Разработка методов повышения механических свойств металл-полимерных слоистых композиционных материалов на основе термопластичных полимеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Гончаренко Дмитрий Вячеславович

• Гончаренко Дмитрий Вячеславович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Гончаренко Дмитрий Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.2 Классификация металлополимерных слоистых композитов

1.2. Компоненты МПКМ

1.2.1 Металлы

1.2.2. Армирующее волокно

1.2.3. Полимерные связующие

1.3. Механика разрушения МПКМ

1.4. Методы повышения адгезии

1.4.1. Механическая обработка

1.4.2 Химическая обработка

1.4.3 Электрохимическая обработка

1.4.4 Физические методы обработки поверхности

1.4.5 Применение адгезивов (связующих агентов)

1.4.6 Термическая обработка

1.4.7 Использование наночастиц

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Материалы

2.1.1 Алюминиевые сплавы

2.1.2 Полимеры и препреги

2.1.3 Наночастицы

2.2 Методы получения образцов

2.2.1 Синтез сополимеров полиуретанимидов

2.2.2 Подготовка поверхности алюминиевых образцов

2.2.3 Получение полимерных нанокомпозитов

2.2.4 Получение МПКМ

2.3 Методы исследования образцов

2.3.1 Термический анализ

2.3.2 Сканирующая электронная микроскопия

2.3.3 Атомно силовая микроскопия

2.3.4 Испытания механических свойств образцов

2.3.5 Синтез сополимеров полиуретанимидов

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИНИЯ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ НА АДГЕЗИЮ

3.1 Влияние химической обработки поверхности металла на сдвиговую прочность слоистого композита

3.2. Влияние обработки поверхности алюминия лазером на сдвиговую прочность слоистого композита

3.3. Исследования поверхности методом атомно-силовой микроскопии

3.4. Свойства слоистых композитов на основе полиамида и полипропилена

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА СВОЙСТВА ПОЛИМЕРА И МПКМ

4.1. Структура композита

4.2. Влияние добавок фуллереновой сажи на механические свойства композиционного материала

4.3. Свойства композиционных пленок на основе полисульфона, наполненного фуллереновой сажей

4.4. Влияние добавок углеродных наночастиц на адгезию между полимером и алюминием

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ДЕМПФИРУЮИХ МПКМ НА ОСНОВЕ СОПОЛИУРЕТАНИМИДОВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов повышения механических свойств металл-полимерных слоистых композиционных материалов на основе термопластичных полимеров»

ВВЕДЕНИЕ

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) находят все более широкое применение в аэрокосмической, судостроительной и автомобильной отраслях благодаря высоким удельной прочности и модулю упругости, усталостной прочности и коррозионной стойкости. Однако, одним из важнейших факторов, ограничивающих их более широкое применение, является их низкая устойчивость к ударным воздействиям.

Одним из путей повышения ударной прочности ПКМ является создание металл-полимерных слоистых композиционных материалов, состоящих из чередующихся тонких (обычно до 0,5 мм) слоев металла (чаще всего алюминия) и композиционного материала (чаще всего стеклопластика), армированного волокнами (как однонаправленными, так и тканями). Данный класс материалов сочетает в себе ключевые преимущества ПКМ и металлических материалов, обладая высокой устойчивостью к ударным нагрузкам и низкой скоростью роста усталостных трещин. При этом наличие адгезионной границы металл-полимер во многом увеличивает обе упомянутые характеристики, так как на ней происходит рассеивание механической энергии, требуемой для разрушения материала или роста трещины.

Традиционно металл-полимерные слоистые композиционные материалы изготавливались, как и большинство ПКМ, на основе термореактивных связующих (эпоксидной или полиэфирной смолы), однако в настоящее время композитная промышленность активно переходит на применение термопластичных полимеров, так как они обеспечивают возможность вторичной переработки материала (без применения пиролиза), а также позволяют применять новые технологические методы изготовления изделий, такие как термоформование, значительно снижая трудоемкость и себестоимость производственных процессов.

Механические свойства металл-полимерных слоистых композиционных материалов в значительной степени определяются прочностью адгезионной связи между металлом и полимером. Традиционно для повышения адгезионной

прочности поверхность алюминия обрабатывается с применением различных методов: механических (пескоструйная обработка), химического травления (щелочное травление, кислотное травление - процессы CAE, P2 и FPL), а также анодированием (сернокислое, фосфорнокислое анодирование и т.п.). Однако, работы по тщательному изучению существующих подходов, а также разработки новых методов обработки поверхности, включая комбинацию уже известных, представляют большой интерес для решения прикладных задач.

