铝合金磷酸阳极化及胶接性能分析

采用磷酸阳极化方法对铝合金试片进行了处理并测试了其粘接性能。测试了铝合金试片表面预处理和阳极化后的性能,研究了阳极化工艺参数对接头胶接性能的影响,观察了磷酸阳极化处理后的铝合金试片的表面形貌和其与胶粘剂粘接时的粘接界面,分析了其粘接拉剪破坏的失效模式。结果表明,金属表面预处理和阳极化不影响铝合金试片的性能。阳极化处理不仅改变了铝合金胶接表面的材料组成,而且在铝合金试片粘接表面形成厚度可达90μm、凹凸不平的、多孔的膜。胶接时胶粘剂能够渗透进入阳极化铝合金表面孔洞并在粘接界面形成厚度约为20μm的过渡层。阳极化处理提高了铝合金粘接副之间的拉剪强度,其最大拉剪强度为45.99MPa,其接头拉剪破坏模式为混合破坏,而未阳极化的铝合金胶接副的拉剪强度只有13.59 MPa。

铝合金磷酸阳极化和胶接性能分析

采用磷酸阳极化方法对铝合金试片进行了处理并考察了其粘接性能。阳极化处理使铝合金试片表面产生了微观粗糙的多孔膜,最初形成的孔互不连通,随着阳极化过程的继续,孔与孔之间互相贯通;胶接时胶粘剂能够渗入多孔膜,并在粘接界面上形成过渡层,实现良好的机械啮合。经阳极化处理后,铝合金试片粘接性能显著提高,拉剪强度在粘接副为铝合金时提高了238%,粘接副为铝合金/复合材料时提高了104%,且破坏模式为混合破坏。对粘接副的耐候性进行了考核,在25～70℃时,其拉剪强度保持不变,100℃时拉剪强度为30.25MPa,与常温拉剪强度相比下降了19.2%;粘接副经碱水浸泡后拉剪强度降低,经过100h浸泡后拉剪强度为35.55MPa,降低了8.1%。

炭纤维/环氧复合材料单面修补中心裂纹铝合金板的静态和疲劳特性

利用真空袋压工艺,采用单向炭纤维复合材料补片对中心裂纹铝合金板进行了单面胶接修补。测试了复合材料修补板的静态拉伸强度及修补板在拉拉疲劳过程中的裂纹扩展、界面脱粘和剩余拉伸强度等疲劳性能。结果表明,复合材料补片胶接修补能有效地提高裂纹板的破坏强度和刚度,降低裂纹板的疲劳裂纹扩展速率,提高其疲劳寿命。裂纹板经单向炭纤维/环氧复合材料补片修补后,其破坏强度从311.48 MPa提高到364.74 MPa,疲劳寿命从32217次提高到77546次。疲劳导致修补结构的粘接界面脱粘,脱粘区域近似椭圆形;脱粘面积随疲劳周次的增加而增加,且增加的幅度与疲劳周次相关。

阳极化处理对铝合金表面粘接性能的影响

对铝合金进行了磷酸阳极化处理,测试了阳极化各阶段铝合金的力学性能和粘接性能,考察了阳极化铝合金粘接副在不同环境下的拉剪强度及其耐久性。结果表明:阳极化处理对铝合金力学性能影响较小;阳极化后铝合金的粘接性能大幅度提高,与铝合金粘接时拉剪强度提高了238％,与复合材料粘接时拉剪强度提高了近104％。阳极化铝合金粘接副具有较好的耐候性,经过100 h碱液浸泡后,铝合金／铝合金粘接副的拉剪强度降低了8．1％,经过60 d的室外放置后,铝合金／复合材料粘接副的拉剪强度基本保持不变;楔形试验结果表明阳极化铝合金粘接副具有较佳的耐久性,水分存在会加速楔形试样的失效。

复合材料单面胶接修复含中心裂纹铝合金板的疲劳特性分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了复合材料单面胶接修复铝合金裂纹板的裂纹长度参数化的有限元模型,分析了修复结构的裂纹尖端应力强度因子及其变化幅值的规律;与试验测试结果相结合,得到了描述修复结构疲劳特性的Paris公式材料常数;碳纤维、玻璃纤维复合材料胶接修复铝合金裂纹板的材料常数C、m分别为6.76×10-10、2.27和7.89×10-10、2.33。

