超声波辅助聚丙烯/铝合金压制成型及其微纳界面粘结机理研究

发布时间：2024-04-08 23:17

　　随着能源危机与环境污染问题的日益突出,轻量化材料的应用已成为节能减排技术的重要手段之一,尤其是在汽车、电子等工业领域都有着广泛的应用。其中,聚合物/金属材料(PMH)不仅可以满足汽车、电子产品的综合性能要求,而且可以大大减轻产品重量。因此,聚合物金属复合成型技术研究显得格外重要。本文采用超声波辅助压制成型技术制备无胶粘合的等规聚丙烯/铝合金材料,并对制品的粘结性能和粘结机制进行研究。首先,采用磷酸阳极氧化恒流法在铝合金表面制备微纳米孔氧化膜;其次,通过正交试验研究成型温度、压力、超声振幅和超声时间对制品粘结性能的影响,并获得最佳的成型工艺参数;最后,对比常规压制成型与超声辅助压制成型的聚丙烯/铝合金制品的粘结性能,总结出超声波辅助异质连接技术界面粘结增强机制。1、阳极氧化处理制备微纳尺度多孔结构铝合金表面为了获取合适微观互锁结构,分别采用抛光处理与恒流法磷酸阳极氧化处理A5754铝合金表面,扫面电镜与原子力显微镜结果显示抛光试样P-Al表面光滑无明显的微孔及缺陷,粗糙度仅为2.318nm;经过磷酸阳极氧化处理后的铝合金表面形成了蜂窝状多孔膜:电流密度为4A/dm²...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1自制热模压成型工艺示意图[10]

重庆理工大学硕士学位论文21.2.1模压成型模压成型又被称为压缩模塑或压塑成型。模压成型需要预先对模具进行加热，然后进行加压已达到制品成型的目的，模压成型工艺具有简便、操作流程少以及易于控制的特点[9]。模压成型的不足之处在于不能成型形状复杂的制品，只能生产一些比较形状简单、小型....

图1.2PMH注塑成型工艺流程示意图[17]

示了金属表面温度与复合材料的拉伸搭接剪切力之间存在的相关性，通过增加加热时间获得不同的金属表面温度，最终得到连接性能最强的聚丙烯/铝复合材料的最佳金属表面温度为120℃。有限元模拟结果表明，在熔体填充后，金属表面微观结构中残留了空气，其体积分数会随着金属温度的升高而降低，从而使聚....

图1.3激光连接技术[26]

成型由于，机械焊接成型技术最初是应用于金属与金属之间的成型方法，但是，随着科研以及轻量化的发展此成型技术逐渐用来研究塑料/金属成型。塑料/金属机械焊接成型方法是近年来研究最热门的成型技术，主要包括激光焊接成型、搅拌摩擦焊接成型以及超声波焊接成型[23]。激光连接技术作为一种新型热....

图1.4搅拌摩擦焊（FSW）连接工艺示意图[35]

砻鳎?夹蔚淖莺岜扔虢油返慕岷锨慷纫约捌苹的Ｊ街?间存在着直接的相关性，纵横比越高，接头强度越大，当接合面积为10mm×20mm时，聚合物-金属复合零件的接合强度能够达到4200N。搅拌摩擦焊（FSW）和搅拌摩擦点焊（FSSW）都是一种新型的连接工艺（图1.4），在制备复合材料和混....

本文编号：3948960