机械工程学报

作者：王辉, 黄开, 孙展鹏, 华林, 陈一哲

单位：1. 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室 武汉 430070;2. 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心 武汉 430070;3. 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心 武汉 430070

关键词：硅烷偶联剂,压力注射,粘接,分子动力学；

基金：国家自然科学基金(51775398，51805392)、111计划(B17034)、教育部创新团队发展计划(IRT_17R83)和中央高校基础研究(2018III067GX，2018III074GX)资助项目。

针对复合材料(Carbon fibre reinforced plastics, CFRP)叶片镍包边粘接强度不足，稳定性不高的问题，提出压力注胶强化KH550接枝Ni/CFRP粘接方法。通过气缸压力推动注胶活塞，将胶粘剂注入密封处理后的待粘接区域，完成充填后在压力作用下实现初步固化粘合，以增强Ni/CFRP的粘接性能。通过单搭接剪切试验测试试样剪切强度，利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)、X射线能谱(X-ray energy spectroscopy, EDS)和傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)表征镍板表面和粘接界面的形貌变化和化学成分变化，采用分子动力学方法分析压力作用对粘接界面分子间化学反应的影响。结果表明，1% KH550接枝处理可提高Ni/CFRP粘接试样剪切强度15.7%，压力注胶工艺可进一步提升剪切强度4.8%，提升粘接稳定性29.3%。压力作用有效减少气泡、胶层裂纹的产生，促进胶粘剂微结构渗透，减小界面处胶粘剂/偶联剂分子距离，增强界面相互作用，同时促进胶粘剂分子与偶联剂分子反应，提高界面分子间的化学键合率。压力注胶方法可以促进粘接界面机械嵌合、物理吸附和化学键合，从而改善粘接性能，为复杂曲面轮廓件的胶粘连接强化提供参考。

来源：2023年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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