تأثيرات المعالجة السطحية على أداء المواد اللاصقة في الوصلات المركبة إلى مركبة والوصلات المركبة إلى المعدن

تتناول هذه الدراسة التحدي المستمر لربط المواد المماثلة وغير المماثلة باستخدام الوصلات المركبة إلى مركبة والوصلات المركبة إلى المعدن. أُجريت هذه الدراسة لتقييم تأثيرات الشكل السطحي والمعالجات السطحية على الأداء الميكانيكي للوصلات المتصلة باللاصق المستخدمة في صناعة الطيران. تم اختيار راتنج إيبوكسي مقوى متاح تجاريًا كلاصق. تم اختيار الألياف الكربونية أحادية الاتجاه وسبائك الألمنيوم 2021-T3 للوحين المركب والمعدني، على التوالي. شملت معالجة سطح المعدن القضاء على التآكل يليها طلاء سطحي غير نشط باستخدام Alodine®. تم استخدام مجموعة من طرق المعالجة السطحية لنماذج المركب والمعدن، بما في ذلك تنظيف بالمُنظفات، التعرض للبلازما، والرمل. تم تقييم قوة القص للوحدة اللاصقة ذات الالتحام الأحادي وفقًا لمعيار ASTM D1002. تم دراسة تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية (UV) والتعرض للبلازما من خلال قياس زوايا تلامس الماء. أظهرت نتائج الاختبارات أن الألمنيوم المعالج بالرمل، والمنظف، والأشعة فوق البنفسجية نتج عنه أقوى ارتباط لاصق للوحات المركب إلى المركب، بينما عينة المركب إلى المعدن التي تم تنظيفها باستخدام المنظف فقط نتج عنها أقل قوة ارتباط. تم تقليل إجهاد الفشل لارتباط المركب إلى المركب بحوالي 50% باستخدام الرمل فقط. ومع ذلك، لم تؤدي المعالجة المطولة إلى إدخال هشاشة إضافية في الوصلة اللاصقة. تحسنت قوة الارتباط للوحات المركب إلى المركب بحوالي 35% باستخدام معالجة البلازما فقط بسبب التحسين في الوظائف السطحية وقوة الارتباط. في عملية ربط المركب إلى الألمنيوم، أدى تعرض السطح الألمني لإشعاع الأشعة فوق البنفسجية إلى زيادة قوة الارتباط بنسبة 30% مقارنةً بطبقة Alodine®، مما يشير إلى نشوء مجموعات تساهمية ذات معاملات أعلى من الصفات. أظهرت مقارنة بالنتائج المنشورة أن قوة الارتباط في كلا من النماذج المماثلة وغير المماثلة أعلى من معظم النتائج الأخرى. أظهرت الملاحظات التفصيلية ودراسات التحليل السطحي أن فشل الربط بين المركب إلى المركب حدث بشكل رئيسي بسبب الفشل اللاصق والتماسك؛ ومع ذلك، كان فشل ربط المركب إلى الألمنيوم غير متجانس، حيث حدث الفشل اللاصق في الجانب الألمنيوم وفشل الركيزة حدث في جانب المركب.