P2352W-19预浸料与可剥布匹配性研究

为了进一步了解P2352W-19预浸料匹配可剥布对胶接质量的影响,使用干态和湿态聚酯可剥布处理待胶接表面,并通过Ⅰ型双悬臂梁断裂韧性试验和双搭接剪切试验来考察可剥布处理后试验件的胶接表面力学性能表现,将试验结果结合试验件破坏模式进行分析。研究了层板材料匹配两种高温胶膜的共胶接及二次胶接质量,确定了P2352W-19预浸料最佳匹配可剥布。     

激光处理对民机复合材料胶接维修母体表面自由能的影响研究

胶接维修是民机碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)结构的重要维修方式。基于界面结合理论角度,复合材料维修母体表面的微观结构、物理、化学特征将直接影响胶接界面结合强度及维修效果。论文采用激光技术对母体表面进行预处理,主要探讨激光处理前后母体表面接触角与表面自由能的变化规律,并基于静电吸附理论分析表面自由能变化对界面结合强度及胶接维修效果的影响。结果表明,激光处理后母体表面质量更为稳定可靠,表面接触角明显下降,而表面自由能增加,有效改善了维修母体的表面活性,以利于胶接维修界面强度及维修效果。     

纤维增强复合材料胶接前的表面预处理方法综述（英文）

航空航天及汽车领域常选用碳纤维增强复合材料、铝合金、钛合金等轻质高强的材料。大型结构件涉及材料的连接,常见方式有焊接、螺栓连接、铆接、胶接等。其中,胶接方式近年来被更广泛得研究和使用,因为其既避免了对材料内部结构的损坏,又避免了不同材料接触可能发生的接触腐蚀。碳纤维增强环氧树脂等复合材料因其表面不活泼,在实际使用时表面杂质也较多,因此在胶接前需对其表面预处理。预处理目的为移除表面污染物,并使表面的结构形貌、化学组成等更易与胶接剂产生更强的相互作用,如机械互锁、化学键力。常见的处理方法包括溶剂清洗、化学处理、机械磨损、可剥布处理、等离子体处理、激光处理。本文将介绍上述处理方法,报道整理相关文献研究结果,对各种方法的有效性、适用性、经济性、环保性等多方面进行优劣比较和评价总结,并结合工业实际应用给出研究和发展的建议。     

直升机板-蜂窝夹层结构件表面成型质量研究

对金属板与蜂窝夹层结构复合材料件,成型后在板-板胶接区、蜂窝胶接区产生大量胶瘤的表面成型缺陷进行了改进。通过增加扒皮布、粘贴胶带保护等方法,提高了产品的表面质量,减少了产品表面的补加工,防止对产品强度、后续工序造成影响。     

复合材料风扇叶片钛合金加强边胶接技术研究

本文以航空发动机复合材料风扇叶片钛合金加强边胶接为研究背景,开展钛合金/复合材料胶接技术研究,着重研究了基于AF191胶膜的钛合金/复合材料胶接工艺参数、不同结构复合材料与钛合金以及不同表面处理方式钛合金与复合材料胶接强度。结果显示:采用热压罐固化,并且在加压0.1 MPa后卸掉真空更有助于胶接;不同结构复合材料对胶接强度影响较大,刚度更高的复合材料表现为更好的胶接强度;采用酸洗和阳极化处理钛合金表面均能大幅提高胶接强度,并且配合表面预处理剂使用更佳。     

多异氰酸酯表面处理对木塑复合材胶接耐水性的影响

采用多异氰酸酯对聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。利用胶接强度和接触角测试以及SEM、FTIR、XPS等分析方法研究了表面处理对木塑复合材料胶接接头耐水性能的影响。试验结果表明,经打磨并采用多异氰酸酯表面处理后,复合材料的胶接强度和耐水性明显提高。水浸环境下,短期内异氰酸酯处理的木塑复合材料表面变化不大;长期水浸下复合材料的表面逐渐出现微裂纹,表面性质发生改变,胶接强度下降。聚乙烯木塑复合材料中木质纤维的吸水膨胀,是造成水环境下胶接强度下降的主要原因。     

多异氰酸酯涂覆处理对聚乙烯木塑复合材胶接接头耐水性能的影响

采用多异氰酸酯对聚乙烯木塑复合材料进行表面涂覆处理以改善其胶接性能。利用接触角测试、表面形貌观测以及胶接强度和吸水量测试研究了涂覆表面处理对聚乙烯木塑复合材料胶接接头耐水性能的影响。结果表明,涂覆处理后复合材料的胶接强度和接头耐水性明显提高。水浸后聚乙烯木塑复合材料的表面性质发生了改变,随着水浸时间的延长,表面粗糙度增加,表面接触角下降。长时间水浸下胶接接头的吸水量增加,胶接强度下降。水环境下聚乙烯木塑复合材料中木质纤维的吸水膨胀是造成胶接性能下降的主要原因。     