Помимо обработки поверхности, одним из методов увеличения адгезии полимеров к различным материалов является создание иерархических структур, за счет введения наночастиц различной природы (углеродных, стеклянных и т.п.) в полимерную матрицу. Широкие возможности использования такого подхода были широко продемонстрированы для повышения вязкости межслоевого разрушения, а также непосредственно адгезии полимерной матрицы к волокну для традиционных ПКМ. При этом, в ряде работ было продемонстрировано благоприятное воздействие наночастиц и на свойства самой полимерной матрицы. Стоит отдельно отметить, что механизмы влияния наночастиц на полимеры и на их адгезию все еще остаются малоизученными, из-за чего исследования данной области представляют большой интерес для развития науки.

В связи с этим, актуальным является исследование и разработка новых подходов к повышению адгезионного взаимодействия на границе металл-полимер, как за счет применения комбинированных методов обработки поверхности, так и за счет введения углеродных наночастиц, для повышения физико-механических свойств металл-полимерных слоистых композиционных материалов.

Целью работы является разработка технологических процессов для увеличения механических свойств металл-полимерных слоистых композиционных материалов на основе термопластичных полимеров, в частности, за счёт увеличения адгезии на границе металл-полимер.

Для реализации поставленной цели была определена задача научного исследования, состоящая в установлении влияния: лазерной обработки

поверхности алюминия; введения фуллереновой сажи в полимерную матрицу; использование полимеров с двойной совмещенной областью стеклования на комплекс механических свойств МПКМ.

Для решения поставленной задачи необходимо:

1. Изучить влияние параметров комбинированной обработки поверхности металла на адгезию к термопластичным полимерам.

2. Установить закономерности влияния введения фуллереновой сажи в полимерную матрицу, на адгезию к металлам и на прочностные свойства МПКМ.

3. Разработать композиционные материалы на основе термопластичного эластомера, с двойной совмещенной областью стеклования, для увеличения температурной области, в которой проявляются повышенные упругие и демпфирующие свойства.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Установлено, что сочетание лазерной и химической обработок поверхности алюминия приводит к ощутимому росту адгезионной прочности к полимеру, значительно превышающему эффект от каждой из обработок по отдельности, а также зависящему от последовательности их выполнения. Показано, что последовательная обработка химическим и лазерным методами позволяет значительно увеличить истинную площадь поверхности, при этом, рост адгезионной прочности значительно превосходит рост истинной площади поверхности.

2. Установлено, что введение до 1 масс. % фуллереновой сажи в полимер приводит к монотонному снижению предела прочности и удлинения до разрушения при растяжении, а также изменению механизма разрушения с вязкого на хрупкий. При этом, введение до 1 масс. % приводит к значительному росту адгезионной прочности между полимером и металлом, а также росту прочностных свойств композиционного материала. Дальнейшее увеличение концентрации наночастиц в композите приводит к снижению свойств.

3. Показано, что за счет частичной совместимости полиэфирных микрофаз в сложных сополиконденсированных полиуретанимидах возможно совмещение

температурных диапазонов области стеклования различных структурных звеньев. Это позволяет расширить температурную область перехода, при которой сохраняется высокое значение модуля упругости и тангенса угла механических потерь. Использование таких полимеров при получении композитов позволяет получить материалы с высокими демпфирующими и прочностными характеристиками.

Объектом исследования является технологический процесс изготовления металл-полимерных слоистых композиционных материалов на основе термопластичных полимеров.

Предметом исследования являются комплекс механических свойств металл-полимерных слоистых композиционных материалов на основе термопластичных полимеров.

Практическая значимость работы:

1. Разработан метод обработки поверхности алюминиевых сплавов, сочетающий химическое травление и лазерную обработку, позволяющий повысить адгезию на границе металл-полимер на 30%, по сравнению с необработанной поверхностью. Получен патент на композиционный материал на основе стекловолоконного препрега и алюминиевого сплава с обработанной поверхностью (№2775662).

2. Разработана технология получения ряда вибропоглощающих композиционных материалов на основе сополимеров полиуретанимида, включающая синтез полимеров, обладающих уникальным сочетанием высоких демпфирующих и прочностных свойств в широком температурном интервале. Получено два патента на разработанные материалы (№2781011 и №2781064).

