论文部分内容阅读
材料通过不同性质的界面连接可以得到与原来材料不同的性能,界面在其中发挥了重要的作用。胶接结构被广泛用于航空、航天和汽车等领域,但是由于粘接界面存在缺陷或者粘接强度不足对胶接结构的使用带来很大隐患。超声波作为一种机械波,在材料中传播时能够携带材料内部结构的信息,因此可以通过对超声波信号进行分析,从而实现对胶接结构的检测与表征。本文采用玻璃胶、不同固化剂含量的环氧树脂胶粘剂以及热压等手段制备了不同聚合物粘接试样,测量了不同粘接结构的粘接强度,并结合断面形貌进行了分析。然后采用超声脉冲反射法、透射法和声-超声检测法对粘接试样进行检测,并对接收信号进行分析。研究结果表明:制备的各种粘接试样具有不同的粘接强度:玻璃胶粘接试样和不含固化剂的环氧树脂胶粘剂粘接试样的强度最低,前者界面粘附强度低,发生脱粘,后者界面内聚强度低,发生界面层内聚破坏;固化剂含量为25%和50%时的粘接试样的强度最高,发生界面层内聚破坏,并且后者的强度更高;固化剂含量为75%时的粘接试样的强度较低,发生脱粘;热压粘接试样中不存在界面,强度最高。不同超声波检测方法得到的部分参数与粘接强度具有密切关系:由反射法计算得到的粘接试样声速能够反映不同胶粘剂的粘接强度,而界面层的声速能够反映不同固化剂含量的环氧树脂胶粘剂的粘接强度。以第一临界角入射时,透射信号振幅谱积分、透过率、功率谱积分以及归一化振幅谱积分与界面粘接强度之间有较好的对应关系,能够作为表征界面粘接强度的特征参数。声-超声信号能量积分SWF反映粘接试样整体对应力波的传输效率,与界面粘接强度之间有很好的对应关系,能够作为表征界面粘接强度的特征参数。不同的检测方法具有不同的优劣,但总体上超声波检测可作为聚合物界面粘接强度的有效表征方法。