表面處理對(duì)汽車異種材料膠粘性能的影響

汽車輕量化不僅能提高汽車動(dòng)力性，降低燃油消耗和排放，而且能有效提高汽車車身剛度和耐撞性。為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，越來(lái)越多的鋁合金材料、復(fù)合材料等先進(jìn)輕質(zhì)材料被應(yīng)用在汽車上。傳統(tǒng)的熔焊連接很難實(shí)現(xiàn)不同材料的連接，而機(jī)械連接需要使用緊固件，這將導(dǎo)致整車質(zhì)量的增加。因而，膠結(jié)成為了較為理想的連接方式。但是，在材料制造過(guò)程中，尤其是金屬材料制造過(guò)程中，可能會(huì)在材料表面產(chǎn)生油污、塵污和氧化層等污染物，使材料膠粘剛度下降甚至無(wú)法連接。因而，需要對(duì)材料進(jìn)行表面處理。介紹了各種表面處理方法。

常見(jiàn)的材料表面處理方法包括機(jī)械處理、蝕刻處理、陽(yáng)極氧化處理、化學(xué)試劑清洗和物理處理5種。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)不同表面處理方法進(jìn)行分析。選擇7003-T5鋁合金和玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料作為基材，制造相應(yīng)的板件。對(duì)制造的鋁合金板件進(jìn)行不同表面處理處理，并測(cè)量處理前鋁合金板件和處理后鋁合金板件表面的水接觸角和粗糙度。利用Terocore 16005膠粘劑將鋁合金板件與玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料板件膠粘，并對(duì)膠粘后的試驗(yàn)件進(jìn)行剪切性能測(cè)試。剪切性能測(cè)試按照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的ASTM D5868標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示：①進(jìn)行表面處理前，鋁合金板件的水接觸角為82.9°，5種表面處理方法處理后鋁合金板件的水接觸角分別為114.7°、112.1°、98.0°、94.5°和64.5°；②進(jìn)行表面處理前，鋁合金板件的粗糙度為0.43μm，5種表面處理方法處理后鋁合金板件的粗糙度分別為0.79、0.36、0.65、0.44、0.34μm；③進(jìn)行表面處理前，鋁合金板件與玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料板件膠粘所形成試件的剪切強(qiáng)度為2.9MPa，5種表面處理方法處理后的剪切強(qiáng)度為 4.1、4.3、4.2、4.9、4.5MPa?？梢钥闯觯M(jìn)行表面處理后，膠粘連接性能得到了提高，不同表面處理方法對(duì)膠粘性能的改善大致相同。

Saida Khan et al. SAE 2016-01-0516.

編譯：張振偉