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности проведения комбинированной лазерной и химической обработок поверхности металла, повышающие адгезию алюминиевых сплавов к термопластичным полимерам.

2. Показано влияние введения фуллереновой сажи в адгезионный полимерный слой на комплекс прочностных свойств металл-полимерных композиционных материалов.

3. Предложена методика расширения температурной области эксплуатации композиционного материала с повышенными демпфирующими и упругими свойствами, за счет частичной совместимости полиэфирных микрофаз в термопластичном эластомере на основе сополимера полиуретанимида.

Диссертация состоит из пяти глав. В первой главе проведен литературный анализ современного состояния вопросов получения металл-полимерных слоистых композиционных материалов. Проанализированы основные технологические методы их получения и регулирования свойств. Изучены подходы к повышению адгезионного взаимодействия между полимерами и металлами, в том числе за счет применения физических и химических методов обработки поверхности, а также введения наночастиц различной природы (углеродных, стеклянных и т.д.). Во приводится описание используемых в работе материалов, технологического оборудования и методов исследования. В третьей главе представлены результаты изучения влияния различных методов обработки поверхности алюминия (физических, химических и электрохимических), а также из сочетания, на адгезионную прочность между термопластичным полимером и алюминием. В четвертой главе влияния углеродных наночастиц (фуллереновой сажи) на свойства полимера, его адгезию к алюминию и прочностные свойства термопластичных металл-полимерных слоистых композиционных материалов В пятой главе представлены результаты по синтезу сополимеров полиуретанимидов, изготовлению композиционных материалов на их основе и исследованию их демпфирующих свойств Личный вклад автора состоит в составлении плана эксперимента по получению металл-полимерных слоистых композиционных материалов и его практической реализации, исследовании влияния методов обработки поверхности металла и введения углеродных наночастиц на адгезионную прочность, изучению прочностных, упругих и демпфирующих

свойств композиционных материалов, анализе и изложении полученных результатов исследования.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность и обоснованность научных результатов работы обеспечены использованием апробированных экспериментальных методик, с использованием поверенной измерительной техники. Все результаты и выводы не противоречат современным научным представлениям, опубликованы в печатных рецензируемых изданиях.

Основные результаты работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях: «International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering, EECE-2018» (Санкт-Петербург, 2018), International Scientific Conference «New Materials and Technologies in Mechanical Engineering, NMTME-2019» (Санкт-Петербург, 2019), «International Scientific Conference «Materials Science: Composites, Alloys and Materials Chemistry (MS-CAMC-2019)» (Санкт-Петербург, 2019), ХУП Международная научно-практическая конференция «Новые полимерные композиционные материалы» (Нальчик, 2021 г.), ХУШ Международная научно-практическая конференция «Новые полимерные композиционные материалы» (Нальчик, 2022 г.), Х!Х Международная научно-практическая конференция «Новые полимерные композиционные материалы» (Нальчик, 2023 г.).

Публикации

Самостоятельно и в соавторстве по теме диссертации опубликовано 6 работ в журналах, в том числе: 5 в журналах входящих в международную базу цитирования «Scopus» и 1 в журнале входящем в перечень ВАК.

Личный вклад автора состоит в составлении плана эксперимента по получению металл-полимерных слоистых композиционных материалов и его практической реализации, исследовании влияния методов обработки поверхности металла и введения углеродных наночастиц на адгезионную прочность, изучению прочностных, упругих и демпфирующих свойств композиционных материалов, анализе и изложении полученных результатов исследования.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, содержит 161 машинописный лист, включая 48 рисунков, 21 таблицу, 166 наименований библиографических ссылок

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Исследования, проводимые в конце 1970-х годов в Техническом университете Делфта (Нидерланды), впервые продемонстрировали, что скорость роста усталостных трещин в слоистых материалах, созданных путем адгезионного соединения тонких листов металла полимерным слоем, ниже, чем в монолитных металлических конструкциях. [1]. Оказалось, что, когда трещины зарождаются и начинают расти в одном из листов металла, полимерные слои останавливают рост трещины и перенаправляют его вдоль адгезионной границы металл - полимер. Остальные листы, в которых трещины еще не образовались, сдерживают скорость роста трещины в материале. Снижение скорости роста трещин сохраняется до тех пор, пока трещина не появится и в соседнем листе. Исследования листовых металлических ламинатов с клеевым соединением стали предшественниками появления нового класса материалов - металлополимерных слоистых композитных материалов (МПКМ) [2-7].

