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442629613金蟲 (小有名氣)
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關(guān)于復(fù)合材料的膠接界面，你了解多少？ 已有2人參與
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關(guān)于復(fù)合材料連接的方式 與傳統(tǒng)金屬材料相比，復(fù)合材料的連接方式可以分為機(jī)械連接、膠粘連接、焊接及混合連接等。 復(fù)合材料的膠接 膠接是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主要連接方法之一，它是借助膠粘劑將零件連接成不可拆卸的整體。 膠接的優(yōu)點(diǎn) 1. 無鉆孔引起的應(yīng)力集中，連接效率高，結(jié)構(gòu)輕； 2. 抗疲勞、密封、減振及絕緣性能好； 3. 有阻止裂紋擴(kuò)展作用，破損安全性好； 4. 能獲得光滑氣動(dòng)外形； 5. 不同材料連接無電偶腐蝕問題。 膠接的缺點(diǎn) 1. 膠接性能受環(huán)境(濕、熱、腐蝕介質(zhì))影響大，存在一定老化問題； 2. 膠接強(qiáng)度分散性大，剝離強(qiáng)度低，不能傳遞大的載荷； 3. 膠接表面在膠接前需作特殊的表面處理； 4. 被膠接件間配合公差要求嚴(yán)，需加溫加壓固化設(shè)備，修補(bǔ)較困難； 5. 質(zhì)量控制比較困難； 6. 膠接后不可拆卸。 復(fù)合材料被粘物的表面處理 為了保證膠接質(zhì)量，被粘物的表面應(yīng)確保未附著潤滑劑、灰塵、腐蝕層、微生物等污染物，具有良好的表面潤濕性和表面能。在實(shí)際應(yīng)用中，對被粘物的待膠接表面進(jìn)行預(yù)處理，增加表面張力和表面粗糙度以及改變表面化學(xué)性質(zhì)，與膠層形成更緊密地結(jié)合，是提高膠接接頭強(qiáng)度和耐久性最簡單、有效的途徑選擇正確的化學(xué)或物理表面處理方法非常重要。 常用的表面處理方法有機(jī)械處理、剝離層技術(shù)以及激光處理。 機(jī)械處理包括砂紙打磨、噴砂、針刺以及鋼絲刷打磨，由手工或者機(jī)器處理完成，比較簡單。剝離層是由某種纖維制成網(wǎng)格布，使其在層合板上分層，并在復(fù)合材料粘合之前移除它。與機(jī)械處理相比，剝離層方法更費(fèi)時(shí)。對被粘物的表面進(jìn)行激光處理也是提高接頭強(qiáng)度的有效方法。 機(jī)械處理等表面處理方法比較簡單，剝離層要稍微復(fù)雜，這二者的作業(yè)成本都不高；激光處理對接頭性能的提升作用要明顯很多，但是作業(yè)成本比較高。實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)基材、黏合劑選擇合適的表面處理方法。 復(fù)合材料的膠接失效模式 在膠接結(jié)構(gòu)中，載荷沿著被粘物⁃界面層⁃膠層⁃界面層⁃被粘物的路徑傳遞，其中性能最薄弱的環(huán)節(jié)決定了結(jié)構(gòu)的承載能力。較之于被粘接的復(fù)合材料構(gòu)件，接頭部位的幾何形狀復(fù)雜、被粘物/界面層/黏合劑之間材料性能不同，容易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中而失效。膠接接頭的失效模式有3種，即被粘物失效、膠層失效以及被粘物/膠層之間的界面層失效。 缺陷對復(fù)合材料膠接效果的影響 復(fù)合材料膠接接頭由于材料本身性能的非均質(zhì)性和制造工藝的限制，微裂紋、氣泡、異物夾渣等缺陷在所難免，直接影響接頭強(qiáng)度、降低接頭質(zhì)量，使得接頭力學(xué)性能的離散性較大。 參考資料：馮闖,趙廣慧.復(fù)合材料膠接接頭力學(xué)性能的研究進(jìn)展[J].中國塑料, 2021,35(11):144-160. |
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