研究目的
通过开发采用真空紫外（VUV）辐射的表面预处理方法，解决脱模剂污染和表面能低等问题，从而优化纤维增强塑料（FRP）的胶接工艺。
研究成果
VUV辐射预处理是一种经济高效、技术简单且环保的替代方案，可取代人工打磨或溶剂清洗等传统方法。该方法能有效提升表面能，改性脱模剂以增强附着力，且处理均匀性高，无纤维脱落。该工艺适合在线集成至制造流程中，可实现污染部件的粘接或喷涂。
研究不足
研究指出，极长的辐照时间可能导致玻璃纤维增强塑料（GRP）出现微观损伤并形成弱边界层，材料去除速率为0.5至2纳米/秒。虽然已定义了工艺窗口，但过度活化的风险极小。该方法在复杂部件制造中的集成可能需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用真空紫外辐射（100-200纳米）作为FRP表面预处理的非接触式方法，并与手工打磨等传统方法进行对比。通过使用不同类型灯管，改变辐照剂量、距离、气氛和波长等工艺参数。
2：样品选择与数据来源：
CFRP和GRP样品由工业合作伙伴提供。CFRP样品表面喷涂有约100纳米厚的脱模剂污染层，部分样品采用FlexPLAS?分离膜制备为无脱模剂状态。
3：实验设备与材料清单：
VUV灯（172纳米准分子灯、185纳米/254纳米汞低压灯）、X射线光电子能谱仪（XPS）用于表面分析、符合DIN 1465标准的拉伸剪切测试设备、双组分环氧胶粘剂、FlexPLAS?分离膜。
4：实验流程与操作步骤：
在不同条件（剂量、距离、气氛）下对样品进行VUV辐照。使用XPS分析表面能和化学成分。通过破坏性拉伸剪切测试评估粘结强度，并分析断裂形貌。
5：数据分析方法：
通过XPS测量元素组成变化、表面能测量、拉伸剪切强度结果的统计分析以及断裂形貌分析来评估粘结质量。
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VUV lamp
excimer lamp 172 nm
Used for surface irradiation to activate or clean polymer surfaces in the vacuum ultraviolet range.
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VUV lamp
Hg low-pressure lamp 185 nm / 254 nm
Used for surface irradiation to activate polymer surfaces, specifically for GRP pretreatment.
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FlexPLAS separation film
Used to produce release-agent-free CFRP components by preventing contamination during demolding.
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XPS equipment
Used for surface analysis to measure elemental composition changes after VUV treatment.
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Tensile shear test equipment
Used to destructively test adhesive strength according to DIN 1465 standards.
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2-component epoxy adhesive
Used in adhesive bonding tests to evaluate the effectiveness of surface pretreatment.
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