锚固效应:接缝处的接合强度比接合材料还要高

2014-08-29  来源1:复材在线 作者:复材在线 浏览次数:4233 收藏  |  分享

从全球看,日本的接合技术公认十分出色。其中尤其值得关注的是,可在狭小面积上获得高接合强度的、树脂与金属的接合技术。接合面的接合强度可达到与树脂本身同等或以上的水平。而且,还可在没有粘合剂涂抹部分的情况下,将棒材及板材的截...
从全球看,日本的接合技术公认十分出色。其中尤其值得关注的是,可在狭小面积上获得高接合强度的、树脂与金属的接合技术。接合面的接合强度可达到与树脂本身同等或以上的水平。而且,还可在没有粘合剂涂抹部分的情况下,将棒材及板材的截面相互连接起来。

凭借这些技术,可制造出将树脂和金属各自的特性相互结合起来的部件。比如,可将原来完全用树脂制造的部件的一部分换成金属,仅使该部分通电或者提高强度等。

树脂与金属能够实现强力接合的主要原因之一在于“锚固效应”。顾名思义,这种效应是指像锚勾住海底凹处一样,树脂进入金属的微细凹坑后不发生移动,从而产生极强的接合强度。

在金属表面形成微细凹凸

基于锚固效应的接合技术需要在金属表面设置细小凹坑(微孔),并使树脂进入这些凹坑。让树脂进入凹坑时,可使用将金属部件放入模具并注入熔融树脂的嵌入成型技术。熔融树脂需要具备可随着细小凹凸流动的高流动性。

日本大成PLAS(总部:东京)将金属用碱性液体清洗后施以酸中和,然后再浸入水合肼溶液,在金属表面获得了细小的孔。通过对化学药剂的浓度、成分、浸泡时间及温度等条件做细致的调整,可制造出尺寸适合于树脂接合对象的微孔。日本电路板厂商MEC也使通过药品进行金属处理后,实现了与树脂的接合。采用这些技术来接合铝合金和PPS(聚苯硫醚,Polyphenylene Sulfide)时,在拉伸试验中可获得35M~45MPa的接合强度(相当于400kg/cm2左右)。

在金属表面制造凹凸时,除了使用化学药剂外,还可使用其他方法,比如通过照射激光雕刻出细小沟槽,以及利用氧化铝覆膜的多孔质构造,等等。

除了锚固效应外,接合强度还得益于在相邻分子间发挥作用的分子间引力,以及由分子与原子级共价键或金属键产生的作用力。锚固效应可通过显微镜照片等间接研究接合力是如何产生的,可以说是一种比较容易理解的机械现象。(end)

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