7075铝合金与CF/PEEK复合材料电阻焊接界面强化研究：基于化学蚀刻-硅烷化协同增效策略

为解决航空航天领域异质材料连接难题，研究人员通过化学蚀刻-硅烷化复合表面处理结合聚醚酰亚胺(PEI)热塑性中间层，实现了7075铝合金(Al)与碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)的高效电阻焊接。该研究使接头剪切强度(LSS)从0.2 MPa提升至24.6 MPa，断裂模式从界面失效转变为碳纤维层间撕裂，为轻量化复合材料结构连接提供新方案。

　　

这项突破性研究揭示了化学蚀刻与硅烷化处理的协同增效机制。通过氢氟酸蚀刻在7075铝合金表面构建微纳粗糙结构，使羟基含量从12.7 mol%激增至28.5 mol%，随后硅烷化引入氨基(-NH₂)基团。聚醚酰亚胺(PEI)热塑性中间层与改性金属界面产生双重作用：微纳结构产生"锚定效应"实现机械互锁，氨基与酰亚胺基团形成氢键网络。这种"物理-化学"双键合策略使焊接接头性能提升123倍，断裂面呈现典型的碳纤维"拔丝"形貌，标志着连接强度已超越复合材料本体。研究为航空航天用轻量化异质材料连接提供了可产业化的表面工程方案。