复合材料的胶合表面处理的方法课件.ppt

1、材料與加工-期末報告組員： 10113333 顧芮聞 10113334 許 鶴 10113335 白豆豆 10113336 張靖鑫班級：工業設計 四日 二A複合材料的貼合複合材料複合材料- -簡介簡介定義：複合材料是定義：複合材料是由兩種材料相結合而成由兩種材料相結合而成的，其的，其可獲得兩種原始材料皆無法可獲得兩種原始材料皆無法單獨具有的綜合性質單獨具有的綜合性質。複合材料具有與眾不同的剛性、強度、重量、高溫性。複合材料具有與眾不同的剛性、強度、重量、高溫性能、耐蝕性、硬度與傳導性的組合。能、耐蝕性、硬度與傳導性的組合。分類：複合材料依材料的形狀可分成三類，分類：複合材料依材料的形狀可分成三

2、類，顆粒狀顆粒狀的、的、纖維狀纖維狀的，及的，及層狀層狀的。的。主要成份：複合材料一般是由主要成份：複合材料一般是由強化材料強化材料（reinforcementreinforcement）和）和基材基材（matrixmatrix）組合而成。通常補強材料以纖維形態為主，因為尺寸效應，使材料缺陷存在組合而成。通常補強材料以纖維形態為主，因為尺寸效應，使材料缺陷存在的機率相對降低，而提高材料的強度。的機率相對降低，而提高材料的強度。複合材料的主要成份與性質：複合材料的主要成份與性質：強化材料強化材料剛性剛性強度強度抗模數抗模數複合材料複合材料高性能高性能高可靠度高可靠度高設計彈性高設計彈性基材基材物

3、理性質物理性質化學性質化學性質加工性質加工性質形態：形態： 複合材料一般可分為纖維強化，粒狀（複合材料一般可分為纖維強化，粒狀（particulateparticulate）強化，層狀（）強化，層狀（laminar)laminar)強化，片狀（強化，片狀（flakeflake）強化，與填充（）強化，與填充（filledfilled）強化等五種。）強化等五種。複合材料複合材料- -簡介簡介應用應用：航空領域的應用航空領域的應用太空方面的應用太空方面的應用醫療方面的應用醫療方面的應用建築與工程方面的應用建築與工程方面的應用汽車與運輸工業的應用汽車與運輸工業的應用運動器材方面的應用運動器材方面的應用

4、 複合材料複合材料- -簡介簡介可使用的溫度範圍：可使用的溫度範圍： 複合材料可使用的溫度範圍主要依其所使用的基材不同而異，其涵蓋的範複合材料可使用的溫度範圍主要依其所使用的基材不同而異，其涵蓋的範圍極廣。圍極廣。 優點：優點：重量重量輕輕極高之比極高之比強度強度（Specific Specific StrengthStrength）與比）與比彈性彈性係數係數（Specific ModulusSpecific Modulus）。）。設計自由度設計自由度高，產品多樣化。高，產品多樣化。耐疲勞性耐疲勞性好。好。抗氧化、耐腐蝕抗氧化、耐腐蝕。熱膨脹性熱膨脹性小。小。複合材料複合材料- -簡介簡介複合

5、材料與其他材料的關係複合材料與其他材料的關係 由圖可知複合材料與高分子材料。陶瓷材料，及金屬材料均有極密切的關由圖可知複合材料與高分子材料。陶瓷材料，及金屬材料均有極密切的關係。係。 分分 子子 材材 高高 料料 陶陶 複複 合合 金金 瓷瓷 材材 料料 屬屬 材材 材材 料料 料料 小知識：小知識：混凝土混凝土既是水泥和砂既是水泥和砂石的混合物，其就是一種顆粒狀的石的混合物，其就是一種顆粒狀的複合材料；複合材料；纖維玻璃纖維玻璃（fiberglassfiberglass）就是將玻璃纖維埋置于聚合物中而就是將玻璃纖維埋置于聚合物中而得到的材料，它是一種纖維強化的得到的材料，它是一種纖維強化的複

