碳纖維輥筒復合材料修復后耐久性考量

    復合材料修復后能耐(nai)用(yong)多久？這(zhe)個(ge)答(da)案(an)可以說是(shi)(shi)數十年之久，但是(shi)(shi)這(zhe)需要(yao)恰當的(de)保(bao)護措施，例(li)如，玻(bo)璃纖維材料修復后曾有50年的(de)使(shi)用(yong)記錄，當然(ran)這(zhe)也是(shi)(shi)面對(dui)環境侵蝕的(de)情況下進行(xing)了(le)充分的(de)防護才達到的(de)成績，這(zhe)些來自環境的(de)侵蝕包括： 

    ◆高溫（紅外線(xian)(xian)輻射）和紫外線(xian)(xian)（UV）輻射會侵蝕樹(shu)脂和光(guang)纖 

    ◆潮濕環境(jing)下，如果纖維沒有事先進行密閉性能(neng)良好(hao)的包覆或者鑄模(mo)不夠飽滿，都會(hui)受到侵蝕

     ◆來自燃料或汽油、液壓流體(ti)、防凍(dong)液、酸性物質、涂(tu)(tu)層(ceng)脫色劑以(yi)及其(qi)他溶(rong)劑的(de)(de)化學侵蝕 抵擋高溫(wen)和UV輻射(she)(she)的(de)(de) 好措施是使用(yong)UV抑(yi)制劑對修復表(biao)層(ceng)進行(xing)適(shi)當的(de)(de)防護(hu)涂(tu)(tu)層(ceng)，這樣形(xing)成的(de)(de)表(biao)層(ceng)光亮色彩(cai)也足以(yi)反射(she)(she)紅外(wai)線輻射(she)(she)。

    二十(shi)世紀70年代進行過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一項研究(jiu)表(biao)明，黑(hei)色涂層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)材(cai)料表(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)溫(wen)(wen)度(du)可(ke)以(yi)(yi)比周(zhou)邊(bian)氣(qi)溫(wen)(wen)高(gao)出115°F到120°F(即29℃到35℃)。在排氣(qi)管或(huo)(huo)其他高(gao)溫(wen)(wen)部位(wei)(wei)附(fu)近區域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)也(ye)必須使用(yong)高(gao)溫(wen)(wen)專業樹脂(zhi)和黏(nian)(nian)(nian)合(he)劑(ji)。電流(liu)(liu)腐蝕(shi)也(ye)需要(yao)予以(yi)(yi)考慮，例(li)如(ru)直(zhi)接接觸鋁層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳纖(xian)維會(hui)(hui)(hui)呈現(xian)迅速老化，特(te)別是(shi)用(yong)螺栓進行修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)時，需要(yao)慎重(zhong)選(xuan)擇(ze)(ze)采用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)扣件。處(chu)于電流(liu)(liu)相對兩極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩種材(cai)質(zhi)形成直(zhi)流(liu)(liu)，會(hui)(hui)(hui)導致(zhi)電流(liu)(liu)腐蝕(shi)，但腐蝕(shi)情(qing)況僅會(hui)(hui)(hui)出現(xian)在金屬層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，而不(bu)會(hui)(hui)(hui)出現(xian)在碳纖(xian)維上，同時潮濕(shi)環境(jing)會(hui)(hui)(hui)促使這(zhe)種腐蝕(shi)更加惡化。另一種抵擋電流(liu)(liu)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法是(shi)用(yong)分界層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)將碳纖(xian)維與鋁隔離，分界層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)以(yi)(yi)采用(yong)玻璃(li)纖(xian)維、黏(nian)(nian)(nian)合(he)軟(ruan)(ruan)膜或(huo)(huo)其他無(wu)電抗性材(cai)質(zhi)。 黏(nian)(nian)(nian)合(he)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)預處(chu)理(li) 盡(jin)管螺栓修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)有時也(ye)會(hui)(hui)(hui)使用(yong)在復(fu)合(he)材(cai)料結構上，但常(chang)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐久性修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)解(jie)決方(fang)案還(huan)是(shi)沖刷斜(xie)切黏(nian)(nian)(nian)合(he)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)，這(zhe)種方(fang)式能(neng)夠有效保持材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)度(du)和硬度(du)，同時保證了在空氣(qi)動力(li)環境(jing)中表(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)滑(hua)，如(ru)果(guo)需要(yao)雷(lei)達遁形性能(neng)，這(zhe)種修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)效果(guo)同樣可(ke)以(yi)(yi)具備。黏(nian)(nian)(nian)合(he)修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐久性決定于使用(yong)在修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)補(bu)丁和修(xiu)(xiu)(xiu)復(fu)部位(wei)(wei)表(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)合(he)劑(ji)性能(neng)，而主要(yao)影響(xiang)黏(nian)(nian)(nian)合(he)劑(ji)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變量包括選(xuan)擇(ze)(ze)恰當，黏(nian)(nian)(nian)合(he)劑(ji)加工處(chu)理(li)，均勻統一的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)(nian)合(he)厚度(du)（既不(bu)能(neng)太(tai)薄，也(ye)不(bu)能(neng)太(tai)厚），以(yi)(yi)及黏(nian)(nian)(nian)合(he)部位(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)預處(chu)理(li)。 

