编号：CYYJ02533

篇名：碳纤维增强树脂基复合材料与铝/镁合金连接研究进展

作者： 金启豪 陈娟 彭立明 李子言 阎熙 李春曦 侯城成 袁铭扬

关键词： 轻量化 异种材料连接 碳纤维增强树脂基复合材料 铝/镁合金 搅拌摩擦焊

机构： 上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心 上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室

摘要： 运载工具的轻量化是解决当前能源危机和环境问题的重要手段之一,得到国内外学者的高度重视。碳纤维增强树脂基(carbon fiber-reinforced polymer,CFRP)复合材料和以铝镁为代表的轻合金具有一系列优异的力学性能与加工特性,是极具应用前景的轻量化材料,实现这两种材料之间的有效连接,成为当下研究的热点。然而由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文通过对胶接、机械紧固、搅拌摩擦及其变种工艺连接技术的研究进展、优缺点、发展趋势进行汇总分析,考察不同连接方式下获得接头的微观形貌,总结了CFRP与铝镁轻合金搅拌摩擦连接的三种机理包括宏观锚定、微观机械嵌合与化学键连接。最后,基于以上三种连接机理,指出进一步提升混合接头性能的关键在于增大金属母材表面粗糙度,增加熔融高分子面积和采用混合连接工艺。