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同济大学新发现:PC夹层如何提升碳纤维增强SMC与DP590的粘合强度?

 小呆看世界

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同济大学等单位在《OLT》发表研究,聚焦热固性碳纤维增强片状模塑料(SMC)与双相钢(DP590)借助聚碳酸酯(PC)中间层进行激光粘合异质接头的可行性、特性及机理,题为《通过聚碳酸酯夹层对碳纤维增强片状模塑料与双相钢进行激光辅助传导连接》。

研究发现,单搭接接头失效载荷可达 3.31kN,剪切强度为 4.9MPa。科研团队深入分析了四种断裂模式,并进行机械表征,明确了激光线能量对接头质量,包括缺陷和强度的影响,同时探讨了每种断裂模式对接头强度的贡献。横截面分析显示,SMC 基材降解导致气泡膨胀,碳纤维被挤入熔融的 PC 中,增加了粘合面积并形成机械联锁。

研究得出主要结论:以 PC 薄膜为连接层实现 TS - SMC 与 DP590 异质接头激光辅助传导连接是可行的,线能量对拉伸剪切强度和断裂模式影响显著;断裂模式分为 4 种,其中模式 A 对接头强度贡献较小,模式 B 和 D 有利于提高接头强度,提高 PC 与钢的相容性有助于提升接头强度。

PC 气泡大多分布在 PC/SMC 界面处,适量的气泡有助于形成机械互锁,过多则会减少界面结合面积并引起应力局部化,削弱接头强度;DP590/PC/SMC 异质接头激光辅助传导连接的物理机制包含形成波状粘结和类似胶粘结合两种。

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