製造和販售鋁加工製品的日本三力工業,開發出鋁與高強度碳素纖維的接合技術。這種在鋁的表面施以特殊加工,使碳素纖維得以附著的技術,與以往使用接著劑的接合方式相比,更不易剝落。
圖說:三力工業開發出鋁與碳素纖維的接合方法
該種接合技術是應用鋁的表面加工技術。首先,讓鋁的表面氧化,進行耐酸鋁(alumite)加工,使形成「陽性氧化薄膜」。藉此在鋁的表面產生直徑數微米到數十微米的小孔洞。接著在攝氏150度的高溫下,將其與碳素纖維重疊,構成碳素纖維的樹脂就會溶出,滲透入鋁表面的小孔洞中。置於常溫下冷卻後,就形成複合材料。
以往雖然使用特殊的接著劑,接合鋁和碳素纖維,但進行彎曲加工或鑽孔加工時,很容易剝落。若使用三力工業的新技術,接合強度提高,加工也變得格外容易。製造成本則與使用接著劑時幾乎相同。
三力工業採用厚度約1毫米的通用鋁合金,與厚度約0.1毫米的4層碳素纖維接合,以製作試驗品,並獨自進行彎曲強度的測試。以2片碳素纖維夾入鋁板的試驗品,強度為730牛頓是鋁板的1.7倍。1片碳素纖維和鋁板接合的情況,強度也達到1.6倍。碳素纖維越厚,強度就越高。
碳素纖維與鋼材並用,一方面能提高強度,另一方面重量也比鋼材大幅減輕。預期將應用於汽車用零組件,及該公司經手的警備用品等處。