Metody przygotowania powierzchni stopu tytanu w laminatach metal-kompozyt włóknisty

• Autorzy: Surowska B.

Warianty tytułu

EN

Methods of a titanium alloy surface treatment in fibre-metal laminates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Laminaty metalowo-kompozytowe typu FML stanowią nową generację materiałów hybrydowych o właściwościach hamowania i blokowania rozwoju pęknięć przy cyklicznym obciążeniu, bardzo dobrej charakterystyce obcią-żenia i udarności oraz niskiej gęstości. Technologia wytwarzania laminatów typu GLARE (z blachą ze stopów aluminium) jest opanowana na skalę przemysłową. Nowa generacja laminatów, łączących blachy ze stopu tytanu z kompozytem włóknistym o osnowie z polimerów termoplastycznych (TFML) lub termoutwardzalnych (FML) jest badana pod kątem wytwarzania i stosowania w przemyśle lotniczym. W pracy przeprowadzono analizę metod przygotowania powierzchni stopu tytanu w aspekcie ich przydatności do uzyskania właściwego połączenia z kompozytem.

EN

Fibre-metal laminates (FML) make a new generation of hybrid materials which are characterized by properties of braking crack growth under cyclic loading, very high load resistance and impact strength, low density. The process engineering of laminates GLARE (with aluminum alloy sheets) is used on commercial scale of production. A new laminates generation with titanium alloy sheets and thermoset or thermoplastic polymer matrix of fibre composite (TFML) is studied as material for aircraft. In this paper the methods of a titanium alloy surface treatment in order to achieve the adhesive bonding metal/composite are discussed.

Słowa kluczowe

PL

laminaty metalowo-kompozytowe; wytwarzanie laminatów FML; obróbka powierzchni tytanu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 5
• Strony: 404--407
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Surowska B.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska,

