钛表面阳极氧化处理对TA2/聚醚醚酮(PEEK)粘结性能的影响

作者：徐飞; 潘蕾; 白云瑞; 曹佳梦; 陶杰; 陶海军; 蔡雷

来源：航空学报, 2014, 35(06): 1724-1732.

• TA2
• 阳极氧化
• 聚醚醚酮
• 界面
• 双悬臂梁
• 断裂韧性

为了改善TA2/Cf/PEEK纤维金属混杂层板中TA2/PEEK的界面粘结性能,利用NaTESi恒压阳极氧化法对TA2板进行表面改性。首先通过正交试验对阳极氧化工艺进行优化,对不同处理工艺的TA2板表面进行了XRD、SEM分析以及粗糙度的表征;其次,研究了钛板表面改性对TA2/PEEK界面结合强度及断裂韧性的影响。结合扫描电镜图进行表面粗糙度及剪切强度的极差分析,发现随着阳极氧化时间的增长,表面粗糙度减小,TA2/PEEK接头的单搭剪切强度下降。对不同工艺下单搭接头的拉伸剪切强度进行比较后,确定了利于提高TA2/PEEK界面结合强度的最优工艺为恒压10V、在35℃下阳极氧化10min;该种工艺处理后的钛板表面粗糙度为1.34μm,其表面形貌为纳米颗粒,粒径尺寸为100200nm,在阳极氧化时间为10min、电压为10V时,其表面纳米颗粒分布最为均匀,该种形貌下制备的TA2/PEEK界面剪切强度达到19MPa,失效模式为混合破坏;通过载荷-位移曲线、R曲线,对此工艺下TA2/PEEK界面I型层间断裂韧性进行了表征,发现其平均能量释放率为188.1J/m2,相比于未经表面处理的试样增加了103.1%,阳极氧化工艺处理后的TA2/PEEK界面抗分层能力更好。

• 单位
  南京航空航天大学