胶接结构的耐久性研究

通过楔子试验对胶接结构的耐久性进行研究,探讨了偶联剂使用与否、固化条件、铝板表面处理方式等因素对试件胶接性能的影响,以获得复合材料胶接修理铝合金结构较理想的表面处理工艺。研究结果表明:采用涂偶联剂、加热加压固化、铝板表面喷砂等工艺可在一定程度上提高胶接结构的强度和耐久性。因此在实际的胶接修理中,建议将金属表面作喷砂处理,涂胶前使用偶联剂,并采用加热加压的固化方式。     

打磨对木粉/聚乙烯复合材料射流等离子体表面处理时效性的影响

采用空气气氛的射流等离子体对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理,以改善胶接性能。利用接触角和胶接强度测试以及红外光谱和X-射线光电子能谱分析等方法,研究了表面打磨对复合材料等离子体表面处理时效性的影响。研究结果表明,直接等离子体处理以及打磨后再等离子体处理都可以明显提高复合材料的胶接强度,相比之下,打磨后再等离子体处理可以在复合材料表面形成更多的含氧极性基团,有利于胶接性能的改善。木粉/聚乙烯复合材料的等离子体表面处理存在一定的时效性,与直接等离子体处理的复合材料相比,随着处理试样放置时间的延长,先打磨再等离子体处理的复合材料表面接触角、含氧极性基团以及胶接强度的变化幅度更小,表现出更小的处理时效性。尽管存在处理时效性,但等离子体处理后的胶接强度仍远好于未处理的试样。     

水对液相氧化处理聚乙烯木塑复合材胶接性能的影响

采用液相氧化方法对木粉/聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。研究了氧化处理后木塑复合材料胶接接头的耐水性,并利用接触角测试、SEM、FT-IR等分析手段,探讨了木塑复合材料胶接接头在水环境下的老化失效原因。结果表明,未处理的聚乙烯木塑复合材料难以胶接,经过液相氧化处理后,不但可以提高聚乙烯木塑复合材料的胶接强度,还可改善木塑复合材料胶接接头的耐水性。在水的作用下,液相氧化处理聚乙烯木塑复合材的表面结构会发生改变,复合材料中木质纤维的吸水膨胀也会导致材料表面出现裂纹,致使胶接接头失效。     

激光处理对CFRP与铝胶接性能的研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。但CFRP表面惰性高,使得CFRP与其他异质材料复合时的胶接强度低,不能满足使用。采用激光(光纤激光器)对CFRP进行表面处理后,再与铝进行胶接测试。利用SEM、接触角测试和光学轮廓仪测试对不同脉宽的激光处理后的CFRP表面形貌、表面能、表面粗糙度进行研究。结果表明,随脉宽增加,处理后的CFRP表面树脂残留量减少,表面粗糙度增加,表面自由能也相应增加。对比激光处理与机械打磨两种方式与铝的胶接性能发现,激光处理的CFRP与铝的胶接强度比未处理提高了1.95倍,比打磨处理提高了1.02倍。对其胶接断面进行分析可知,激光处理试样的断裂模式主要为纤维撕裂破坏。     

硅烷偶联剂处理木塑复合材胶接接头的耐水性

利用硅烷偶联剂KH560对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。利用接触角、吸水量、表面形貌以及胶接强度测试等分析方法,研究了硅烷偶联剂处理聚乙烯木塑复合材料胶接接头在水环境中的胶接耐久性能。试验结果表明,机械打磨并偶联剂处理后,聚乙烯木塑复合材表面接触角增加,表面粗糙度增大,胶接强度和耐水性明显提高。偶联剂分子链上环氧基团的"架桥"作用以及甲氧基的憎水作用,是粘接强度和耐水性能提高的主要原因。浸水环境下,聚乙烯木塑复合材料表面粗糙度略有降低;随着浸水时间的延长,表面接触角下降,胶接接头的吸水量增加,胶接强度下降。水环境下聚乙烯木塑复合材料中木质纤维成分的吸水膨胀,是造成胶接强度下降的主要原因。     

复合材料胶接接头温度-湿度-载荷老化机理研究概述

概述了单一影响因素(温度、湿度、载荷)分别对胶粘剂、复合材料和复合材料胶接接头的影响机理,总结了多因素耦合作用下的老化机理。研究结果表明:复合材料胶接接头中的胶粘剂、复合材料以及胶接界面在温度、湿度、载荷的作用下都会发生变化,对接头的性能都有影响。在未来研究复合材料胶接结构老化机理中,在定性分析的基础上进行定量分析,并且需要考虑复合材料老化对胶接接头性能的影响。     

