付文强 ，王小兵 ，冯古雨 ，王宝春 ，薛亚娟 ，辛怡萱

(1.山东非金属材料研究所,济南 250031； 2.山东省实验中学,济南 250001)

纤维增强复合材料与钛合金都是广受瞩目的高性能材料,但各自的不足均不同程度地影响着其应用与发展[1–3]。受限于纤维增强复合材料本身的特性,若使用螺栓对其进行连接,连接前的打孔攻螺纹操作必定会切断增强纤维导致复合材料整体性能下降,且易在开孔处造成应力集中,进一步降低其性能及长期稳定性,另外,人工操作仍在纤维增强复合材料生产制造中占有较大比例,过多的人工介入和操作带来了较大的不确定性,使纤维增强复合材料性能的稳定性难以精确控制[4–6]。钛的活性较大,需要多次提纯、熔炼,钛合金硬度高,变形抗力大,最终导致钛合金制备工艺复杂、制备周期长、成本较高[7–9]。但是钛合金作为一种金属材料,相较于纤维增强复合材料,其性能相对稳定,有大量的实验测试数据和实际应用经验作为参考,利用钛合金设计制造复杂的关键结构件也容易得多[10]。

现阶段,可利用钛合金制备关键结构件,如大型飞行器的主承力结构；使用纤维增强复合材料制备非关键结构件,如大型飞行器的舵面、舱门等。在不同部位应用不同材料进行设计,可充分发挥纤维增强复合材料卓越的减重性能,同时能有效规避因大量使用纤维增强复合材料可能带来的长期稳定性和安全隐患[11]。在这一背景下,纤维增强复合材料与钛合金的连接不可避免。……