Разработки в области слоистых композитов в последние десятилетия позволили добиться значительного снижения массы конструкций при сохранении высоких механических характеристик, а также обеспечить высокие усталостные свойства и коррозионную стойкость. [8-10].

Основными преимуществами полимерных композиционных материалов являются высокие удельная прочность и жесткость, коррозионная стойкость, сопротивление усталости, а также возможность оптимизации геометрии изделия со сложным напряженно-деформированным состоянием благодаря гибким методам производства. Все эти преимущества сделали МПКМ наиболее актуальным и востребованным конструкционным материалом для аэрокосмической, кораблестроительной и автомобильно-строительной промышленностей. [8].

Одним из наиболее важных аспектов эксплуатации авиационных конструкций является учет усталостных трещин, которые могут быть обнаружены до того момента, как они достигнут критической длины и приведут к катастрофическому разрушению конструкции. Классические полимерные

композиты не деформируются пластически, на них практически не образуется вмятин, поэтому обнаружить повреждения в этом типе материала гораздо сложнее. Повреждения в МПКМ можно легко обнаружить невооруженным глазом благодаря пластической деформации металла [9, 10].

Одной из целей использования многослойных материалов в конструкции автомобиля является повышение жесткости кузова на изгиб и кручение. Благодаря использованию слоистых композитов конструкция приобретает высокую удельную жесткость и удельную прочность на изгиб. Замена листового металла в панелях кузова автомобиля на панели из МПКМ позволяет снизить вес автомобиля, что способствует снижению вредных выбросов двигателя.

Последние несколько лет мировые тенденции в транспортной отрасли направлены на снижение шума и вибраций, издаваемых устройствами [11]. Демпфирующая способность системы зависит как от самой конструкции, так и от материалов, из которых она изготовлена [12]. Демпфирующие материалы способны поглощать механическую энергию вибраций и превращать ее в тепло. В композитных материалах механизмы демпфирования совершенно отличаются от таковых в металлических. В наполненных волокнами композитах диссипация энергии может происходить за счет вязкоупругой природы матрицы, межфазного слоя, повреждений, проскальзывания в несвязанных областях на границах раздела и др. [13-15].

Важным достоинством МПКМ является возможность использования матриц с высокими демпфирующими свойствами. Среди термопластичных полимеров в качестве демпфирующих материалов наиболее широко используются: политетрафторэтилен (PTFE), полиуретан полиэтилен (PE), полиамид (PA)., полипропилен (PP) [16].

Таким образом, металлополимерные слоистые композиты на термопластичных матрицах представляют собой материал, совмещающий высокие удельные прочность и жесткость, усталостную прочность и демпфирующую способность, что делает их весьма перспективными и актуальными для применения в транспортной отрасли [17-19].

1.2 Классификация металлополимерных слоистых композитов

В общем виде классификацию металлополимерных слоистых композитов можно проводить по типу металла, армирующего волокна или полимера (рис.1.1).

^Металлопопимерные композиционные материалы^

^Основные металлы) ^Основные волокна) ^ Основные матрицы ^

^Другие характеристики^

^ Алюминий ) ( Арамид )

1 1

^ Титан ) ( Стекло )

1 |

f Магний ) ( Углерод )

1 1

^ Сталь ) ( СВМПЭ )

|

( Кевлар )

1

( Базальт )

|

( Бор )

i

(Растительные)

^Реактопласты^ ^Термопласты^ ^ Укладки ^ ^Ориентация волокон)

_ I I Г 1 ^

Q Арамид ) Q Эпоксиды ^ ^Полиэфирэфиркетон) f 2/1 ^ (Однонаправленные}

X

X

(Полипропиле^

I

^ Полиамид ^

( 3/2 )

1

f 4/3 )

1

( И т.д. )

X

^ Ткани ) 1

^ЗР плетение^)

Рисунок 1.1. - Классификация МПКМ. [20]

Как было упомянуто выше, в 1978 году в Национальной аэрокосмической лаборатории и Делфтском технологическом университете (ДТУ) в Нидерландах были проведены исследования по повышению усталостных характеристик алюминиевых сплавов. Решение этой задачи было достигнуто путем создания слоистых композитов, в которых листы алюминиевого сплава были скреплены между собой полимерными слоями, армированными арамидными волокнами. В результате этих исследований был представлен первый волокнисто-металлический ламинат — ARALL (Aramid Reinforced Aluminium Laminate) [10]. Его основное назначение — крылья летательных аппаратов. В 1984 году были получены два международных патента, и, после того как было достигнуто достаточное доверие к материалу, компанией Alcoa начато опытное производство четырех различных типов стандартизированного ARALL [21].