6、合材料；及複合材料；及具有交錯的膠合木板具有交錯的膠合木板層的多層木板層的多層木板是一種層狀的複合材是一種層狀的複合材料、若強化的顆粒是均勻的分佈，料、若強化的顆粒是均勻的分佈，則此顆粒狀的複合材料具有等向性則此顆粒狀的複合材料具有等向性的性能；的性能；纖維複合材料纖維複合材料可能是等向可能是等向性，也可能是異向性；性，也可能是異向性；曾裝的複合曾裝的複合材料材料通常表現出異向性的行為。通常表現出異向性的行為。複合材料複合材料- -簡介簡介複合材料的發展過程複合材料的發展過程橡膠複合材料碳纖維複合材料複合材料電纜支架再生樹脂複合材料第五代戰機複合材料pvd複合材料複合材料的貼合貼合工藝：貼合工

7、藝：貼合是一個貼合是一個多重機械裱褙成型過程多重機械裱褙成型過程，它，它通過瓦楞上膠，熱板平臺預熱，限位加通過瓦楞上膠，熱板平臺預熱，限位加壓，冷卻成型，裁切而達到成型成品。壓，冷卻成型，裁切而達到成型成品。瓦楞形成良好的貼合，溫度是必不可少瓦楞形成良好的貼合，溫度是必不可少的因素之一。而成為良好的製成品，達的因素之一。而成為良好的製成品，達到較好的貼合，楞與楞之間，楞與浪面到較好的貼合，楞與楞之間，楞與浪面之間，必須要有一個良好的貼合平臺，之間，必須要有一個良好的貼合平臺，這就是我們常常所說的平整勻稱。肉澤這就是我們常常所說的平整勻稱。肉澤受力不均勻，形成折皺，貼合不良，開受力不均勻，形成折

8、皺，貼合不良，開層、脫膠，造成不良品。層、脫膠，造成不良品。爲了達到良好的貼合，而又保障機械製爲了達到良好的貼合，而又保障機械製成品的瓦楞形狀，厚度、標高及品質，成品的瓦楞形狀，厚度、標高及品質，貼合輸送帶一般採取高度限位，定位，貼合輸送帶一般採取高度限位，定位，加壓，即保障輸送到位，又保障壓力限加壓，即保障輸送到位，又保障壓力限度，形成彈性空間，通過摩擦輸送，冷度，形成彈性空間，通過摩擦輸送，冷卻到位，裁切而達到成型成品。卻到位，裁切而達到成型成品。綠源無機聚氨酯複合板外牆保溫體系：複合板兩面水泥綠源無機聚氨酯複合板外牆保溫體系：複合板兩面水泥布界面與建築材料施工無界面，可任意貼合，牢固一體

9、。布界面與建築材料施工無界面，可任意貼合，牢固一體。衣服鞋帽複合材料的貼合衣服鞋帽複合材料的貼合複合材料的膠合膠合：膠合： 利用膠合技術應用到個零組件的組裝，已相當廣泛，其方法與傳統的機械結合利用膠合技術應用到個零組件的組裝，已相當廣泛，其方法與傳統的機械結合不同，膠合技術有其獨特之優點為其他搭接方法所無法取代的。不同，膠合技術有其獨特之優點為其他搭接方法所無法取代的。膠和方法的優點：膠和方法的優點： 可以可以充分利用被膠合材料的強度充分利用被膠合材料的強度提高提高搭接疲勞壽命搭接疲勞壽命減輕減輕重量重量根據需求，根據需求，選用適當的膠料選用適當的膠料應用範圍應用範圍廣廣耐環境力耐環境力強強施

10、工作業簡單施工作業簡單複合材料的膠合膠合件的表面處理：膠合件的表面處理： 零組件組裝時要得到性能優越的膠和強度，除慎選膠料及結合設計零組件組裝時要得到性能優越的膠和強度，除慎選膠料及結合設計外，組合件表面處理的恰當與否關係膠和強度很大，這也是膠合成功的外，組合件表面處理的恰當與否關係膠和強度很大，這也是膠合成功的關鍵因素。關鍵因素。表面處理的目的：表面處理的目的：出去膠合件表面的污穢物。出去膠合件表面的污穢物。表面粗造化，增加表面接觸面積。表面粗造化，增加表面接觸面積。提高膠合件的表面能，增進膠料在材料表面的濕潤性。提高膠合件的表面能，增進膠料在材料表面的濕潤性。改進材料表面的化學性質，增進膠

