等离子体改性对玻璃/铝合金胶接界面作用机制的分子模拟及实验研究

发布时间：2023-03-19 19:29

　　胶接,作为一种重要的连接技术,因其应力分布均匀、工艺简单、适用范围广等特点,被广泛应用于高速列车领域。但在列车运行一段时间后,车窗玻璃与铝合金胶接界面的玻璃一侧极易发生开胶,耐久性差,影响列车密封及安全性,因此研究玻璃/铝合金胶接界面作用机制及玻璃表面活化机制具有重要的意义。本文以Bostik 7003聚氨酯胶为胶黏剂,玻璃、6005A铝合金为被粘材料,实验研究低温等离子体改性方法对玻璃表面性能的影响。然后采用分子动力学模拟方法,建立了聚氨酯胶/铝合金界面、聚氨酯胶/玻璃界面、活化玻璃表面/聚氨酯胶的微观结构模型,对玻璃/铝合金胶接界面作用机制,以及氧气低温等离子体改性玻璃后接头强化机制进行理论研究。实验结果表明:经氧气低温等离子体改性后,玻璃表面的氧元素相对含量增加,碳元素相对含量降低,表面形貌几乎不发生变化,而润湿性得到提高。计算结果表明:在玻璃/铝合金胶接结构中,聚氨酯胶与铝合金一侧相互作用较强,而与玻璃一侧相互作用较弱。其中,聚氨酯胶与铝合金及玻璃界面通过氢键、化学键、范德华力或静电力作用等方式实现连接,但是聚氨酯胶/铝合金界面系统中的化学键和氢键数量多于聚氨酯胶/玻璃界面。经...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 胶接技术简介
        1.2.1 胶接理论
        1.2.2 胶接接头失效形式
        1.2.3 异质材料胶接研究现状
    1.3 低温等离子体改性方法研究现状
        1.3.1 低温等离子体改性对材料表面性能的影响
        1.3.2 低温等离子体改性对粘接性能的影响
    1.4 分子动力学模拟方法在界面方面的应用
    1.5 本文研究内容
第2章 分子动力学原理简介及实验方法
    2.1 分子动力学模拟概述
    2.2 分子动力学计算基本原理
    2.3 计算软件介绍
    2.4 试验方法
        2.4.1 接触角试验
        2.4.2 XPS试验
        2.4.3 扫描电镜试验
第3章 低温等离子体改性对玻璃表面特性影响
    3.1 引言
    3.2 接触角测试结果分析
    3.3 XPS测试结果分析
    3.4 表面微观结构分析
    3.5 本章小结
第4章 铝合金/玻璃胶接分子动力学模拟研究
    4.1 引言
    4.2 玻璃/铝合金胶粘接机理
        4.2.1 模拟细节
        4.2.2 层状聚氨酯分子与表面的相互作用
        4.2.3 聚氨酯单分子结构与表面的相互作用
        4.2.4 径向分布函数
    4.3 H₂O对聚氨酯/玻璃相互作用的影响
    4.4 压强对聚氨酯/玻璃相互作用的影响
    4.5 温度对聚氨酯/玻璃相互作用的影响
    4.6 聚合度对聚氨酯/玻璃相互作用的影响
    4.7 本章小结
第5章 玻璃表面改性后界面强化机理研究
    5.1 等离子体处理后表面活性粒子与玻璃作用
    5.2 改性玻璃的微观润湿机理研究
    5.3 改性玻璃与聚氨酯的相互作用
    5.4 本章小结
结论
研究不足与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3765823