Công nghệ lai đơn giản, giá rẻ kết hợp với thép mạ kẽm và polyme

Vật liệu composite phổ biến trong ô tô và các ứng dụng khác để giảm trọng lượng của các bộ phận đồng thời tăng cường độ bền. Theo các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Công nghiệp tại Đại học Tokyo, việc kết dính polyme với thép mạ kẽm đặt ra một số vấn đề vì nó đòi hỏi hóa chất mạnh và thiết bị chuyên dụng, đồng thời không phù hợp với quy trình sản xuất hàng loạt. Họ đã phát triển cái mà họ gọi là công nghệ ghép lai đơn giản và rẻ tiền dựa trên quá trình ép phun và xử lý nước nóng. Kỹ thuật này được mô tả trong một bài báo đăng trên Tạp chí Quy trình Sản xuất (the Journal of Manufacturing Processes).

Phương pháp liên kết đòi hỏi phải xử lý trước thép mạ kẽm bằng cách rửa axit và nhúng nó vào nước nóng. Thông cáo báo chí trên trang web của trường đại học giải thích rằng quá trình rửa bằng axit sẽ loại bỏ lớp thụ động bên ngoài trên lớp mạ kẽm của thép, cho phép nước nóng tạo thành các cấu trúc kim thô có kích thước nano trên bề mặt thật. Khi một polyme được áp dụng cho kim loại được xử lý trong mộtquá trình được gọi là liên kết trực tiếp đúc phun, nó lấp đầy các khoảng trống và đường gờ nhỏ giữa và bên trong các cấu trúc kim, do đó tạo ra các liên kết cơ học rất bền. "Chúng tôi thấy rằng ngâm trong nước nóng là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để tạo ra các cấu trúc kích thước nano trên lớp phủ kẽm để polyme bám vào, nhưng việc rửa axit trước đó để loại bỏ lớp thụ động là một bước cần thiết để điều này xảy ra," giải thích tác giả chính của bài báo, Weiyan Chen.

Nhóm cũng chỉ ra cách độ bền kéo - cắt tăng lên cùng với độ phức tạp của các cấu trúc kích thước nano trên bề mặt thép mạ kẽm. Bằng cách tối ưu hóa nhiệt độ nước nóng và thời gian xử lý để đạt được độ phức tạp cao nhất trong cấu trúc cấp độ nano, nhóm nghiên cứu đã có thể tăng đáng kể độ bền kéo-cắt so với kim loại chưa được xử lý.

“Chúng tôi đã thu được thành công các mối nối chắc chắn của [thép cường độ cao mạ kẽm] và polybutylene terephthalate (PBT) thông qua HWT [xử lý nước nóng] mà lớp mạ kẽm bị hư hại tối thiểu,” các nhà nghiên cứu viết trong bài báo tóm tắt. “Tác động của các điều kiện CTNH đối với độ bền cắt khi kéo đã được đánh giá và độ bền được tối ưu hóa đạt 23 MPa.”

Tác giả cấp cao Yusuke Kajihara cho biết quy trình này có thể được điều chỉnh cho một loạt các ứng dụng ghép nối trong đó các bộ phận bằng kim loại và nhựa cần được liên kết vĩnh viễn. Kajihara cho biết thêm: "Hơn nữa, phương pháp của chúng tôi không sử dụng hóa chất mạnh hoặc quy trình phức tạp và do đó, phù hợp với quy mô mở rộng cần thiết cho các ứng dụng công nghiệp". tài sản cho ngành sản xuất.

(Theo www.plasticstoday.com)