偶联剂与等离子体协同表面处理对聚乙烯木塑复合材胶接性能的影响

采用硅烷偶联剂涂覆与等离子体协同处理的方法,对聚乙烯木塑复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。研究了硅烷偶联剂浓度、等离子体处理时间、等离子体喷头距试件的处理距离对胶接强度的影响,优化了协同处理工艺。利用接触角测试、红外光谱分析研究了协同表面处理前后材料的表面性质变化,并对胶接接头的耐水性能进行了测试。结果表明:利用偶联剂涂覆和等离子体的协同处理,可以既提高胶接强度,又改善胶接接头的耐水性能。协同处理受偶联剂涂覆和等离子体处理的工艺因素影响较大,选取的优选处理工艺为偶联剂浓度为5%、等离子体处理时间为30s、处理距离为30mm。     

木粉含量对木粉/PE复合材料胶接性能的影响

研究了木粉含量对木粉/PE(聚乙烯)复合材料表面性能的影响,并探讨了木粉含量对AEA(双组分丙烯酸酯胶粘剂)和EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)-HMA(热熔胶)胶接的木粉/PE复合材料之胶接性能的影响。研究结果表明:随着木粉含量的增加,打磨的木塑复合材料表面含氧基团增多,而未打磨的表面基本没有含氧基团;AEA胶接打磨木塑复合材料的胶接强度随木粉含量增加而增大,而木粉含量对EVA-HMA胶接木塑复合材料的影响无规律性且较小;此外,试件表面水的接触角受试件表面粗糙复杂程度的影响大于材料表面亲/疏水性所产生的影响。     

等离子体处理对航空复合材料胶接性能的影响研究

本文探讨了等离子体处理对航空用高温固化环氧复合材料的表面状态及胶接性能的影响。利用光学照相、静态接触角及红外测温等方式初步考察了表面处理过程中复合材料表面状态的变化情况,揭示了复合材料表面的强烈相互作用行为以及随之产生的物理化学特征;进一步对经不同等离子参数处理的复合材料胶接试验件进行I型层间断裂韧性测试。结果表明,G_IC性能可优化到834J/m²,相比于空白试样提升约22%,揭示了等离子体对提升复合材料胶接面结合力的正向作用。     

木塑复合材料的胶接技术研究进展

介绍了木塑复合材料的概念与特点,提出了木塑复合材料胶接技术所面临的主要问题,综述了国内外改善木塑复合材料胶接性能的研究现状,总结了胶种优选、表面处理等改善木塑复合材料胶接性能的措施,简述了预测木塑复合材料胶接强度的无损检测手段,展望了木塑复合材料胶接技术研究的发展方向。     

等离子体放电气氛对WPC协同表面处理效果的影响

采用打磨、偶联剂涂覆与射流等离子体放电的协同处理方法对聚乙烯木塑复合材料(PE-WPC)进行表面处理,以改善其胶接性能。利用胶接强度测试、接触角测试、红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析等方法研究了氮气、氧气、空气三种等离子体放电气氛对WPC协同表面处理效果的影响。结果表明:不同等离子体放电气氛的协同处理,都能在材料表面引入大量含氮、含氧和含硅的极性基团,改善其胶接性能。不同的等离子体放电气氛对材料表面协同处理效果的影响不同,氧气气氛对材料表面的氧化刻蚀作用较为明显,能引入更多的硅氧官能团;而氮气气氛对材料表面的化学改性较为突出,在材料表面引入更多的含氮和含氧基团,改善材料表面的润湿性能和胶接性能。实际胶接时可以针对不同的处理气氛匹配不同的胶黏剂以获得更好的胶接性能。     

轻质金属与树脂基复合材料胶接表面改性研究综述

轻质金属和树脂基复合材料性能各异,且差别很大,将其连接在一起可以充分发挥两种材料的优良性能,有着更高的损伤容限和疲劳极限。胶接作为一种低损伤的连接工艺,目前已经广泛应用于异种材料的连接,而胶接表面状况对胶接强度有着重要的影响。作者对轻质金属以及树脂基复合材料粘接前表面处理工艺技术进行了阐述,同时,对工艺过程的影响因素进行了分析,最后对未来表面改性技术的改进进行了展望。     

钛合金表面阳极化处理对钛合金／复合材料胶接性能的研究

通过碱性阳极化方法NaTESi处理钛合金,碳纤维复合材料胶接试件中钛合金的表面。主要研究了阳极化前碱洗酸洗、阳极化过程中的电压、温度、时间以及该方法与喷砂法结合对处理后的钛合金胶接试件胶接性能的影响。结果表明：钛合金阳极化前的碱洗酸洗能提高钛合金／碳纤维复合材料胶接试件的粘接强度,阳极化过程中,电压在8-12V,温度在15。25％,时间在15．25min之间时处理出的钛合金所制成的胶接试件有较好的湿热耐久性能;喷砂法与NaTESi阳极化法配合处理钛合金表面,可使钛合金,碳纤维复合材料胶接试件湿热耐久性能得到进一步的提高。