热喷涂零零一
2026-10-08
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CFRP 上的金属化:中间层与沉积方法对航空航天应用的影响

Metallization on CFRP: Effect of Interlayers and Deposition Methods for Aerospace Applications

Journal of Thermal Spray Technology | Springer Science+Business Media |hybrid
AWS+HPCS实现CFRP金属化,结合力方案可参考
AI理解
要点 AWS 电弧丝喷涂过渡层 + HPCS 冷喷面层实现 CFRP 金属化:Zn 中间层优于 Zn/Al,Cu 面层四层 Zn 中间层达 12.1 MPa,Zn/Cu 过渡层改善力学完整性。
能不能用 直接涉及热喷涂产线(电弧丝喷涂+冷喷涂),面向 CFRP 航空航天部件金属化。摘要给出结合强度数据(8.4/12.1 MPa)与结构方案,但未给 AWS/HPCS 工艺参数(电流、气压、喷距、送丝速度),无法直接复现;对 CFRP 金属化方案选型有直接参考价值。
存疑
  • 缺工艺:AWS与HPCS具体工艺参数未给
  • 结合力数据基于实验室试片,未涉及服役环境验证
中文摘要
碳纤维增强聚合物(CFRP)因其高比强度和低重量而在航空航天结构中得到日益广泛的应用。然而,其有限的导电性和各向异性的电流传输能力使其易受雷击损伤,因此需要导电且力学耐久的金属化策略。由于低表面能、各向异性和热敏感性,CFRP 的有效金属化仍然具有挑战性。本研究考察了采用电弧丝喷涂(AWS)沉积的 Zn、Zn/Al 和 Zn/Cu 过渡层,与通过高压冷喷涂(HPCS)施加的 Al 或 Cu 面层相结合的多层金属涂层结构,以提高结合力和力学耐久性。通过拉脱测试和微观组织分析评估结合力。Zn 中间层始终优于 Zn/Al(约 7 MPa 对比约 4–5 MPa)。Al 面层在四层 Zn/Al 中间层上达到 8.4 MPa,而 Cu 面层在四层 Zn 中间层上达到 12.1 MPa。引入 Zn/Cu 过渡层改善了 Cu 基涂层结构的力学完整性,将 Zn 基体系中的失效位置从 CFRP/涂层界面移开。微观组织分析确认了具有有效颗粒间结合的连续多层涂层,证明了将 AWS 柔性中间层与 HPCS 功能面层相结合的适用性。这些发现表明,优化的多层结构——结合柔性 Zn 基中间层、Zn/Cu 过渡层和 Cu 面层——为 CFRP 金属化提供了一种稳健且可扩展的方法,增强了界面结合、力学完整性和电功能,凸显了其在未来航空航天应用中的潜力。
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DOI: 10.1007/s11666-026-02340-0