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空气等离子处理对碳纤维增强复合材料表面特性及胶接性能的影响

论文摘要

为了改善碳纤维增强复合材料(CFRP)表面浸润性及提高胶接强度,采用常温常压空气等离子方法对CFRP胶接表面进行预处理,测试了不同预处理参数下CFRP与水的接触角,计算了其表面能;利用原子力显微镜、傅里叶红外光谱仪和X射线光电子能谱仪分析不同处理参数下CFRP表面的物理和化学性能;采用4种胶粘剂测试CFRP的胶接拉剪强度.结果表明:喷头与CFRP表面的距离为6 mm、喷头移动速度50 mm/s为最佳的等离子处理条件;经等离子处理后,CFRP与水的接触角由处理前的114°降低至23°,表面能由32.49 mJ/m~2升高到72.19 mJ/m~2;等离子处理增强了CFRP表面环氧官能团,降低了表面粗糙度,表面形成了大量微米级沟壑;采用等离子处理能够显著提高环氧树脂胶粘剂接头的拉剪强度,使其失效形式由界面失效转变为基材失效,而聚氨酯胶粘剂接头的拉剪强度变化不大,其失效形式由界面胶层与内聚复合失效转变为纯界面失效.

论文目录

  • 1 试验部分
  •   1.1 试验材料
  •   1.2 试验方法
  •   1.3 CFRP表面理化性能分析
  • 2 结果与分析
  •   2.1 等离子处理对CFRP表面浸润性的影响
  •     2.1.1 处理参数对CFRP表面润湿性的影响
  •     2.1.2 等离子处理对表面能的影响
  •   2.2 等离子处理后CFRP表面的物理和化学性能
  •     2.2.1 AFM分析
  •     2.2.2 FT-IR分析
  •     2.2.3 XPS分析
  •   2.3 等离子处理对胶接接头强度的影响
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘晓东,吴磊,孔谅,王敏,陈一东

    关键词: 碳纤维增强复合材料,等离子处理,表面性能,环氧树脂,聚氨酯

    来源: 上海交通大学学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 材料科学,汽车工业

    单位: 上海交通大学材料科学与工程学院,上海汽车集团股份有限公司前瞻技术研究部,普思玛等离子处理设备贸易(上海)有限公司

    分类号: U465.6;TB33

    DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.08.012

    页码: 971-977

    总页数: 7

    文件大小: 2678K

    下载量: 186

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/c3015689af00c5b09b4e9348.html