美研究人員利用激光表面處理制備高質(zhì)量碳纖維，這種處理工藝成本低且靈活性高，因?yàn)樵陴ず锨巴ㄟ^(guò)激光去除表面材料層能夠提高接點(diǎn)的性能，并且為大批量自動(dòng)化使用提供了可能性。據(jù)專家介紹，日前美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)研究人員研發(fā)的，用于汽車輕量化的碳纖維復(fù)合材料和其他多種材料黏合的激光表面處理工藝，有望取代通過(guò)研磨砂、噴鋼砂及對(duì)環(huán)境有害溶劑的手工處理材料表面工藝技術(shù)，將有助于提供更高質(zhì)量的碳纖維。
ORNL研究員和研發(fā)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)Sabau表示：“我們的技術(shù)大大優(yōu)于傳統(tǒng)的表面處理方法。鑒于能極大地降低碳纖維聚合物復(fù)合材料成本，這種方法增加了汽車行業(yè)使用這種輕質(zhì)高強(qiáng)度材料的用途，同時(shí)還能將汽車和卡車的重量減輕750磅。”鋁和碳纖維聚合物復(fù)合材料的表面處理是黏合過(guò)程中的關(guān)鍵一步，將會(huì)直接影響接縫的質(zhì)量。在生產(chǎn)軋制過(guò)程中，鋁表面往往會(huì)形成油層和其他污染物，而碳纖維表面則通常含有許多脫模材料。
“這些表面污染物能影響表面能量和粘合質(zhì)量，因此移除它們至關(guān)重要。”Sabau解釋道。據(jù)專家介紹，此外，激光穿透到頂層樹(shù)脂層，使得單個(gè)碳纖維進(jìn)行曝光以便直接黏合到黏合劑，從而實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的黏合。相比傳統(tǒng)制備的基線接頭，通過(guò)激光結(jié)構(gòu)表面制備的接頭所吸收的能量大約要多200%。Sabau表示，這種工藝也加倍了接頭的能量吸收，因此可用于碰撞安全裝置及裝甲車輛。
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