Позднее была разработана более жесткая конструкция, содержащая, вместо арамидных, углеродные волокна, — CARALL (Carbon Reinforced ALuminium Laminate) [22]. CARALL применяется в стойках вертолетов и сиденьях самолетов в качестве поглотителя ударов благодаря высоким компрессионным свойствам и низкой скорости роста трещин [23]. Однако при контакте алюминия и углеродного контакта существует риск возникновения гальванической коррозии [24]. Одним из методов предотвращения гальванической коррозии является электрическая изоляция двух компонентов [25], например, вставка между углепластиком и алюминием слоя полимера, армированного стекловолокном.

В 1990 году была предпринята еще одна попытка усовершенствовать ламинаты ARALL, главным недостатком которых была низкая ударная вязкость. Вместо арамидных волокон, было предложено использовать высокопрочное стекловолокно, новые композиты получили название GLARE (Glass Reinforced) [21]. Исследование, проведенное Влотом [26]. показало, что при низких скоростях ударной нагрузки GLARE практически не уступает алюминию и превосходит углеволоконные композиты, а при более высоких скоростях ударные свойства намного лучше, чем у алюминия. Исследование показало, что GLARE не только более устойчив к ударам, по сравнению с ARALL и CARALL, но его свойства после ударных повреждений также оказались выше. В 1990 году превосходные ударопрочные свойства GLARE были реализованы в грузовом полу самолета Boeing 777 [27], а немного позже в части фюзеляжа и части хвостового оперения Airbus A380.

Основные виды МПКМ в соответствии с зарубежной и российской терминологией приведены на рис. 1.2. По соотношению цены и уровня свойств слоистые композиты на основе алюминия и стекловолокна получили наиболее широкое распространение. Основные характеристики композитов на основе стекловолокна приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Рисунок 1.2. - Классификация коммерческих металлополимерных слоистых

композитов [7, 28].

Таблица 1.1- Разработанные типы СИАЛ и GLARE [28].

СИАЛ CLARE Направление

Марка Al лист Марка** Alлист армирующих монослоев в пластике

СИАЛ-1* В95очТ2 CLARE 1 7475T76 0/0, однонаправленное

СИАЛ-1-1 * 1441Т11 CLARE 2 2024T3 0/0, однонаправленное

СИАЛ-1-1Р** (GLARE 2А, GLARE 2В)

СИАЛ-3-1 * 1441Т11 CLARE 3 2024T3 0/90, перекрестное

СИАЛ-3-1 Р** (равнопрочное)

СИАЛ-2*, Д16чТ, CLARE 4 2024T3 0/90/0, перекрестное

СИАЛ-2-1* 1441Т11 (GLARE 4A, GLARE 4B)

CLARE 5 2024T3 0/90/90/0, перекрестное

CLARE 6 2024T3 +45/-45 перекрестное

* Армирование стеклотканью. ** Армирование стеклоровингом

Таблица 1.2 - Основные свойства СИАЛов на основе листов 1441РДТ11 и 1163АТ

[28].

Материал МПа Е, ГП а МЦУ: N. кцикл (с>тах=157 МПа; /=5 Гц; К\ =2,6) (Д^=31 МП а-ч/г^Г), мм/кцикл Кус, МПаТм ё, кг/м3

СИАЛ-1-1 1050 70 400 0,10 141 2360

(на базе 1441)

СИАЛ-3-1 600 65 140 0,15 80 2360

(на базе 1441)

СИАЛ-3 600 55 НО 0,15 66 2470

(на базе 1163)

1441РДТ11 450 79 140 1,4 90 2600

П63АТ 430 70 110 1,8 66 2780

1.2. Компоненты МПКМ

1.2.1 Металлы

Для изготовления МПКМ наиболее часто используемыми металлами являются сплавы на основе алюминия [29] и титана [31, 32], также могут применяться и сплавы на основе магния [32, 33], нержавеющая или высокопрочная стали [34, 35].