11、合件對環境的耐腐蝕性。改進材料表面的化學性質，增進膠合件對環境的耐腐蝕性。複合材料的膠合表面處理的方法：表面處理的方法：膠合件的表面處理方法依材質而不同，一般可分為物理（機械）方法膠合件的表面處理方法依材質而不同，一般可分為物理（機械）方法及化學方法兩種。及化學方法兩種。常用的砂紙打磨、吹砂及機械加工等均屬於物理方法。用無機酸鹼蝕常用的砂紙打磨、吹砂及機械加工等均屬於物理方法。用無機酸鹼蝕洗、溶劑洗滌、及陽極化等處理則屬於化學方法。這些方法可單獨使洗、溶劑洗滌、及陽極化等處理則屬於化學方法。這些方法可單獨使用或結合兩種以上方式，以達到更好的效果，表面處理方法有：用或結合兩種以上方式，以達到更好

12、的效果，表面處理方法有：脫脂除油處理脫脂除油處理機械物理處理機械物理處理化學處理法化學處理法施塗底膠施塗底膠放電處理法放電處理法複合材料的膠合膠和長度與膠和強度：膠和長度與膠和強度： 一般人的想法，總認為結構件膠和長度越長，其膠合強度越高，這種觀念是錯一般人的想法，總認為結構件膠和長度越長，其膠合強度越高，這種觀念是錯誤的，它跟膠和厚度與膠和強度間關係是一樣的。當膠合長度在某一長度時其膠誤的，它跟膠和厚度與膠和強度間關係是一樣的。當膠合長度在某一長度時其膠合強度達到最大值，原因是膠合長度在短距離時，其應力可均勻分佈于交界面上，合強度達到最大值，原因是膠合長度在短距離時，其應力可均勻分佈于交界面

13、上，膠接達一定長度時，膠和強度不再增加，故做膠合搭接時，應慎重考慮大姐長度膠接達一定長度時，膠和強度不再增加，故做膠合搭接時，應慎重考慮大姐長度與膠料的厚度。與膠料的厚度。膠料選用：膠料選用：膠料選用受膠合件使用的溫度、環境、加工硬化溫度、模數大小及接合件材料來膠料選用受膠合件使用的溫度、環境、加工硬化溫度、模數大小及接合件材料來決定，目前所使用的膠料，大致可分為四類：決定，目前所使用的膠料，大致可分為四類：第一類：可暴露于溫度範圍第一類：可暴露于溫度範圍- 67180- 67180F F，連續使用，連續使用192192小時，而不影響強度者，小時，而不影響強度者，如如EA934EA934，EA

14、9320EA9320（Hysol product)Hysol product)。第二類：可暴露于溫度範圍第二類：可暴露于溫度範圍- 67250- 67250F F，連續使用，連續使用192192小時，而不影響強度者，小時，而不影響強度者，如如FM73(American Cyanamid product)FM73(American Cyanamid product)。第三類：可暴露于溫度範圍第三類：可暴露于溫度範圍- 67300- 67300F F，連續使用，連續使用192192小時，而不影響強度者，小時，而不影響強度者，如如R-398(Ciba Geigy product)R-398(Ciba

15、 Geigy product)。第四類：可暴露于溫度範圍第四類：可暴露于溫度範圍- 67500- 67500F F，連續使用，連續使用192192小時，而不影響強度者，小時，而不影響強度者，如如IP-600IP-600。複合材料的膠合膠料的分類：膠料的分類：依使用功能的不同，又可分為下列幾種膠料：依使用功能的不同，又可分為下列幾種膠料：片狀膠（片狀膠（Film AdhesiveFilm Adhesive）：用於金屬與金屬或蜂巢結構件的主要、次要結構）：用於金屬與金屬或蜂巢結構件的主要、次要結構件。件。底膠（底膠（PrimerPrimer）：配合相對片膠使用，確保金屬零件在表面處理后，不受環）：

16、配合相對片膠使用，確保金屬零件在表面處理后，不受環境污染或氧化腐蝕，可提供更加的結合強度。境污染或氧化腐蝕，可提供更加的結合強度。發脹膠（發脹膠（Foam AdhesiveFoam Adhesive）：供蜂巢與蜂巢結合，或蜂巢與金屬擋頭結合，以）：供蜂巢與蜂巢結合，或蜂巢與金屬擋頭結合，以達緊密堅實作用。達緊密堅實作用。填隙膠（填隙膠（Shim AdhesiveShim Adhesive）：用於結構件相互接配之間隙補平，一般為室溫成）：用於結構件相互接配之間隙補平，一般為室溫成型膠。型膠。密封膠（密封膠（SealantSealant）：用於結構件的封邊，接合的隙縫密封，及郵箱防漏。）：用於結構

