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常見(jiàn)問(wèn)題

關(guān)于復(fù)合材料的膠接界面,你了解多少?

時(shí)間:2022-07-30瀏覽:

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。

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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(wú)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(wú)電偶腐蝕問(wèn)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(wèn)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(rùn)滑劑、灰塵、腐蝕層、微生物等污染物,具有良好的表面潤(rùn)濕性和表面能。在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)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(duì)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。

2.png


缺陷對(duì)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。


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