CFRTP/不锈钢界面增强接头

强度提升逾 8 倍

通过激光织构与超声焊接协同作用，在异质界面引入碳化物和氢键，实现化学与物理双重结合，使接头强度大幅提升。

Yong-Zhen, Liang · 张婷婷 · Shengtao, ZHANG

Journal of Alloys and Compounds 2025

参数信息

拉伸剪切强度

18.26 MPa

孔隙区硬度

0.102 GPa

孔隙区模量

3.27 GPa

技术优势

强度提升逾 8 倍

激光织构与超声焊接协同，使接头形成 Cr23C6 碳化物和氢键，化学与物理双重结合，强度从未处理的 2.02 MPa 增至 18.26 MPa。

化学与物理双重结合

界面生成 Cr23C6 碳化物与氢键，使结合不再依赖单一机械互锁，从根源上提高接头可靠性。

树脂浸润可控

通过调节超声能量，树脂浸润由部分填充变为致密填充，改善界面接触；能量过高才出现孔隙，说明工艺窗口清晰。

应用场景

• 碳纤维复合材料连接：提供化学结合与物理互锁协同的异质接头方案，替代纯机械连接。
• 异种金属连接：通过激光织构活化金属表面，解决 CFRTP 与不锈钢难以直接焊接的问题。
• 轻量化结构制造：以高强度聚合物-金属接头代替全金属零部件，实现减重且保持承载能力。
• 航空航天结构件：为航空级 CFRTP 与不锈钢异质结构提供可靠连接，减少紧固件数量。
• 智能建造连接技术：在智能建造中实现 CFRTP 与不锈钢的快速、低温连接，适合现场或自动化产线。