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激光表面处理工艺 可提供更高质量的碳纤维

美国橡树岭国家实验室(ORNL)研究人员研发的,用于汽车轻量化的碳纤维复合材料和其他多种材料黏合的激光表面处理工艺,有望取代通过研磨砂、喷钢砂及对环境有害溶剂的手工处理材料表面工艺技术,将有助于提供更高质量的碳纤维。

这种处理工艺成本低且灵活性高,因为在黏合前通过激光去除表面材料层能够提高接点的性能,并且为大批量自动化使用提供了可能性。

ORNL研究员和研发团队领导Sabau表示:“我们的技术大大优于传统的表面处理方法。鉴于能极大地降低碳纤维聚合物复合材料成本,这种方法增加了汽车行业使用这种轻质高强度材料的用途,同时还能将汽车和卡车的重量减轻750磅。”

铝和碳纤维聚合物复合材料的表面处理是黏合过程中的关键一步,将会直接影响接缝的质量。

在生产轧制过程中,铝表面往往会形成油层和其他污染物,而碳纤维表面则通常含有许多脱模材料。

“这些表面污染物能影响表面能量和粘合质量,因此移除它们至关重要。”Sabau解释道。此外,激光穿透到顶层树脂层,使得单个碳纤维进行曝光以便直接黏合到黏合剂,从而实现更高质量的黏合。

相比传统制备的基线接头,通过激光结构表面制备的接头所吸收的能量大约要多200%。

Sabau表示,这种工艺也加倍了接头的能量吸收,因此可用于碰撞安全装置及装甲车辆。

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