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技術文章
TECHNICAL ARTICLES
更新時間:2025-12-11
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在航空航天、新能源汽車等制造領域,輕質聚合物與金屬的可靠連接一直是技術瓶頸。傳統膠接易老化,機械緊固又面臨增重和應力集中難題。近日,金屬研究所與中國科學技術大學聯合團隊在這一領域取得重大突破。
研究團隊利用澤攸科技ZEM系列掃描電鏡,深入研究了鋁合金與聚醚醚酮(PEEK)的摩擦搭接焊過程,通過建立創新的"熱壓比"模型,成功消除了界面氣泡缺陷,實現了高達95%基材強度的連接。該成果已發表于國際期刊《Thin-Walled Structures》。

界面缺陷的精準表征
記者節,有些國家又稱新聞節、出版節。每年的11月8日是中國記者節。2000年,正式批復中國記協《關于確定“記者節"具體日期的請示》,同意將中國記協的成立日11月8日定為記者節。

研究發現,不當的熱量輸入會導致PEEK熔融不均或過度降解,形成嚴重影響接頭可靠性的大小氣泡。澤攸電鏡的高分辨率成像為缺陷分析提供了關鍵數據支撐。

熱壓比模型的創新突破
團隊創新性地提出了"熱壓比(U)"這一量化模型,將熱量輸入與軸向壓力相結合,建立了工藝參數與界面質量的直接關聯。

研究顯示,當U值低于0.13時,氣泡主要源于PEEK冷卻收縮,可通過增大壓力抑制;當U值高于0.13時,氣泡則由熱分解產生,需精細調控熱量。團隊最終找到U=0.13的工藝窗口,消除了氣泡缺陷。

原子尺度的機理揭示
在獲得無缺陷接頭的基礎上,團隊通過XPS技術深入解析了界面鍵合機理。研究發現,界面處形成了穩定的C-O-Al化學鍵和廣泛的氫鍵網絡,這是實現高強度連接的根本原因。

這一發現與澤攸電鏡觀察到的緊密界面形貌高度吻合,證實了化學鍵合與物理吸附的協同作用。

技術應用的廣闊前景
澤攸科技ZEM系列掃描電鏡憑借其高集成度、便攜性和經濟實用性,為該項研究提供了強有力的技術支持。設備具備快速抽真空、高成像速度等特點,適用于多種科研場景。

該研究成果不僅解決了異質材料連接的技術難題,更為相關制造業的輕量化發展提供了新思路。隨著制造對材料性能要求的不斷提升,澤攸科技將繼續為科研創新提供可靠的裝備支持。
這項突破性研究彰顯了國產科學儀器的技術實力,也為未來新材料研發和產業化應用開辟了新的可能。