被粘材料的表面处理与胶接

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1、被粘材料的表面处理与胶接（一）表面特性的影响　　1、清洁度：金属表面吸附着一层内聚强度低的表面能低的污染层和氧化膜，这将降低胶接强度。一般地，金属表面干净时，接触很小甚至为零。材料处理后接触随时间而变化，在空气中易受环境气氛的污染，接触角升高，约5H后接触角趋于稳定。　　　　　　　　　　表面处理前后的接触角和胶接强度金属处理方法接触角（度）剪切强度Mpa铝未处理脱脂H2SO4/Na2Cr2O7H2SO4/Na2Cr2O7+高温烘676707817.219.336.325.5不锈钢未处理脱脂H2SO4/Na2Cr2O750-75671036.644.349.7钛未处理脱脂H2S

2、O4/Na2Cr2O750-7561-71109.522.443.2　2、粗糙度被粘材料表面用纱布打磨或喷砂处理，适当地将表面粗化均能提高胶接强度。糙化过程去除原先存在的表面层。形成新的表面层（净化），而且喷砂表面比抛光表面有更大的实际胶接面积，表面太粗糙反而会降低胶接强度，因为过于粗糙的表面不能将胶粘剂良好侵润，凹处易残面空气对胶接不利。胶粘剂重量比固化条件（ºC/H）Upa喷砂抛光环氧-聚酰胺70/3074/1658.327.860/4074/1657.734.650/50/74/1659.038.2环氧-DTA100/1060/9685.061.9　3、表面化学结构表面

3、的化学组成与结构对被粘材料的胶接性能、耐久性能、热老化性能等都有重要影响，而表面结构对胶接性能的影响往往是通过改变表面层的内聚强度、厚度、孔隙度、活性和表面能来实现。　　用铬酸酸蚀铝表面后，将铝试样侵泡在60ºC蒸馏水中清洗，很容易在表面生成以AL2O3.3H2O为主的氧化铝水合物，其内聚强度较低，厚度>103A，使接头出现破坏，强度大大降低，并且能在铝试片表面观察到单晶或粉末状图谱以及虹色干涉现象。在热自来水中清洗时，填充效率很低，水合物生成较少，其表面看不到虹色或单晶图谱，胶接强度较高。因此，要得到高剥离强度，铝表面氧化物应该是无水的。铬酸蚀后清洗条件Mpa破坏类型电子衍

4、射法外观自来水60ºC20.6内聚无图谱无色90ºC20.0内聚无图谱无色蒸馏水60ºC6.4粘附单晶图谱虹色90ºC5.8粘附粉末状图谱虹色（二）表面处理方法　　1、溶剂碱液和超声波脱脂法：　　溶剂脱脂法：常用擦洗法即用无油棉花（脱脂棉）沾溶剂如丙酮、汽油、甲苯等直接擦洗被粘材料表面。　　碱液脱脂法：采用热碱液中处理油污表面，如30-55%磷酸钠(Na4P2O7)、10-50%NaOH、10-6%Na2CO3或30-85%的碱性硅酸盐。NaOH虽是强碱，由于其润湿性能并不太好，又不易漂洗干净，其效果不如碱性硅酸盐；碱性硅酸盐由SiO2和Na2O混合。比例为1：2时清洁效果最

5、好；比例为1：1时，适用于铝材的清洁。　　超声波脱脂法：一般部件放在功率为20瓦/cm2的超声波中处理20-60秒即可得到足够清洁表面。　　2、机械加工：打磨和喷砂　　砂纸打磨操作简便，但均匀性较差，难以得到相同的重复效果。　　喷砂法能迅速简便的清除表面的污物，并产生不同粗糙度的表面。　　3、化学腐蚀法：　　被粘材料经上述处理后须放在酸液或碱液中进行化学腐蚀处理。这可进一步除去表面上的残留污物，并使表面生成具有良好内聚强度的活化或钝化氧化层，（严格控制水的纯度）。　　4、涂底胶法：　　在处理好的表面上，先涂一层很薄的底胶，以改进胶接性能。　　5、等离子体法　　用等离子体法处理

6、PE、聚丙烯、聚四氟乙烯等难粘材料的胶接强度大大提高，这是因为表面处理后接触角降低，极限表面张力增加，因而改进胶粘剂对其侵润和粘附力。材料胶接强度(Mpa)材料胶接强度未处理处理后未处理处理后高压PE2.222.0聚酯B4.38.3低压PE2.510.3聚氟乙烯2.09.0尼龙66.027.8聚碳酸酯2.96.5PS4.028.2聚丙烯2.621.7聚酯A3.711.7聚四氟乙烯0.535.3(三)各种材料的表面处理与胶接　　1金属材料　　1.1、铝合金：按脱脂——碱液处理——铬酸酸蚀处理法。溶剂脱脂法只能除去铝表面的污物使表层的自然氧化变得干净；碱液法除去油污，又将表层自然

7、氧化膜溶解在碱液中，并形成新的氧化膜；酸蚀法处理能溶解表层的自然氧化膜，并再生成一层致密而坚硬的氧化膜，膜厚为1-3um,内聚强度高，吸附力强，因而胶接性能良好，酸蚀处理后的表面常是在自来水中漂洗干净，并出现一层均匀水膜。待擦净并在70°C以下烘干。　　2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO)4+6H2O　　Na2CrO7+H2SO4→Na2SO4+2CrO3+H2O　　2Al+2CrO3→Al2O3+Cr2O3　　美国标准处理H2SO4——重铬酸钠溶液配方：　　Na2CrO71（2.4%）　（6