基于微纳结构调控的PA6/铝合金一体化成型技术研究

发布时间：2024-01-30 13:22

　　汽车轻量化逐渐成为汽车发展的主流趋势,能够有助于实现汽车轻量化的塑料/金属一体化成型技术就越来越受到关注。本文先通过化学刻蚀(包含磷酸+酒石酸、硫酸+重铬酸钾两种化学工艺)和低温退火对铝合金试样表面进行处理,获得不同的微纳结构表面,然后与PA6试样模压成型制备铝合金/PA6复合试样,通过万能试验机、激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、高温接触角及界面张力仪等检测分析手段从表面形貌、表面粗糙度、表面物质成分、表面润湿性等方面探究不同的金属前处理方法对复合试样结构性能的影响。实验结果表明:磷酸+酒石酸、硫酸+重铬酸钾两种化学刻蚀后的复合试样的最大拉伸剪切强度达到了10.01MPa、19.13MPa,相比打磨抛光后的复合试样(S-AlP)分别提升了408%、870%,断裂功达到了13.75KJ/m²、22.47KJ/m²,相比S-AlP复合试样分别提升了1018%、2895%,这是因为化学刻蚀后铝合金表面形成了微纳米结构、表面粗糙度增大,促进形成有效的微观机械互锁结构,从而提升了铝...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前沿
    1.2 金属表面处理及国内外研究进展
        1.2.1 预处理
        1.2.2 机械处理
        1.2.3 化学处理
        1.2.4 阳极氧化
        1.2.5 等离子体处理
        1.2.6 激光处理
        1.2.7 其他处理手段
    1.3 金属/塑料一体化成型粘结理论及失效形式
        1.3.1 粘接理论
        1.3.2 搭接接头结构与破坏形式
        1.3.3 粘结强度及其影响因素
    1.4 本课题主要研究的内容及意义
2 试样制备
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 铝合金试样的制备
    2.4 PA6试样制备
    2.5 PA6/铝合金复合试样制备
3 铝合金表面化学处理及形貌分析
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 主要设备及分析仪器
        3.1.3 铝合金表面化学处理
        3.1.4 测试与表征
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 经不同处理后的铝合金表面形貌分析
        3.2.2 铝合金表面粗糙度分析
    3.3 小结
4 化学处理对铝合金/PA6复合试样的结构性能影响
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 主要设备及分析仪器
        4.1.3 测试与表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 搭接接头拉伸剪切性能分析
        4.2.2 复合样条搭接接头断裂面的SEM分析
        4.2.3 铝合金表面物质成分的分析
        4.2.4 PA6在铝合金表面的润湿性分析
    4.3 小结
5 铝合金表面阳极氧化处理及形貌分析
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验材料
        5.1.2 主要设备及分析仪器
        5.1.3 铝合金表面阳极氧化处理
        5.1.4 测试与表征
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 经不同处理后的铝合金表面SEM形貌分析
        5.2.2 铝合金表面粗糙度分析
    5.3 小结
6 阳极氧化处理对铝合金/PA6复合试样的结构性能影响
    6.1 实验部分
        6.1.1 实验材料
        6.1.2 主要设备及分析仪器
        6.1.3 测试与表征
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 搭接接头拉伸剪切性能分析
        6.2.2 复合试样搭接接头铝合金断裂面的SEM分析
        6.2.3 铝合金表面物质成分的分析
        6.2.4 PA6在铝合金表面的润湿性分析
    6.3 小结
结论
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：3890233