17、件的封邊，接合的隙縫密封，及郵箱防漏。耐壓膠（耐壓膠（Potting CompoundPotting Compound）：用於蜂巢件之螺栓固定，及不搶耐壓。）：用於蜂巢件之螺栓固定，及不搶耐壓。複合材料的接合接合：接合：結構件膠和效果，除了和表面處理方法有關外，和接合體（結構件膠和效果，除了和表面處理方法有關外，和接合體（ad-ad-herend)herend)厚度及結合方式有關，目前已知的膠和方式有下列五種：厚度及結合方式有關，目前已知的膠和方式有下列五種：單疊接單疊接（Single lap jointSingle lap joint）膠合）膠合雙疊接雙疊接（Double lap joint

18、Double lap joint）膠合）膠合斜嵌接斜嵌接（Tapered-strap jointTapered-strap joint）膠合）膠合段接段接（Stepped-lap jointStepped-lap joint）膠合）膠合嵌接嵌接（Scraf-lap jointScraf-lap joint）膠合）膠合複合材料的接合黏著劑：黏著劑：一黏著接點一黏著接點(Adhesive joint)(Adhesive joint)係以一薄層黏著劑接合兩個材料（黏著體）所組成的。係以一薄層黏著劑接合兩個材料（黏著體）所組成的。黏著劑可定義為藉表面黏附可將材料固定在一起的任何物質。黏著劑具有一優於其

19、他黏著劑可定義為藉表面黏附可將材料固定在一起的任何物質。黏著劑具有一優於其他結合法的優點，在於它們可應用於任何材料表面，諸如玻璃與金屬，金屬與金屬，金結合法的優點，在於它們可應用於任何材料表面，諸如玻璃與金屬，金屬與金屬，金屬與塑膠，塑膠與塑膠，及陶瓷與陶瓷等材料可結合在一起。值得注意的以黏著劑結屬與塑膠，塑膠與塑膠，及陶瓷與陶瓷等材料可結合在一起。值得注意的以黏著劑結合的結構元（合的結構元（Structural members)Structural members)無任何殘留應力。此使其他可完全利用任何材料的無任何殘留應力。此使其他可完全利用任何材料的天賦強度，因此降低整個單元的重量。黏著劑

20、的一嚴重缺點是因為它們大多數為有機天賦強度，因此降低整個單元的重量。黏著劑的一嚴重缺點是因為它們大多數為有機材料，故不能用於高溫且它們的強度隨溫度上升而急劇降低。材料，故不能用於高溫且它們的強度隨溫度上升而急劇降低。高表面能的材料間的黏著是高的，因為這樣將使一結合更難被破壞。因真正的固體錶高表面能的材料間的黏著是高的，因為這樣將使一結合更難被破壞。因真正的固體錶面有許多不規則狀，故真實的表面積比視表面積大許多倍而且黏著的功應比以視面積面有許多不規則狀，故真實的表面積比視表面積大許多倍而且黏著的功應比以視面積估計的高許多。然而，主要的困難為完全填滿在黏著體表面與黏著劑之間。為完成此，估計的高許多

21、。然而，主要的困難為完全填滿在黏著體表面與黏著劑之間。為完成此，液體黏著劑必須穿透所有孔隙與裂縫，消除氣袋以使黏著體與黏著劑間形成均一的黏液體黏著劑必須穿透所有孔隙與裂縫，消除氣袋以使黏著體與黏著劑間形成均一的黏合。合。對好的潤濕而言，液體黏著劑與固體黏著體間的接觸角應盡可能小於施工期間黏著劑對好的潤濕而言，液體黏著劑與固體黏著體間的接觸角應盡可能小於施工期間黏著劑的黏度應低以使其易流入孔隙與裂縫。的黏度應低以使其易流入孔隙與裂縫。當接觸角增加時，潤澤降低且傾向於增加黏著劑當接觸角增加時，潤澤降低且傾向於增加黏著劑- -黏著體界面的氣袋的發展。這些氣袋黏著體界面的氣袋的發展。這些氣袋當做應力集中產源對黏著劑與黏著體表面間的界面結合強度有不利的影響。當做應力集中產源對黏著劑與黏著體表面間的界面結合強度有不利的影響。膠合板膠合板門框密封採用複合材料膠合而成門框密封採用複合材料膠合而成6/16/202217谢谢观赏Make Presentation much more fun