响应表面方法 针对单向碳纤维/PPS复合材料的电阻接过程的优化
Da-Wei Yu1, Xiao-Ting Qing1, Hong-Yu Lin1
1College of Polymer Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 25, 2024
概括
优化了用碳纤维增强的单向聚烯硫化物复合材料 (UCF/PPS) 的电阻接. 使用氧化黄铜网状电阻元件,研究人员在特定的温度,压力和功率密度条件下达到13.58MPa的最大接强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料工程 复合材料工程
- 连接技术 连接技术
背景情况:
- 热塑性复合材料 (TPC) 提供轻量化解决方案,但面临连接挑战.
- 电阻是一种有前途的热接连接技术TPC由于其强度和可靠性.
研究的目的:
- 系统地研究和优化一向碳纤维增强聚烯硫化物复合材料 (UCF/PPS) 的电阻接工艺.
- 确定最大限度地提高接强度的最佳参数,并了解故障机制.
主要方法:
- 使用100网状黄铜网作为阻力元件,氧化版 (Ox-RE/PPS) 显示出卓越的性能.
- 进行单因素实验以确定初始最佳条件.
- 采用Box-Behnken方法进行三因素,三级实验设计,并建立了一个二次回归模型.
- 通过设计专家13软件分析结果,使用差异分析,合适曲线,扰动图和3D表面图.
主要成果:
- 氧化100网格铜网复合电阻元件 (Ox-RE/PPS) 产生了最高的接强度.
- 接故障模式从接口/元件故障转移到层间损伤和纤维断裂.
- 一个因素的最佳条件是310°C,1.15MPa和120kW/m2.
- 开发的二次回归模型表现出高匹配度和预测准确度.
- 功率密度具有最重要的影响,其次是接温度和功率密度之间的相互作用.
结论:
- 确定了UCF/PPS复合材料的优化阻力接参数:接温度为313-314°C,接压力为1.04-1.2 MPa,功率密度为124-128 kW/m2.
- 优化的工艺实现了平均接接头强度为13.58 MPa.
- 该研究提供了一个强大的方法来优化TPC连接过程.
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