低温等离子体表面改性对CFRP胶接性能的影响

采用低温等离子体处理技术对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)表面进行处理，以氩气(Ar)、N₂和O₂作为等离子体激发气体，通过接触角测量仪、AFM、SEM和XPS等测试分析手段，对CFRP表面的润湿性、粗糙度、微观形貌和化学组分进行表征，并结合拉伸剪切试验测试和失效形貌分析，研究了等离子体气体类型、放电功率P和处理时间t对CFRP表面理化特性和胶接性能的影响。结果表明：Ar、N₂和O₂等离子体处理可以显著改善CFRP胶接性能，当P=800 W,t=20 s时，与未处理相比，CFRP胶接强度分别提高了138%、172%和253%。表面测试分析可知，Ar等离子体处理后，CFRP胶接强度的增加主要是通过提高表面清洁度和增大界面粘接表面积，试样失效模式由界面失效转变为内聚失效为主的混合失效模式。与Ar相比，N₂等离子体处理后，CFRP表面生成了较多-NH₂极性基团，表面活性增加，进一步提高了CFRP和胶粘剂之间界面的结合力。与以上两种气体相比，O₂