分形维数在机械互锁聚合物-金属界面层间剪切和拉伸强度评估中的应用

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机械互锁聚合物-金属界面的层间强度与金属组分的表面结构密切相关。本研究评估了分形维数对表面结构量化以及铝/聚酰胺6聚合物-金属混杂材料层间强度预测的适用性。研究了7种不同的表面结构，分别通过机械喷砂、机械喷砂与蚀刻联合处理、热喷涂和激光烧蚀等工艺制备。采用对接空心圆筒试样测试方法进行实验，该方法可通过单一试样几何形状同时测定剪切强度和拉伸强度。从截面图像中提取金属表面的分形维数，并与表面粗糙度斜率进行对比分析，将其与层间强度相关联。最后进行了断裂分析。实验结果表明，对于所研究的材料体系，分形维数是预测层间强度的合适参数，相比传统表面粗糙度参数具有更好的相关性。该研究为聚合物-金属混杂结构的界面设计和性能评估提供了新的量化方法。

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