Алюминиевые сплавы являются наиболее распространенными конструкционными материалами в современной авиационной промышленности благодаря высокой удельной прочности. В настоящее время МПКМ на основе алюминия широко используются в авиастроении. Тем не менее, слоистые композиты на основе алюминия имеют некоторые ограничения по температуре эксплуатации и устойчивости к повреждениям в том числе из-за гальванической коррозии [36].

Титан обладает большим сопротивлением ползучести, более высокими прочностью и ударной вязкостью, чем алюминий [37-39]. Соответственно, МПКМ на основе титана обладают более высокими жесткостью, пределом текучести, усталостной прочностью и ударной вязкостью в условиях комнатной и повышенных температур [39]. МПКМ, состоящие из титановых листов и

углеродных волокон, практически не подвержены гальванической коррозии благодаря электрохимической совместимости титановых листов и углеродных волокон [40, 41]. Поэтому МПКМ на основе титана находят все большее применение в кораблестроительной, аэрокосмической промышленностях, в том числе в конструкциях сверхзвуковых транспортных самолетов [42-45]. Однако стоит отметить, что титан гораздо более дорогой металл, по сравнению с алюминием, что приводит к высокой стоимости МПКМ на его основе [46].

Магний имеет низкую плотность, самую высокую удельную прочность, высокую коррозионную стойкость, благодаря чему также может быть использован в качестве металлического компонента для МПКМ [42]. Поэтому в целях снижения веса конструкций были разработаны МПКМ на основе магния [47, 48]. Результаты показали, что большинство статических и усталостных свойств МПКМ на основе магния значительно ниже, чем у существующих композитов на основе алюминия. Однако, МПКМ на основе магния и полипропилена, упрочненного стекловолокном, обладает более высокой удельной ударной прочностью, чем его аналог на основе алюминия [49].

Несмотря на высокую прочность, высокая плотность сталей долгое время не позволяла рассматривать их в качестве подходящего материала для создания МПКМ, так как основным потребителем слоистых композитов оставалась авиапромышленность. Тем не менее, МПКМ на основе стали обладают более высокими прочностью, жесткостью и лучшими усталостными свойствами, чем композиты на алюминиевой основе [29]. Новые МПКМ на основе стали и углеродного волокна, благодаря превосходным прочностным и ударным характеристикам, низкой массе и отличной коррозионной стойкости предоставляют новые возможности для применения стали в аэрокосмической области [50-53].

1.2.2. Армирующее волокно

В 1920 году Гриффитом было впервые научно продемонстрировано, что многие материалы намного прочнее в форме волокон, чем в объемной форме. Было обнаружено, что по мере того, как стеклянные стержни и волокна становились тоньше, они становились прочнее. Экстраполяция полученных результатов показывала, что прочность волокна очень малого диаметра приближалась к теоретической когезионной прочности между соседними слоями атомов. На основе экспериментальных данных, было выдвинуто предположение о существовании размерного эффекта, связанного с наличием поверхностных дефектов. При уменьшении диаметра волокна физические свойства материала не меняются, но уменьшается размер трещины, так как он не может превышать размер волокна. Из этого следует необходимость приложения больших напряжений для постоянного роста трещины, что в целом приводит к увеличению прочности материала в форме волокна.

Результаты, аналогичные тем, которые опубликовал Гриффит, были получены для большого количества других материалов. Надо отметить, что причины различий между поведением материала в обычной форме и в форме волокна могут быть связанны не только с размерным фактором. Например, полимерные волокна прочнее и жестче, чем объемные полимеры из-за высокой ориентации полимерных цепей вдоль оси волокон.

Нет сомнений в том, что волокна позволяют получить максимальную прочность на разрыв и высокий модуль упругости, но сами по себе они не могут выдерживать продольные сжимающие нагрузки, и их механические свойства в поперечном направлении гораздо ниже, чем в продольном. Таким образом, волокна обычно бесполезны в качестве конструкционных материалов, если они не удерживаются вместе в структурной единице с помощью связующего или матричного материала, или, если не предусмотрено некоторое поперечное армирование.

Поэтому основное применение волокон в качестве конструкционного материала сводится к использованию их как армирующего компонента в препрегах

(и других ПКМ), где в качестве связующей матрицы выступают термореактивные или термопластичные полимеры. Нужно отметить, что чем меньше диаметр волокна, тем больше площадь поверхности раздела волокно/матрица, через которую происходит передача напряжения от матрицы на упрочняющую фазу, т.е при одном и том же объеме упрочняющей фазы общая площадь поверхности раздела волокно/матрица может быть увеличена за счет уменьшения диаметра волокна.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гончаренко Дмитрий Вячеславович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каблов Е. Н. и др. Новый класс слоистых алюмостеклопласти-ков на основе алюминий-литиевого сплава 1441 с пониженной плотностью //Вестник Московского государственного технического университета им. НЭ Баумана. Серия «Машиностроение». - 2011. - №. SP2. - С. 174-183.

