復(fù)合材料膠接維修中的機(jī)械嵌鎖理論研究

摘要：膠接維修是飛機(jī)復(fù)合材料維修的主要方式,膠接結(jié)合機(jī)理研究表明,機(jī)械嵌鎖、靜電吸附、化學(xué)結(jié)合是影響界面結(jié)合強(qiáng)度和維修效果的三大主要因素。然而,各種要素相互干擾,無(wú)法研究單因素結(jié)合機(jī)理在膠接中的作用。利用低表面能的氟碳助劑,在激光處理(Laser,LA)和拋光(Polish,PO)處理的復(fù)合材料層合板表面形成一層CF膜,采用激光共聚焦顯微鏡(LSCM)觀察表面形貌和粗糙度,表征機(jī)械嵌鎖作用;接觸角計(jì)算表面自由能表征靜電吸附作用;X射線光電子能譜(XPS)表征化學(xué)結(jié)合作用;單搭接剪切測(cè)試界面結(jié)合強(qiáng)度。結(jié)果表明,氟碳助劑處理后的表面形貌和粗糙度幾乎無(wú)變化,PO-CF和LA-CF試樣的表面能降低到10mJ/m2左右,接觸角升高到115°左右,能譜測(cè)試的C1s分峰譜圖位置和強(qiáng)度相同。單搭接剪切力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明,在靜電吸附和化學(xué)結(jié)合作用相同的前提下,LA-CF樣比PO-CF樣的剪切強(qiáng)度大8.1MPa,說(shuō)明在本實(shí)驗(yàn)的界面結(jié)合機(jī)理研究中,機(jī)械嵌鎖比靜電吸附和化學(xué)結(jié)合所起到的作用要大。