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荷兰开发出热塑性复合材料新型粘接方法

更新于:2017-03-06   来源:中国国际复材展组委会编译   点击:176次

关键词: 热塑性复合材料  粘接  

       荷兰Twente大学的一项研究为航空器进一步实现轻量化提供了可能。博士研究生Yibo Su开发了一种用于粘接热塑性复合材料轻质结构件的新方法。该方法拓展了热塑性复合材料的应用领域。


        热塑性复合材料是一种轻质高强且节省燃油的新型材料,是一种采用纤维增强体与热塑性塑料复合而成的材料。长久以来,热塑性复合材料在汽车及航空领域的应用一直在不断增长。例如,波音和空客的最新机型都有近半数重量来自复合材料部件。但热塑性复合材料的应用中仍存在不小的挑战,特别是需要将其与不同种类的材料相连接时困难尤其明显,金属与热塑性复合材料的连接就是困扰之一。该研究成果的重要贡献就在于为热塑性复合材料在更广泛领域的应用铺平了道路。

        Su的导师,摩擦学副教授Matthijn de Rooij表示:“很多轻量化结构都由多种材料组成。每种材料都需要用在恰当的地方。不同材料之间只有通过合适的连接才能更好地发挥作用。在航空领域,轻合金和热塑性复合材料部件的连接尤为重要。采用热塑性复合材料制造的门铰链就是一个很好的例子,你不能仅仅在热塑性复合材料上钻孔插入螺栓就了事,因为那样会造成材料相当一部分的强度损失。因此,最好能采用在材料中预埋的方式开发一种新的连接法,而预埋件对于材料的强度是无影响的。Su就找到了一种能够确保连接安全性的新方法,因此连接强度很高,几乎与其余部分的复合材料相当。我们现在需要确认的是这种高强度是否能够在长期服役状态下依然保持较高水平。下一步我们要将该技术工程化。”
Research

        热塑性复合材料部件通常由预浸料制成,而预浸料一般是预浸过树脂之后,在一定的压力或热压罐条件下固化成型的。Su将金属件预埋到复合材料中,使其与预浸料一同固化,这种方法能够节省时间和成本,在航空界前所未有。

        Su同时研究了热塑性复合材料预埋金属件保持高强度的机理和影响连接效果的因素。热塑性复合材料表面的粗糙度和孔隙率应是多少才最有利于金属预埋件穿入并粘接牢固?怎样的表面处理方法更为合适?这些都是需要考虑的问题。目前,Su已经获得了预埋件的最佳外形和保持高强度的最佳粘接面。


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