2. Trauth A. et al. Interface characterization of hybrid biocompatible fiber-metal laminates after laser-based surface treatment //Composite Structures. - 2022. - Т. 281. - С. 115054.

3. Kadhum A. M., Faris S. T., Al-katawy A. A. Improvement and Properties of Fiber Metal Laminates Used in Aircraft Wing by Using Graphite-Polyester. - 2019.

4. Chang P. Y., Yeh P. C., Yang J. M. Fatigue crack initiation in hybrid boron/glass/aluminum fiber metal laminates //Materials Science and Engineering: A. -2008. - Т. 496. - №. 1-2. - С. 273-280.

5. Ilya K. et al. Development thermoplastic elastomer-based fiber-metal laminate for vibration damping application //Materials Today: Proceedings. - 2020. - Т. 30. - С. 393-397.

6. Critchlow G. W., Brewis D. M. Review of surface pretreatments for aluminium alloys //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 1996. - Т. 16. -№. 4. - С. 255-275.

7. Sinmaz5elik T. et al. A review: Fibre metal laminates, background, bonding types and applied test methods //Materials & Design. - 2011. - Т. 32. - №. 7. - С. 36713685.].

8. Botelho E. C. et al. A review on the development and properties of continuous fiber/epoxy/aluminum hybrid composites for aircraft structures //Materials Research. - 2006. - Т. 9. - С. 247-256.

9. Bernhardt S., Ramulu M., Kobayashi A. S. Low-velocity impact response characterization of a hybrid titanium composite laminate. - 2007. - Т.9. - С. 220-226.

10. Villanueva G. R., Cantwell W. J. The high velocity impact response of composite and FML-reinforced sandwich structures //Composites Science and Technology. - 2004. - T. 64. - №. 1. - C. 35-54.

11. Jonckheere S. et al. Combined experimental-numerical characterization of the vibro-acoustic properties of lightweight panels //Proceedings of the 9th National Congress on Theoretical and Applied Mechanics. - 2012. - C. 9-11.

12. Sarlin E. et al. Vibration damping properties of steel/rubber/composite hybrid structures //Composite structures. - 2012. - T. 94. - №. 11. - C. 3327-3335

13. Chandra R., Singh S. P., Gupta K. Damping studies in fiber-reinforced composites-a review //Composite structures. - 1999. - T. 46. - №. 1. - C. 41-51.

14. Kenny J. M., Marchetti M. Elasto-plastic behavior of thermoplastic composite laminates under cyclic loading //Composite structures. - 1995. - T. 32. - №. 1-4. - C. 375-382.

15. Buggy M., Dillon G. Flexural fatigue of carbon fibre-reinforced PEEK laminates //Composites. - 1991. - T. 22. - №. 3. - C. 191-198.

16. Bhudolia S. K., Perrotey P., Joshi S. C. Enhanced vibration damping and dynamic mechanical characteristics of composites with novel pseudo-thermoset matrix system //Composite Structures. - 2017. - T. 179. - C. 502-513.

17. Rao M. D. Recent applications of viscoelastic damping for noise control in automobiles and commercial airplanes //Journal of sound and vibration. - 2003. - T. 262.

- №. 3. - C. 457-474.

18. Hara D., Ozgen G. O. Investigation of weight reduction of automotive body structures with the use of sandwich materials //Transportation research procedia. - 2016.

- T. 14. - C. 1013-1020.

19. Jones D. I. G. Handbook of viscoelastic vibration damping. - John Wiley & Sons, 2001. Nashif A. D., Jones D. I. G., Henderson J. P. Vibration damping. -John Wiley & Sons, 1991.

20. Xie M. et al. Classification of fiber metal laminates (FMLs), adhesion theories and methods for improving interfacial adhesion: A review //Thin-Walled Structures. - 2024. - C. 111744.

21. Asundi A., Choi A. Y. N. Fiber metal laminates: an advanced material for future aircraft //Journal of Materials processing technology. - 1997. - Т. 63. - №. 1-3. -С. 384-394.

