系界面张力的影响是不同的.对于O/A体系，DIFTmin随着碱浓度（或pH值）的升高，先降低后增加，并在碱浓度为0.03%达到最小值.而对于O/AS体系，DIFTmin随着碱浓度（或pH值）的升高逐渐降低.对比O/A和O/AS体系，发现当碱浓度较低时，加入表面活性剂后DIFTmin升高，而在较高碱浓度时（本文中高于0.05%），O/AS体系的界面张力显著低于O/A体系.上述数据表明，碱和表面活性剂之间的确存在协同作用，并且碱的量在其协同作用起重要作用.

对于O/A体系随着碱浓度的变化DIFTmin出现最小值的现象，有研究[9]认为是由于Na+与生成原位表面活性剂结合成了难以分解的皂类物质，导致油水界面上的界面活性物质浓度降低.而对于O/AS体系，加入表面活性剂后，由于碱和表面活性剂的竞争吸附，需要较高的OH-来有效降低油水界面张力，导致界面上OH-浓度降低，没有足够的OH-来进行反应，因此碱浓度升高，O/AS体系的界面张力降低.然而根据该理论，并不能解释为何同样Na+浓度增加，但是O/AS体系的DIFTmin在较高碱浓度下的界面张力较低的现象.

为了进一步确认是否由于Na+浓度的增加造成了油水界面张力的升高，分别向含NaOH 0.02%的溶液中加入了不同量的NaCl，使其离子浓度分别与一定浓度的NaOH相同，其组成见表2.含有相同离子浓度的NaOH 溶液及NaOHNaCl混合溶液与重油的界面张力如图3所示（横坐标为与NaOHNaCl具有相同离子浓度的NaOH溶液的浓度）.

从图3中可以看出，对于NaOH溶液和NaOHNaCl混合溶液，当离子浓度相同时，两种溶液中的Na+浓度也相同，但是界面张力随整体离子浓度变化的趋势是不一样的.当溶液中只有NaOH时，相同的离子浓度下，其界面张力较高，当碱浓度超过了获得最小界面张力的碱浓度时，NaOH造成的界面张力的增加更为明显.上述现象表明，在高碱浓度下，界面张力在达到最小值后的升高不只是由于溶液中增加的Na+与生成的界面活性物质生成皂类[9]造成的，过量的OH-会造成油水界面张力的增加.

2.2对油水动态界面张力的影响

为了进一步的研究碱和表面活性剂在油水界面上的相互作用，对O/A和O/AS体系的动态界面张力进行了研究.不同碱浓度下，O/A和O/AS体系的动态界面张力见图4和图5.

从图4中可以看出，当NaOH浓度为0.018%时，油/碱的瞬时界面张力（DIFT）迅速降至最低值0.04 mN/m；随着时间的延长，DIFT逐渐升高至0.1 mN/m；碱浓度升至0.02 %和0.03%，其DIFT比碱浓度0.018%时明显降低，且达到最低界面张力值的时间延长，界面张力在达到最低值后的升高趋势也不明显；继续升高碱浓度至0.05%～0.10%时，界面张力降至最低值，并维持在此水平基本不变；当碱浓度在0.1%～0.8%的范围内时，O/A体系界面张力的动态变化趋势大幅减弱.而对于O/AS体系（见图5），则当碱浓度较高时（0.1%～0.8%），体系界面张力仍然呈现显著的动态变化趋势.

界面张力的动态变化是由于界面活性物质在油水界面上的扩散引起的.因此根据上述现象可以推断，对于O/A体系，高的碱浓度抑制了原位生成的界面活性物质在油水界面的扩散，导致界面张力的动态变化趋势不明显，而加入表面活性剂后，减弱了高碱浓度下对界面活性物质扩散的抑制作用，因此高碱浓度下，O/AS体系界面张力的动态变化趋势比O/A体系要明显得多.

2.3油相中物质在界面的扩散

此外，在测量界面张力的过程中发现当水溶液中只含有NaOH时，随旋转时间的延长，油滴被拉长，但是油滴周围仅有较少的组分逐渐从油相扩散到水相；而加入100 μg/g的表面活性剂后，在油滴被拉长的过程中，看到深色组分从油相扩散到水相，且当油相中的组分扩散离开油水界面后，出现油滴收缩的现象.为了进一步研究外加的表面活性剂与碱的协同作用，对油样与NaOH和NaOH表面活性剂溶液分别作用后水相的有机碳总含量（TOC）进行了分析（图6）.通过比较A和AS的TOC曲线发现，存在一最佳碱浓度使得水相TOC的增加值达到最大.加入表面活性剂后，最佳碱浓度的值由0.04 %升至0.10 %.超过最佳碱浓度后，TOC的增加值随着碱浓度的增加而降低.但是AS体系TOC增量的降低幅度比A体系的要小.与前面针对动态界面张力的分析结果一致，即在高碱浓度下，过量的OH-抑制了原位表面活性剂的扩散，而加入表面活性剂促进了油中界面活性物质向水相的扩散.

综合考虑上述实验现象可以推论出，碱与表面活性剂在油水界面上的协同作用机理为：NaOH在油水界面上与原油中潜在的界面活性物质作用，生成原位表面活性物质，进而降低油水界面张力.但是随着碱浓度的增加，Na+和OH-离子的量都增加，一方面Na+可以与生成的表面活性物质作用生成皂类进而造成界面张力的升高，这一现象与之前的研究结果类似[9，15]；除此作用以外，另一方面过多的OH-的存在，造成了原位生成的表面活性物质难以离开油水表面，进而阻碍了OH-与原油中更多潜在的界面活性物质反应生成原位表面活性剂以降低油水界面张力.因此在高碱浓度下，O/A体系的界面张力升高.

当碱和表面活性剂在油水界面上协同作用时，外加的表面活性剂会取代原位表面活性剂在油水界面上发生吸附，促进原位界面活性物质离开油水界面，使得原油中潜在的界面活性物质得以与原油反应，生成更多的原位界面活性物质从而降低油水界面张力.而且随着反应的进行，生成的原位界面活性物质的相对分子质量越来越大，其在油水界面的吸附对碱与油样中的潜在界面活性物质的反应造成的阻力越来越大，此时，外加表面活性将其取代后对降低界面张力的作用尤其明显.因此在高碱浓度时，碱和表面活性剂的协同作用尤为明显.

3结论

本文通过对比不同条件下O/A和O/AS体系的动态界面张力及其扩散，并通过对比相同离子浓度下NaOH与NaOHNaCl溶液与油的界面张力发现，高碱浓度下OH-离子对油水界面张力的升高起着重要作用.综合分析，认为油水界面上碱和表面活性剂的协同作用机理为碱与油相中的物质作用生成原位界面活性物质，而随着碱浓度的升高，过多的OH-会抑制界面活性物质的扩散，而表面活性剂可以取代原位界面活性物质吸附在界面上，促进原油中更多的界面活性物质得以与碱反应生成原位界面活性物质，从而显著降低油水界面张力.

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