碳纖維增強熱塑復合材料作為輕質(zhì)合金替換性材料近年來受到輕量化產(chǎn)業(yè)的青睞，其與金屬的連接結(jié)構(gòu)設計也逐漸成為異種材料連接應用在高鐵技術(shù)的研究熱點。但兩種材料的微觀組織及熱物理性能差異較大，難以進行熔化焊接以達成冶金結(jié)合。激光連接工藝因具備更優(yōu)異的工業(yè)適用性及環(huán)保特性，通過突破傳統(tǒng)連接機制、優(yōu)化工藝窗口減少熱塑復合材料熱損傷缺陷，以實現(xiàn)界面機械咬合，使兩者達成可靠連接，但連接強度一般較低。

 

     團隊提出通過微米級多孔結(jié)構(gòu)的預制及納米級硅烷偶聯(lián)薄膜的定向引入，實現(xiàn)對金屬與碳纖維增強熱塑復合材料激光連接界面的微-納雙尺度定向強化設計理念。多孔結(jié)構(gòu)的引入顯著提高了金屬表面的物理粗糙狀態(tài)，促進界面的機械嵌合行為的同時優(yōu)化了金屬表面的化學狀態(tài)，極性官能團的吸附含量顯著提高，這為硅烷偶聯(lián)薄膜的定向引入提供了優(yōu)異的條件。引入的納米級硅烷偶聯(lián)薄膜在激光連接過程中實現(xiàn)了對界面氫鍵作用的誘導并被精確捕捉與鑒定。這進一步提高了金屬/熱塑復合材料輕量化結(jié)構(gòu)連接的可靠性，該設計理念也將為界面定向改性強化提供新思路，為金屬/熱塑復合材料界面氫鍵的誘導與鑒定奠定了理論基礎。