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突破異質材料連接瓶頸!澤攸科技ZEM電鏡助力摩擦焊接研究登頂頂刊

更新時間:2025-12-11點擊次數(shù):74

在航空航天、新能源汽車等制造領域,輕質聚合物與金屬的可靠連接一直是技術瓶頸。傳統(tǒng)膠接易老化,機械緊固又面臨增重和應力集中難題。近日,金屬研究所與中國科學技術大學聯(lián)合團隊在這一領域取得重大突破。



研究團隊利用澤攸科技ZEM系列掃描電鏡,深入研究了鋁合金與聚醚醚酮(PEEK)的摩擦搭接焊過程,通過建立創(chuàng)新的"熱壓比"模型,成功消除了界面氣泡缺陷,實現(xiàn)了高達95%基材強度的連接。該成果已發(fā)表于國際期刊《Thin-Walled Structures》。


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界面缺陷的精準表征








記者節(jié),有些國家又稱新聞節(jié)、出版節(jié)。每年的11月8日是中國記者節(jié)。2000年,正式批復中國記協(xié)《關于確定“記者節(jié)"具體日期的請示》,同意將中國記協(xié)的成立日11月8日定為記者節(jié)。

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研究發(fā)現(xiàn),不當?shù)臒崃枯斎霑е翽EEK熔融不均或過度降解,形成嚴重影響接頭可靠性的大小氣泡。澤攸電鏡的高分辨率成像為缺陷分析提供了關鍵數(shù)據(jù)支撐。

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熱壓比模型的創(chuàng)新突破








團隊創(chuàng)新性地提出了"熱壓比(U)"這一量化模型,將熱量輸入與軸向壓力相結合,建立了工藝參數(shù)與界面質量的直接關聯(lián)。

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研究顯示,當U值低于0.13時,氣泡主要源于PEEK冷卻收縮,可通過增大壓力抑制;當U值高于0.13時,氣泡則由熱分解產生,需精細調控熱量。團隊最終找到U=0.13的工藝窗口,消除了氣泡缺陷。

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原子尺度的機理揭示








在獲得無缺陷接頭的基礎上,團隊通過XPS技術深入解析了界面鍵合機理。研究發(fā)現(xiàn),界面處形成了穩(wěn)定的C-O-Al化學鍵和廣泛的氫鍵網(wǎng)絡,這是實現(xiàn)高強度連接的根本原因。

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這一發(fā)現(xiàn)與澤攸電鏡觀察到的緊密界面形貌高度吻合,證實了化學鍵合與物理吸附的協(xié)同作用。

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技術應用的廣闊前景








澤攸科技ZEM系列掃描電鏡憑借其高集成度、便攜性和經(jīng)濟實用性,為該項研究提供了強有力的技術支持。設備具備快速抽真空、高成像速度等特點,適用于多種科研場景。

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該研究成果不僅解決了異質材料連接的技術難題,更為相關制造業(yè)的輕量化發(fā)展提供了新思路。隨著制造對材料性能要求的不斷提升,澤攸科技將繼續(xù)為科研創(chuàng)新提供可靠的裝備支持。


這項突破性研究彰顯了國產科學儀器的技術實力,也為未來新材料研發(fā)和產業(yè)化應用開辟了新的可能。



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