一、復合材料界面
    復合材料的界面是指基體與增強相之間化學成分有顯著變化的、構成彼此結合的、能起載荷傳遞作用的微小區域。復合材料的界面是一個多層結構的過渡區域，約幾個納米到幾個微米。 

    1、界面效應      
    界面是復合材料的特征，可將界面的機能歸納為以下幾種效應：
  （1）傳遞效應：界面可將復合材料體系中基體承受的外力傳遞給增強相，起到基體和增強相之間的橋梁作用。
   （2）阻斷效應：基體和增強相之間結合力適當的界面有阻止裂紋擴展、減緩應力集中的作用。
   （3）不連續效應：在界面上產生物理性能的不連續性和界面摩擦出現的現象，如抗電性、電感應性、磁性、耐熱性和磁場尺寸穩定性等。
   （4）散射和吸收效應：光波、聲波、熱彈性波、沖擊波等在界面產生散射和吸收，如透光性、隔熱性、隔音性、耐機械沖擊性等。
   （5）誘導效應：一種物質（通常是增強劑）的表面結構使另一種與之接觸的物質的結構由于誘導作用而發生改變，由此產生一些現象，如強彈性、低膨脹性、耐熱性和沖擊性等。
    ★ 界面效應是任何一種單一材料所沒有的特性，它對復合材料具有重要的作用。
    2、界面的結合狀態和強度
    界面的結合狀態和強度對復合材料的性能有重要影響。對于每一種復合材料都要求有合適的界面結合強度。界面結合較差的復合材料大多呈剪切破壞，且在材料的斷面可觀察到脫粘、纖維拔出、纖維應力松弛等現象。界面結合過強的復合材料則呈脆性斷裂，也降低了復合材料的整體性能。界面佳態的衡量是當受力發生開裂時，裂紋能轉化為區域化而不進一步界面脫粘；即這時的復合材料具有大斷裂能和一定的韌性。                   
    結合狀態和強度影響因素[-page-] 
    二、復合材料組分的相容性
    1、物理相容性：
   （1）基體應具有足夠的韌性和強度，能夠將外部載荷均勻地傳遞到增強劑上，而不會有明顯的不連續現象。
   （2）由于裂紋或位錯移動，在基體上產生的局部應力不應在增強劑上形成高的局部應力。
   （3）基體與增強相熱膨脹系數的差異對復合材料的界面結合及各類性能產生重要的影響。
    ★  對于韌性基體材料，好具有較高的熱膨脹系數。這是因為熱膨脹系數較高的相，從較高的加工溫度冷卻時將受到張應力；
    ★  對于脆性材料的增強相，一般都是抗壓強度大于抗拉強度，處于壓縮狀態比較有利。
    ★  而對于像鈦這類高屈服強度的基體，一般卻要求避免高的殘余熱應力，因此熱膨脹系數不應相差太大。
    2、化學相容性：
    ★ 對原生復合材料，在制造過程是熱力學平衡的，
    其兩相化學勢相等，比表面能效應也小。
    ★ 對非平衡態復合材料，化學相容性要嚴重得多。
    1）相反應的自由能  F：   小
    2）化學勢U：  相近
    3）表面能T：  低
    4）晶界擴散系數D：  小
    三、復合材料的界面理論
    1、界面潤濕理論
    界面潤濕理論是基于液態樹脂對纖維表面的浸潤親和，即物理和化學吸附作用。
    浸潤不良會在界面上產生空隙，導致界面缺陷和應力集中，使界面強度下降。良好的或完全浸潤可使界面強度大大提高，甚至優于基體本身的內聚強度。

    2、機械作用理論：
    當兩個表面相互接觸后，由于表面粗糙不平將發生機械互鎖。盡管表面積隨著粗糙度增大而增大，但其中有相當多的孔穴，粘稠的液體是無法流入的。無法流入液體的孔不僅造成界面脫粘的缺陷，而且也形成了應力集中點。
    3、靜電理論：
    當復合材料不同組分表面帶有異性電荷時，將發生靜電吸引。僅在原子尺度量級內靜電作用力才有效 。
    4、化學鍵理論：
    在復合材料組分之間發生化學作用，在界面上形成共價鍵結合。在理論上可獲得強的界面粘結能（210 - 220 J / mol）。
     5、界面反應或界面擴散理論
    在復合材料組分之間發生原子或分子間的擴散或反應，從而形成反應結合或擴散結合。[-page-] 
    四、界面的表征
    1、界面結合強度的測定
    1）三點彎曲法：

   2）聲發射（Acoustic Emissin ，AE）法：
    聲發射是當固體材料在外部條件（如載荷、溫度、磁場、環境介質等）發生變化時，由于其內部原因而產生的瞬時彈性應力波發射。聲發射信號包括有材料內部缺陷或微觀結構變化動態信息，借助靈敏的電子儀器可以檢測到聲發射信號。用儀器檢測分析聲發射信號，推斷聲發射源的技術稱為聲發射技術。

    2、界面結構的表征
    界面的微觀結構、形貌和厚度可通過先進儀器觀察分析。包括：俄歇電子譜儀（AES）、電子探針（EP）
X光電子能譜儀（XPS）
掃描二次離子質譜儀（SSIMS）
電子能量損失儀（EELS）
X射線反射譜儀（GAXP）
掃描電鏡（ SEM）、拉曼光譜（ Raman）等

   3、界面殘余應力及其表征
   （1）界面殘余應力
    復合材料成型后，由于基體的固化或凝固發生體積收縮或膨脹（通常為收縮），而增強體則體積相對穩定使界面產生內應力，同時又因增強體與基體之間存在熱膨脹系數的差異，在不同環境溫度下界面產生熱應力。這兩種應力的加和總稱為界面殘余應力。
   （A）界面殘余應力可以通過對復合材料進行熱處理，
使界面松弛而降低，但受界面結合強度的控制，在界面結合很強的情況下效果不明顯。
   （B）界面殘余應力的存在對復合材料的力學性能有影響，其利弊與加載方向和復合材料殘余應力的狀態有關。已經發現，由于復合材料界面存在殘余應力使之拉伸與壓縮性能有明顯差異。
   （2）界面殘余應力的測量
    主要方法X射線衍射法和中子衍射法。
    ★ 中子的穿透能力較X射線強，可用來測量界面內應力；其結果是很大區域的應力平均值。
    ★ X射線衍射法只能測定樣品表面的殘余應力。目前，應用廣泛的仍是傳統的X射線衍射法。