表面形貌對TB8鈦合金/環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響

編號：CYYJ02949

篇名：表面形貌對TB8鈦合金/環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響

作者：劉斌 謝蘭生 陳明和

關(guān)鍵詞： TB8鈦合金 等離子刻蝕 表面形貌 化學(xué)成分 潤濕性 粘結(jié)性能

機構(gòu)： 南京航空航天大學(xué)

摘要： 目的通過在基體表面構(gòu)建出不同的微觀結(jié)構(gòu),提升環(huán)氧樹脂與鈦合金的粘結(jié)強度。方法采用等離子刻蝕設(shè)備,調(diào)節(jié)氣體流量、處理時間、RF功率對TB8鈦合金樣品進行處理,并對處理過的樣品進行單搭接接頭制備。利用掃描電子顯微鏡對等離子刻蝕前后的樣品表面形貌進行研究,利用XPS分析刻蝕前后樣品表面化學(xué)成分變化,利用水接觸角表征樣品表面潤濕性,利用電子萬能試驗機對等離子刻蝕處理后的樣品與環(huán)氧樹脂的粘結(jié)強度進行研究。結(jié)果采用CF4對樣品進行等離子化學(xué)刻蝕,不同的刻蝕時間形成了不同類型的表面微觀結(jié)構(gòu),其中圓粒狀結(jié)構(gòu)比蜂窩坑結(jié)構(gòu)表面的粘結(jié)性能優(yōu)越。采用Ar對樣品進行等離子濺射刻蝕,樣品表面形成納米級片狀微坑結(jié)構(gòu)。等離子刻蝕后,基體表面更加潔凈,活性增強,水接觸角基本降為0°,潤濕性顯著提升。等離子刻蝕處理前,樣品與環(huán)氧樹脂的粘結(jié)強度為5.32 MPa;等離子刻蝕處理后,樣品與環(huán)氧樹脂的粘結(jié)強度可達23.25 MPa,而經(jīng)噴砂后,等離子刻蝕處理的樣品與環(huán)氧樹脂的粘結(jié)強度高達30.29 MPa。最佳等離子刻蝕處理工藝參數(shù)為RF功率540 W,氣體流量120 mL/min,處理時間50 min,噴砂后最佳等離子刻蝕工藝參數(shù)為RF功率540 W,氣體流量120 mL/min,處理時間40 min。結(jié)論等離子刻蝕處理能夠顯著提升TB8鈦合金的粘結(jié)性能,結(jié)合噴砂復(fù)合處理效果更佳。