含中心裂纹铝合金板的复合材料补片单面修补效果

利用袋压工艺、采用单向碳纤维/环氧复合材料补片对含中心裂纹的铝合金板进行了修补,测试了胶接修补前后板的静态力学性能和疲劳性能。结果表明:经过修补后,铝合金板抵抗静态拉伸破坏和疲劳破坏的能力均有显著的提高,其静态抗拉强度从258.35 MPa增加到349.69 MPa,提高了35.35%;其疲劳寿命从25446周次增加到63868周次,提高了1.51倍,裂纹起始扩展速率从0.34μm/周次降低到0.16/μm/周次,临界裂纹长度从20.20mm增加到28.05mm。

铝合金裂纹板的阳极化处理与复合材料补片胶接修理效果

采用磷酸阳极化方法对胶接修理铝合金裂纹板的粘接表面进行了处理,并用单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金进行了修补。测试了阳极化铝合金的粘接性能、修补结构的静态力学性能和疲劳性能,考察了粘接表面的阳极化处理对修补结构的静态力学性能和疲劳性能的影响。结果表明,磷酸阳极化在铝合金表面形成多孔膜,复合材料补片修补胶接时胶粘剂能渗透进入阳极化铝合金表面的多孔膜,在粘接界面上形成一层过渡层,该过渡层的形成能有效提高其与复合材料的粘接性能,其粘接副的拉剪强度提高了104%;铝合金裂纹板胶接修理前的粘接表面的阳极化处理能大幅度地提高修复结构的静态强度和疲劳寿命,当用单向碳纤维/环氧复合材料补片单面修补时,修补结构的破坏强度为418.13MPa,恢复到完好板的93.42%;修补结构的疲劳寿命相对裂纹板延长了1.42倍,比未阳极化的修补板的疲劳寿命增加了27.59%。修补前的阳极化处理也使修补结构在一定周次疲劳后的剩余强度有所提高。

复合材料单面修补铝合金裂纹板的疲劳破坏特性

利用热压成型工艺、采用预固化的单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金裂纹板进行了修补,测试了裂纹板胶接修补前后的破坏强度、疲劳寿命及裂纹扩展情况,观察了破坏后的断口形貌,分析了复合材料补片的止裂机理。结果表明,经过单向碳纤维/环氧复合材料补片胶接修补后,其破坏强度和疲劳寿命均有显著的提高,破坏强度提高了34.28%,恢复到完好板的85.83%,疲劳寿命提高2.06倍;裂纹板的临界裂纹长度从17.86mm增加到28.64mm,从而延长了裂纹缓慢扩展阶段,延缓了裂纹快速扩展;其断口形貌方式发生生了明显的变化。

双向受载裂纹板的碳纤维复合材料补片的胶接修补分析

建立了碳纤维复合材料补片胶接修补双向受载裂纹板的3D有限元模型,分析了补片的单面胶接修补效果,探讨了补片材料、铺层顺序、补片长度及载荷比等对裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:复合材料补片的存在使裂纹板垂直裂纹方向载荷和平行裂纹板方向载荷发生耦合作用,从而影响补片修补效果。平行裂纹方向的压应力可降低裂纹尖端的应力集中因子,而拉应力可提高裂纹尖端的应力集中因子。

含中心裂纹铝合金板复合材料单面胶接修复后的疲劳特性

采用碳纤维复合材料对中心裂纹铝合金板进行了单面胶接修复,测试了修复结构的疲劳性能,包括铝合金板的裂纹扩展速率、补片与铝合金板之间的界面脱粘和修复结构的疲劳剩余强度。结果表明:复合材料胶接修复能有效地降低铝合金板的裂纹扩展速率,提高其疲劳寿命;胶接的补片使铝合金板的疲劳裂纹扩展纹线线型发生变化,且线型变化集中在裂纹扩展初始阶段;疲劳导致修复结构出现界面脱粘,脱粘区域近似椭圆形,且界面脱粘面积随疲劳周次的增加而增加。

碳黑/接枝聚乙烯导电复合材料的研究

利用Co60 -γ射线共辐照法在聚乙烯分子上接枝极性基因。以改性的聚乙烯为基体 ,碳黑为导电颗粒 ,制备碳黑 /接枝聚乙烯导电复合材料。用多用电表对导电复合材料电性能进行了测试。结果表明 :接枝改性后的聚乙烯作为导电复合材料的树脂基体 ,可改善导电复合材料的电阻稳定性 ,提高导电复合材料的升阻比。