    在(zai)二十世紀(ji)50年(nian)(nian)代(dai)，Fokker F27雙渦輪(lun)螺旋(xuan)槳發動機(ji)客機(ji)采用石碳酸黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)來對鋁表(biao)(biao)層(ceng)之(zhi)間進行黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)。1985年(nian)(nian)11月4日到(dao)6日，在(zai)荷(he)蘭阿姆斯特丹(dan)舉辦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)際耐(nai)飛性(xing)技術與(yu)工程聯盟第15屆年(nian)(nian)會上，荷(he)蘭Schiphol Fokker的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)久性(xing)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)專家R.J. Schliekelmann在(zai)其(qi)(qi)報(bao)告中提到(dao)了(le)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)點。使用壓熱(re)器是(shi)(shi)(shi)(shi)為了(le)在(zai)升高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度和壓力之(zhi)下進行黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)。修(xiu)復(fu)(fu)(fu)部位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)性(xing)能(neng)良好(hao)，并且黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)效(xiao)(xiao)果(guo)并未(wei)(wei)隨著溫(wen)度和濕度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)而(er)減弱，許多修(xiu)復(fu)(fu)(fu)成果(guo)堅持(chi)了(le)數(shu)十年(nian)(nian)之(zhi)久。二十世紀(ji)60年(nian)(nian)代(dai)，航(hang)空航(hang)天行業開發出(chu)環氧(yang)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)，本預期能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)同樣滿意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)，但是(shi)(shi)(shi)(shi)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)(lian)接卻隨后(hou)在(zai)70年(nian)(nian)代(dai)首次出(chu)現了(le)因(yin)高溫(wen)/潮濕環境(jing)而(er)老化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)，令人大(da)失(shi)(shi)所望(wang)。在(zai)隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)20年(nian)(nian)里，不計其(qi)(qi)數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)奠定了(le)如(ru)(ru)今被廣泛(fan)接納的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個事實(shi)：表(biao)(biao)層(ceng)預處理(li)(li)(li)工序是(shi)(shi)(shi)(shi)導致(zhi)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)耐(nai)久性(xing)有(you)幾天和數(shu)十年(nian)(nian)之(zhi)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)根本原(yuan)因(yin)。這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)領(ling)(ling)域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)努力目標便是(shi)(shi)(shi)(shi)實(shi)現有(you)效(xiao)(xiao)且有(you)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)，而(er)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)僅存在(zai)于黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)本身，如(ru)(ru)常見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膠合(he)(he)(he)(he)(he)(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)、黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)從修(xiu)復(fu)(fu)(fu)補丁或者修(xiu)復(fu)(fu)(fu)表(biao)(biao)層(ceng)剝落(luo)，也就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。 需(xu)要指出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)，盡管黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)連(lian)(lian)接修(xiu)復(fu)(fu)(fu)領(ling)(ling)域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)已經聚焦(jiao)在(zai)膠合(he)(he)(he)(he)(he)(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)上，實(shi)際中還(huan)是(shi)(shi)(shi)(shi)很可能(neng)存在(zai)膠合(he)(he)(he)(he)(he)(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)而(er)沒(mei)有(you)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)成功。例如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果(guo)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)沒(mei)有(you)被充分處理(li)(li)(li)，這(zhe)(zhe)(zhe)可能(neng)是(shi)(shi)(shi)(shi)由于沒(mei)有(you)達(da)到(dao)適當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)(li)溫(wen)度。導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)連(lian)(lian)接失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)主要在(zai)于膠合(he)(he)(he)(he)(he)(he)，沒(mei)有(you)正確(que)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)將(jiang)會脫落(luo)，因(yin)而(er)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原(yuan)因(yin)還(huan)是(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)其(qi)(qi)自(zi)身。因(yin)此(ci)，如(ru)(ru)果(guo)將(jiang)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)劑(ji)(ji)恰當處理(li)(li)(li)并充分發揮(hui)其(qi)(qi)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下膠合(he)(he)(he)(he)(he)(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，這(zhe)(zhe)(zhe)樣黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)就(jiu)往(wang)往(wang)是(shi)(shi)(shi)(shi)由于黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)修(xiu)復(fu)(fu)(fu)表(biao)(biao)層(ceng)未(wei)(wei)達(da)到(dao)充分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黏(nian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)所造成，焦(jiao)點直指表(biao)(biao)層(ceng)預處理(li)(li)(li)環節。