航空级碳纤维增强树脂基复合材料的胶接研究进展

张金栋1, 李昶2, 刘刚1, 斯阳2, 俞建勇2 ( 1.东华大学　材料科学与工程学院，纤维材料改性国家重点实验室，先进低维材料中心；2.东华大学　纺织科技创新中心)

摘要 ：结构轻量化对于航空领域至关重要，基于轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料的表面处理及胶接技术需求日益增长，本文系统回顾了航空级碳纤维增强树脂基复合材料的胶接相关研究进展，介绍了现有的胶接理论、胶粘剂与仿生粘附理论、常见的复合材料表面处理技术及表界面性能和胶接性能表征方法。重点对比了模压成型与热压罐成型、热塑性复合材料与热固性复合材料、同种材料胶接与异质胶接等对最终胶接性能的影响机制。结果表明：复合材料成型工艺影响制得复合材料表面情况，应选择与表面情况匹配的胶接前表面处理方法；对于新兴的热塑性复合材料，由于材料自身的高韧性和表面化学惰性，较传统的热固性复合材料需要更高能量的表面活化处理；对于异质胶接，不可忽视胶层两侧待胶接材料的表面性质差异对胶接的影响。目前，复合材料胶接相关技术正朝着多样化、规模化、自动化的方向发展，未来有望形成轻量化航空构件胶接成型技术体系，在航空制造业发挥更大的作用。

关键词：碳纤维；复合材料；胶接；表面处理；航空；树脂基复合材料