可剝布對(duì)復(fù)合材料膠接質(zhì)量的影響.pdf

1、在航空航天領(lǐng)域，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的制造廣泛采用了共膠接工藝技術(shù)，膠接面的處理將直接影響共膠接復(fù)合材料零件的性能。自2008年以來(lái)，波音和空客開始采用可剝布來(lái)替代傳統(tǒng)的打磨工藝進(jìn)行復(fù)合材料表面處理，然而，他們對(duì)可剝布的使用非常謹(jǐn)慎，每種復(fù)合材料都規(guī)定了對(duì)應(yīng)的可剝布。我國(guó)大型民用客機(jī)研制過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)同一種可剝布處理不同的復(fù)合材料時(shí)，其力學(xué)性能差異十分顯著，而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于采用可剝布處理復(fù)合材料表面缺乏系統(tǒng)研究，對(duì)其膠接質(zhì)量影響的因素還尚未明

2、確，因此，本論文針對(duì)大型客機(jī)所采用的典型復(fù)合材料進(jìn)行表面處理，研究可剝布對(duì)復(fù)合材料共膠接質(zhì)量的影響規(guī)律，為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的共膠接成型工藝提供理論依據(jù)。
　　本文首先采用熱壓罐成型工藝制備了970/T300織物預(yù)浸料和3900/T800單向預(yù)浸料的復(fù)合材料板材，并選用了四種不同類型的可剝布，其中兩種進(jìn)口：P60001（干）、EA9895（濕）和兩種國(guó)產(chǎn)R60（干）和R60S（干，帶涂層），以及傳統(tǒng)的打磨方式對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表面處理，對(duì)

3、處理后的復(fù)合材料表面進(jìn)行接觸角、SEM、FTIR以及XPS表征，觀察不同表面的潤(rùn)濕性、微觀形態(tài)以及表面的化學(xué)形態(tài)。最后根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)制備單搭接剪切和剝離強(qiáng)度的膠接試驗(yàn)件，通過(guò)力學(xué)性能結(jié)果比較確定不同可剝布處理表面得到的膠接質(zhì)量的差異。
　　研究結(jié)果表明：采用R60和R60S處理的970/T300織物與3900/T800單向復(fù)合材料的表面，在 SEM圖像中沒(méi)有觀察到明顯的可剝布織物，但是在XPS檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，R60處理的復(fù)合材料表面

4、含有酰胺鍵，R60S處理的表面除了含有酰胺鍵還含有硅元素，說(shuō)明這兩種可剝布處理的復(fù)合材料表面均存在可剝布織物的殘留，導(dǎo)致兩者的膠接破壞模式均表現(xiàn)為粘附破壞，膠接質(zhì)量較差。采用P60001可剝布處理的970/T300織物復(fù)合材料表面，通過(guò)SEM發(fā)現(xiàn)有可剝布織物絲束的殘留，同時(shí)可剝布表面織物發(fā)生撕裂斷裂的現(xiàn)象，而3900/T800單向復(fù)合材料表面沒(méi)有觀察到類似的現(xiàn)象，前者的膠接破壞模式表現(xiàn)為混合破壞，后者表現(xiàn)為內(nèi)聚破壞，說(shuō)明P60001聚酯