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关于复合材料的胶接界面，你了解多少？ 已有2人参与
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关于复合材料连接的方式 与传统金属材料相比，复合材料的连接方式可以分为机械连接、胶粘连接、焊接及混合连接等。 复合材料的胶接 胶接是复合材料结构主要连接方法之一，它是借助胶粘剂将零件连接成不可拆卸的整体。 胶接的优点 1. 无钻孔引起的应力集中，连接效率高，结构轻； 2. 抗疲劳、密封、减振及绝缘性能好； 3. 有阻止裂纹扩展作用，破损安全性好； 4. 能获得光滑气动外形； 5. 不同材料连接无电偶腐蚀问题。 胶接的缺点 1. 胶接性能受环境(湿、热、腐蚀介质)影响大，存在一定老化问题； 2. 胶接强度分散性大，剥离强度低，不能传递大的载荷； 3. 胶接表面在胶接前需作特殊的表面处理； 4. 被胶接件间配合公差要求严，需加温加压固化设备，修补较困难； 5. 质量控制比较困难； 6. 胶接后不可拆卸。 复合材料被粘物的表面处理 为了保证胶接质量，被粘物的表面应确保未附着润滑剂、灰尘、腐蚀层、微生物等污染物，具有良好的表面润湿性和表面能。在实际应用中，对被粘物的待胶接表面进行预处理，增加表面张力和表面粗糙度以及改变表面化学性质，与胶层形成更紧密地结合，是提高胶接接头强度和耐久性最简单、有效的途径选择正确的化学或物理表面处理方法非常重要。 常用的表面处理方法有机械处理、剥离层技术以及激光处理。 机械处理包括砂纸打磨、喷砂、针刺以及钢丝刷打磨，由手工或者机器处理完成，比较简单。剥离层是由某种纤维制成网格布，使其在层合板上分层，并在复合材料粘合之前移除它。与机械处理相比，剥离层方法更费时。对被粘物的表面进行激光处理也是提高接头强度的有效方法。 机械处理等表面处理方法比较简单，剥离层要稍微复杂，这二者的作业成本都不高；激光处理对接头性能的提升作用要明显很多，但是作业成本比较高。实际应用中，需要根据基材、黏合剂选择合适的表面处理方法。 复合材料的胶接失效模式 在胶接结构中，载荷沿着被粘物⁃界面层⁃胶层⁃界面层⁃被粘物的路径传递，其中性能最薄弱的环节决定了结构的承载能力。较之于被粘接的复合材料构件，接头部位的几何形状复杂、被粘物/界面层/黏合剂之间材料性能不同，容易产生较大的应力集中而失效。胶接接头的失效模式有3种，即被粘物失效、胶层失效以及被粘物/胶层之间的界面层失效。 缺陷对复合材料胶接效果的影响 复合材料胶接接头由于材料本身性能的非均质性和制造工艺的限制，微裂纹、气泡、异物夹渣等缺陷在所难免，直接影响接头强度、降低接头质量，使得接头力学性能的离散性较大。 参考资料：冯闯,赵广慧.复合材料胶接接头力学性能的研究进展[J].中国塑料, 2021,35(11):144-160. |
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