Bibliografia

• [1] Vogelesang L. B., Vlot A.: Development of fibre metal laminates for advanced aerospace structures. Journal of Materials Processing Technology 103 (2000) 1-5.
• [2] Asundi A., Choi A. Y. N.: Fiber Metal Laminates: An advanced material for future aircraft. Journal of Materials Processing Technology 63 (1997) 384-394.
• [3] Gunnink J. W., Vlot A., de Vries T. J., van der Hoeven W.: Glare technology development 1997-2000. Applied Composite Materials 9 (2002) 201-219.
• [4] Sinke J.: Manufacturing of GLARE, Parts and Structures. Applied Composite Materials 10 (2003) 293-305.
• [5] Kolesnikov B., Herbeck L., Fink A.: CFRP/titanium hybrid material for improving composite bolted joints. Composite Structures 83 (4) (2008) 368-380.
• [6] Cortés P., Cantwell W. J.: The prediction of tensile failure in titaniumbased thermoplastic fibre-metal laminates. Composites Science and Technology 66 (13) (2006) 2306-2316.
• [7] Rhymer D. W., Johnson W. S.: Fatigue damage mechanisms in advanced hybrid titanium composite laminates. International Journal of Fatigue 24 (9) (2002) 995-1001.
• [8] Reyes G., Kang H.: Mechanical behavior of lightweight thermoplastic fiber–metal laminates. Journal of Materials Processing Tech. 186 (1-3) (2007) 284-290.
• [9] Botelho E. C., Silva R. A., Pardini L. C., Rezende M. C.: A review on the development and properties of continuous fiber/epoxy/aluminum hybrid composites for aircraft structures. Mat. Res. 9 (3) (2006) 247-256.
• [10] Davies L. W., Day R. J., Bond D., Nesbitt A., Ellis J., Gardon E.: Effect of cure cycle heat transfer rates on the physical and mechanical properties of an epoxy matrix composite. Composites Science and Technology 67 (2007) 1892-1899.
• [11] Wu G., Yang J.-M.: The mechanical behavior of GLARE laminates for aircraft structures. JOM January (2005) 72-79.
• [12] Botelho E. C.; Pardini L. C.; Rezende M.C.: Evaluation of hygrothermal effects on the shear properties of Carall composites. Materials Science & Engineering A 452-453 (2007) 292-301.
• [13] Botelho E. C., Rezende M. C., Pardini L. C.: Hygrotermal effects evaluation using the Iosipescu shear test for glare laminates. J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng. 30 (3) (2008) 213-220.
• [14] Belkind A., Li H., Orban Z., Jansen F.: An in situ XPS study of oxygen plasma cleaning of aluminum surfaces. Surface and Coatings Technology 92(3) (1997) 171-177.
• [15] Aleksandrov V. D.: Modification of the Surface of Aluminum Alloys by Laser Treatment. Metal Science and Heat Treatment 44 (3-4) (2002) 168-171.
• [16] Molitor P., Barron V., Young T.: Surface treatment of titanium for adhesive bonding to polymer composites: a review. International Journal of Adhesion and Adhesives 21 (2) (2001) 129-136.
• [17] Liu X., Chu P. K., Ding C.: Surface modification of titanium, titanium alloys, and related materials for biomedical applications. Mater. Sci. Eng. R 47 (2004) 49-121.
• [18] Surowska B.: Biomateriały metalowe oraz połączenia metal-ceramika w stomatologii. Wyd. Uczelniane PL, Lublin (2009).
• [19] Molitor P., Young T.: Adhesives bonding of a titanium alloy to a glass fibre reinforced composite material. International Journal of Adhesion and Adhesives 22 (2) (2002) 101-107.
• [20] Molitor P., Young T.: Investigations into the use of excimer laser irradiation as a titanium alloy surface treatment in a metal to composite adhesive bond. International Journal of Adhesion and Adhesives 24 (2) (2004) 127- 134.
• [21] Bieniaś J., Surowska B., Stoch A., Matraszek H., Walczak M.: The influence of SiO2 and SiO2-TiO2 intermediate coatings on bond strength of titanium and Ti6Al4V alloy to dental porcelain. Dent Mater (2009), doi:10.1016/j.dental.2009.01.107.
• [22] Bhowmik S., Bonin H. W., Bui V. T., Weir R. D.: Durability of adhesive bonding of titanium in radiation and aerospace environments. International Journal of Adhesion and Adhesives 26 (6) (2006) 400-405.
• [23] Bhowmik S., Benedictus R., Poulis J.A., Bonin H.W., Bui V.T.: High-performance nanoadhesive bonding of titanium for aerospace and space applications. International Journal of Adhesion and Adhesives 293(3) (2009) 259-267.
• [24] Reyes G., Kang H.: Mechanical behavior of lightweight thermoplastic fiber-metal laminates. Journal of Materials Processing Tech. 186 (1-3) (2007) 284-290.
• [25] Reyes G., Gupta S.: Manufacturing and mechanical properties of thermoplastic hybrid laminates based on DP500 steel. Composites Part A 40 (2009) 176-183.
• [26] Wierzchoń T., Czarnowska E., Krupa D.: Inżynieria powierzchni w wytwarzaniu biomateriałów tytanowych. Oficyna Wyd. PW, Warszawa (2004).
• [27] Wu H., Lu X., Long B., Wang X., Wang J., Jin Z.: The effects of cathodic and anodic voltages on the characteristics of porous nanocrystalline titania coatings fabricated by microarc oxidation. Materials Letters 59 (2005) 370-375.
• [28] Zainal Z., Lee Ch. Y.: Properties and photoelectrocatalytic behaviour of sol-gel derived TiO2 thin films. Journal of Sol-Gel Science and Technology 37 (2006) 19-25.
• [29] Surowska B., Bieniaś J., Walczak M., Sangwal K., Stoch A.: Microstructure and mechanical properties of ceramic coatings on Ti and Ti-based alloy. Applied Surface Science 238 (1-4) (2004) 288-294.
• [30] Walczak M., Surowska B., Bieniaś J.: Badanie tribologicznych właściwości powłok ceramicznych SiO2 i SiO2 -TiO2 na stopie Ti6Al4V ELI. Przegląd Mechaniczny 5 (2007) 152-155.
• [31] Guleryuz H., Cimenoglu H.: Effect of thermal oxidation on corrosion and corrosion–wear behaviour of a Ti–6Al–4V alloy. Biomaterials 25 (2004) 3325-3333.
• [32] Xue W.: Features of film growth during plasma anodizing of Al 2024/SiC metal matrix composite. Applied Surface Science 252 (18) (2006) 6195- -6200
• [33] Rhee Y., Yang J. H.: A study on the peel and shear strength of aluminum/ CFRP composites surface-treated by plasma and ion assisted reaction method. Composites Science and Technology 63 (1) (2003) 33-40.