编号：CYYJ02949
篇名：表面形貌对TB8钛合金/环氧树脂粘结性能的影响
作者：刘斌 谢兰生 陈明和
关键词：TB8钛合金 等离子刻蚀 表面形貌 化学成分 润湿性 粘结性能
机构：南京航空航天大学
摘要：目的通过在基体表面构建出不同的微观结构,提升环氧树脂与钛合金的粘结强度。方法采用等离子刻蚀设备,调节气体流量、处理时间、RF功率对TB8钛合金样品进行处理,并对处理过的样品进行单搭接接头制备。利用扫描电子显微镜对等离子刻蚀前后的样品表面形貌进行研究,利用XPS分析刻蚀前后样品表面化学成分变化,利用水接触角表征样品表面润湿性,利用电子万能试验机对等离子刻蚀处理后的样品与环氧树脂的粘结强度进行研究。结果采用CF4对样品进行等离子化学刻蚀,不同的刻蚀时间形成了不同类型的表面微观结构,其中圆粒状结构比蜂窝坑结构表面的粘结性能优越。采用Ar对样品进行等离子溅射刻蚀,样品表面形成纳米级片状微坑结构。等离子刻蚀后,基体表面更加洁净,活性增强,水接触角基本降为0°,润湿性显著提升。等离子刻蚀处理前,样品与环氧树脂的粘结强度为5.32 MPa;等离子刻蚀处理后,样品与环氧树脂的粘结强度可达23.25 MPa,而经喷砂后,等离子刻蚀处理的样品与环氧树脂的粘结强度高达30.29 MPa。最佳等离子刻蚀处理工艺参数为RF功率540 W,气体流量120 mL/min,处理时间50 min,喷砂后最佳等离子刻蚀工艺参数为RF功率540 W,气体流量120 mL/min,处理时间40 min。结论等离子刻蚀处理能够显著提升TB8钛合金的粘结性能,结合喷砂复合处理效果更佳。
