几年前,QSS集团公司和俄亥俄州航空航天研究所的研究人员对寻找一种商业可用的粘合剂,将钛管与碳碳复合材料(CCC)板结合。原因是:这样做可以降低用这些连接材料组装航天器热排斥系统的成本。

在克利夫兰的NASA格伦研究中心,研究人员仔细审查了50多种不同的高温环氧树脂、硅酮或(无机)陶瓷粘合剂的规格。然后他们选择了18种进行测试,希望找到至少一种具有良好的导热性、优异的机械性能和长期耐用性的粘合剂。

研究的第一步是用每种粘合剂将CCC薄片粘接到商业纯钛薄片上。然后将固化的样品暴露在600 K或530 K的温度下24小时,或在77 K的液氮下15分钟。当确定将粘结试样置于600 K太严重时,将600 K温度降至530 K。

所有样品均在粘接界面处进行了显微分析。6种胶粘剂在材料之间提供了良好的粘结,但12种不能,导致粘结接缝之间出现空隙、孔隙或裂缝。这些胶粘剂立即被取消了考虑资格,因为粘接不良对组合结构的强度和热导率都有不利影响。

然后,在室温下,使用楔形样品钳,以每分钟1毫米的十字头速度,对其余6种粘合剂进行对接带搭接剪切试验。每种粘合剂和条件至少测试三个样品。

剪切强度由破坏载荷除以断裂表面面积确定。不同的胶粘剂获得了不同的剪切强度,尽管强度始终取决于胶粘剂与基材,特别是CCC的强粘结能力。

机械性能最好的两种胶粘剂之一是EP45HTAN,一种来自Master Bond公司的双组分环氧树脂。在所有测试条件下,填充氮化铝的胶粘剂保持了相对较高的剪切强度,为8到9百万帕斯卡。同样重要的是,连接处的所有拉伸破坏的断口都发生在CCC的外层。这表明衬底在粘结之前就已经失效了。

EP45HTAN键合和密封广泛的基材(金属,玻璃,复合材料,塑料),其混合比例是100至30的重量。该粘合剂是100%反应性的,不含溶剂或稀释剂,它的A和B部分是触变糊状。最佳固化需要在300华氏度下2 - 3小时,然后在350华氏度下固化3 - 4小时。虽然是触变膏体,但粘合剂在固化过程中流动轻微。

欲了解更多关于氮化铝填充粘合剂的信息,请致电201-343-8983或访问www.masterbond.com