復(fù)合材料壓鉚螺栓

　　隨著制造工藝的日益成熟，以及材料耐高溫抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料（CMC）構(gòu)件逐漸向大型化和可重復(fù)使用性方向發(fā)展，構(gòu)件之間的連接技術(shù)也逐漸成為研究重點(diǎn)之一。金屬緊固件雖然能夠承受更大的拉伸或剪切破壞載荷，以及彈塑性變形，但是在超過800°C的高溫環(huán)境下其強(qiáng)度顯著下降，另外金屬螺栓與CMC構(gòu)件之間存在熱膨脹系數(shù)不匹配的問題。與之相比，CMC能夠在1000°C的溫度以上較好的保持強(qiáng)度，且具有輕質(zhì)、低熱膨脹系數(shù)、良好的熱穩(wěn)定性以及省略冷卻系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，有望替代高溫合金成為熱結(jié)構(gòu)用緊固件材料。

　　德國學(xué)者率先在該領(lǐng)域展開了研究。HanselD等人使用C/C-SiC復(fù)合材料制備緊固件，并在壓鉚螺栓螺桿上切出細(xì)槽和錐形孔，然后植入鎖緊錐，在一定程度上消除螺母膨脹行為，同時(shí)對(duì)壓鉚螺栓螺桿產(chǎn)生預(yù)拉伸載荷，等效于緊固件的擰緊狀態(tài)。該設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是破壞了壓鉚螺栓的完整性，降低其拉伸承載能力；DogigliM等人對(duì)有抗氧化涂層的C/SiC緊固件進(jìn)行了高溫再入環(huán)境下的拉伸和剪切等試驗(yàn)，結(jié)果顯示C/SiC緊固件結(jié)構(gòu)能夠承受1600°C下的熱、力負(fù)荷，但振動(dòng)和熱沖擊會(huì)導(dǎo)致預(yù)緊力下降；B.hrkH等人研究了高溫?zé)嵫h(huán)導(dǎo)致C/C-SiC螺紋緊固件擰緊力矩下降的機(jī)制，并設(shè)計(jì)了預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)用于防止緊固件松弛，得到了較好的試驗(yàn)結(jié)果。

　　國內(nèi)無錫萬千緊固件有限公司對(duì)2DC/SiC復(fù)合材料緊固件進(jìn)行了高溫拉伸試驗(yàn)，結(jié)果顯示試件在1300°C、1600°C和1800°C高溫氧化環(huán)境下仍能較好地保持其拉伸強(qiáng)度。