复合材料补片胶接修补研究进展

介绍了复合材料补片胶接修补的优越性及关键技术。详细论述了复合材料补片胶接修补的设计分析以及修补的无损检测和试验验证。追踪报道了补片胶接修补的研究方法。

新型潜伏性环氧树脂体系固化动力学

采用非等温差示扫描量热(DSC)技术对改性咪唑类固化剂(MIM)及其微胶囊固化剂(MIC)与E-51环氧树脂的固化反应过程进行了跟踪,并利用Kissinger和Crane方程对该固化反应进行了动力学分析,在此基础上探讨了固化剂包覆处理前后其环氧树脂体系的固化动力学参数与固化剂室温贮存性能的关系。结果表明:在不同升温速率下,E-51/MIM反应体系的放热量均大于E-51/MIC体系;两固化反应体系的反应级数均为0.89;与E-51/MIM体系相比,E-51/MIC体系的固化反应活化能和频率熵因子均较大,并具有更好的室温贮存性能。

改性2-乙基-4-甲基咪唑固化剂的胶囊化研究

利用正丁基缩水甘油醚(BGE)对2-乙基-4-甲基咪唑(EMZ)进行了改性,合成了含有羟基的EMZ固化剂(M-EMZ)。以所合成的M-EMZ为芯材、以聚醚酰亚胺(PEI)为壁材,采用乳液-溶剂蒸发技术,成功制备了M-EMZ固化剂微胶囊。该固化剂微胶囊均具有规则的球形,粒径分布较窄,平均粒径约为25μm。所制备的固化剂微胶囊具有优良的固化活性、释放性能和潜伏性能,可以在100℃下使E-51环氧树脂在2h内固化且室温储存期在3个月以上。

航天器发动机推力支架桁架结构的有限元分析与优化设计

对某航天器上的推力支架结构和承载状态进行了分析 ,设计了一系列桁架结构 ,以碳纤维 /环氧复合材料管件作为桁架结构的组成构件 ,采用有限元分析软件Ansys7.0对桁架结构的尺寸进行了优化 ,并优选出桁架质量和载荷相同条件下承载性能最好的桁架结构形式。

复合材料修复铝合金构件的刚度分析和试验验证

用ANASY有限元分析软件对复合材料修复铝合金结构的刚度进行数值分析,研究了开孔损伤对铝合金板结构刚度和应力扰动区范围的影响。结果表明:开孔损伤对铝合金板的平均刚度有很大的影响,且修补所用复合材料补片存在临界长度。此结果在试验中得到了验证。

新型潜伏性M-DDM微胶囊固化剂的制备及表征

利用E-44环氧树脂对二氨基二苯基甲烷环氧树脂固化剂(DDM)进行了改性,合成了含有羟基的E-44-DDM固化剂(M-DDM)。以所合成的M-DDM粉体为囊芯、以2,4-甲苯二异氰酸酯(TD I)为壁材单体,采用界面聚合技术,首次成功制备了一种新型聚脲M-DDM微胶囊固化剂。该微胶囊固化剂粒径分布较窄,平均粒径约为2.54μm。囊壁是TD I与囊芯粉体表面的羟基通过加成聚合反应形成的,壁厚约为100 nm。所制备的微胶囊固化剂具有优良的固化性能和潜伏性能,可以在100℃使环氧树脂E-51在1 h内固化,并且其室温潜伏期可达6个月以上。

钴铁氧体微粉的化学法制备工艺及其磁特性研究

本文采用化学共沉淀法合成钴铁氧体原始粉料；通过变化反应原料配方、掺混聚碳硅烷并进行高温处理、球磨等手段达到调节钴铁氧体静态磁特性的目的；研究了产物微粉的制备工艺、物相组成与静态磁特性的对应关系。

钴铁氧体微粉的化学法制备工艺及其吸波性能

采用化学共沉淀法合成钴铁氧体原始粉料 ;通过变化反应原料配方、掺混聚碳硅烷并进行高温处理、球磨等手段达到调节钴铁氧体吸收雷达波性能的目的 ;研究了产物微粉的制备工艺。

硅橡胶热膨胀模塑成型法制备碳/环氧复合材料管研究

本文应用硅橡胶热膨胀模塑成型工艺成功地制备出符合尺寸精度要求的碳 /环氧复合材料管。探讨了影响该成型工艺的主要因素。但实测的力学性能中复合材料管的压缩强度较低 。