【摘 要】
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目的 改善AA7075铝合金的胶接性能及表面特性，提高胶接强度，研究等离子体处理对AA7075铝合金表面特性的影响。方法 采用低温空气等离子体处理设备对AA7075铝合金进行表面处理，改变等离子体处理距离及处理速度，通过胶接及拉伸剪切试验对AA7075铝合金胶接强度进行测试，并利用SEM、AFM、接触角测量仪、FTIR、XPS等对铝合金表面的物化特性进行表征和分析，探究等离子体处理对铝合金胶接性能
【基金项目】
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国家自然科学基金（52071069）～～；
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目的 改善AA7075铝合金的胶接性能及表面特性，提高胶接强度，研究等离子体处理对AA7075铝合金表面特性的影响。方法 采用低温空气等离子体处理设备对AA7075铝合金进行表面处理，改变等离子体处理距离及处理速度，通过胶接及拉伸剪切试验对AA7075铝合金胶接强度进行测试，并利用SEM、AFM、接触角测量仪、FTIR、XPS等对铝合金表面的物化特性进行表征和分析，探究等离子体处理对铝合金胶接性能的影响及机理。结果 当等离子体处理距离d为5mm，速度v为2mm/s时，AA7075铝合金胶接接头强度最大为14.56MPa，与丙酮处理及未处理相比，分别提高约80%、200%。接头拉伸载荷位移曲线及破坏形貌表明，接头内聚破坏程度增大，胶粘剂呈内聚破坏形态分布在铝合金两侧。随着处理距离从10mm降低至5 mm，铝合金表面部分污染物可以有效清除，表面最大高度差从221.8 nm降低至121.6 nm，表面微米级粗糙轮廓增加。同时，表面水接触角从46°降低至26°，表面自由能及极性分量增加，铝合金表面润湿性及表面吸附性能提高。表面FTIR、XPS测试表明，等离子体处理可以改变AA7075铝合金表面C1s、O1s、Al2p、N1s、Mg1s等元素含量占比，表面C—C、C—O和O—C=O基团含量减少，OH、Al—O等极性基团增多，铝合金表面活性明显增加。结论 等离子体处理可以显著提高AA7075铝合金胶接强度，胶接接头失效模式由单一界面失效转变为胶粘剂内聚失效。等离子体处理通过改善AA7075铝合金表面润湿、黏附性能，增大粘结面积，同时提高表面极性基团及表面活性，使铝合金与胶粘剂胶接界面形成化学键合作用，从而提高其与胶粘剂界面的粘结强度。
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