碳纖維與鋁合金粘結(jié)技術(shù)工藝

隨著科技日新月異地發(fā)展，越來越多的新材料被人們開發(fā)利用，并廣泛運(yùn)用于航天、航空、汽車、 電子、 機(jī)械、化工等各種領(lǐng)域。從上個世紀(jì)40年代開始，復(fù)合材料發(fā)展迅速，現(xiàn)代高科技的發(fā)展已經(jīng)離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。碳纖維材料就是其中一種比較典型的復(fù)合材料。
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碳纖維(carbon fiber，簡稱CF)，是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。 123,123

碳纖維具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。

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碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。

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如今碳纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，很多超級跑車的車身、懸架、空氣動力學(xué)套件都運(yùn)用了碳纖維復(fù)合材料。其中以F1方程式賽車運(yùn)用最多，5%體積和30%的質(zhì)量都是碳纖維復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料的能量吸收特點(diǎn)對提高賽車運(yùn)動的安全性做出了很大貢獻(xiàn)。

碳纖維在FSAE賽車領(lǐng)域的應(yīng)用變得越來越廣泛，傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu) 已經(jīng)不能滿足賽車減重的要求。而且碳纖維還能避免金屬焊接時的熱變形造成的誤差。碳纖維在FSAE賽車中的應(yīng)用，特別是在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，要求粘接位置有一定的強(qiáng)度。在粘接方面國內(nèi)已有部分關(guān)于碳纖維與合金粘接的研究，并能達(dá)到較好的粘接強(qiáng)度，但不足以滿足FSAE賽車的某些正常行駛和極 限工況的要求。本項(xiàng)研究目的在于進(jìn)一步發(fā)掘碳纖維復(fù)合材料在汽車懸架上的應(yīng)用，使其能滿足FSAE賽車各種極限工況下的力學(xué)需求。 123456