22. Schut J. E., Alderliesten R. C. Delamination growth rate at low and elevated temperatures in glare //25th International congress of the aeronautical sciences. - 2006. -С. 3-8.

23. Chandrasekar M. et al. An experimental review on the mechanical properties and hygrothermal behaviour of fibre metal laminates //Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2017. - Т. 36. - №. 1. - С. 72-82.

24. Hamill L., Hofmann D. C., Nutt S. Galvanic corrosion and mechanical behavior of fiber metal laminates of metallic glass and carbon fiber composites //Advanced Engineering Materials. - 2018. - Т. 20. - №. 2. - С. 1700711.

25. Mandel M., Krüger L. Determination of pitting sensitivity of the aluminium alloy EN AW-6060-T6 in a carbon-fibre reinforced plastic/aluminium rivet joint by finite element simulation of the galvanic corrosion process //Corrosion science. - 2013. - Т. 73. - С. 172-180.

26. Vlot A. Low-velocity impact loading on fibre-reinforced aluminium laminates (ARALL) and other aircraft sheet materials. - 1993.

27. Vlot A., Gunnink J. W. (ed.). Fibre metal laminates: an introduction. -Springer Science & Business Media, 2011.

28. Антипов В. В. и др. Конструкционные слоистые материалы СИАЛ //Клеи. Герметики. Технологии. - 2012. - №. 6. - С. 13.

29. Kazemi M. E. et al. A review on the hybrid titanium composite laminates (HTCLs) with focuses on surface treatments, fabrications, and mechanical properties //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2020. - Т. 128. - С. 105679.

30. Nakatani H. et al. Damage characterization of titanium/GFRP hybrid laminates subjected to low-velocity impact //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2011. - Т. 42. - №. 7. - С. 772-781.

31. Li X. et al. Mechanical behaviors of Ti/CFRP/Ti laminates with different surface treatments of titanium sheets //Composite Structures. - 2017. - T. 163. - C. 2131.

32. Parnanen T. et al. Applicability of AZ31B-H24 magnesium in Fibre Metal Laminates-An experimental impact research //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2012. - T. 43. - №. 9. - C. 1578-1586.

33. Mugica J. I. et al. Impact characterization of thermoformable fibre metal laminates of 2024-T3 aluminium and AZ31B-H24 magnesium based on self-reinforced polypropylene //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2014. - T. 61. - C. 67-75.

34. Parnanen T. et al. Debonding and impact damage in stainless steel fibre metal laminates prior to metal fracture //Composite Structures. - 2015. - T. 119. - C. 777-786.

35. Singh S., Angra S. Flexural and impact properties of stainless steel based glass fibre reinforced fibre metal laminate under hygrothermal conditioning //International Journal of Engineering. - 2018. - T. 31. - №. 1. - C. 164-172.

36. Sharma A. P., Velmurugan R. Analytical modelling of low-velocity impact response characterization of titanium and glass fibre reinforced polymer hybrid laminate composites //Thin-Walled Structures. - 2022. - T. 175. - C. 109236.

37. Burianek D. A., Spearing S. M. Delamination growth from face sheet seams in cross-ply titanium/graphite hybrid laminates //Composites Science and Technology. -2001. - T. 61. - №. 2. - C. 261-269.

38. Burianek D. A., Giannakopoulos A. E., Spearing S. M. Modeling of facesheet crack growth in titanium-graphite hybrid laminates, Part I //Engineering Fracture Mechanics. - 2003. - T. 70. - №. 6. - C. 775-798.

39. Li X. et al. Influence of fiber type on the impact response of titanium-based fiber-metal laminates //International Journal of Impact Engineering. - 2018. - T. 114. -C. 32-42.

40. Kolesnikov B., Herbeck L., Fink A. CFRP/titanium hybrid material for improving composite bolted joints //Composite Structures. - 2008. - T. 83. - №. 4. - C. 368-380.

41. Jakubczak P. The impact behaviour of hybrid titanium glass laminates— Experimental and numerical approach //International Journal of Mechanical Sciences. -2019. - T. 159. - C. 58-73.

42. Cortes P., Cantwell W. J. The impact properties of high-temperature fiber-metal laminates //Journal of Composite Materials. - 2007. - T. 41. - №. 5. - C. 613-632.

43. Ji C. et al. Enhanced interfacial adhesion of CF/PEEK-titanium hybrid laminates via introducing micro-nano layers with multi-walled carbon nanotube networks //Composites Science and Technology. - 2022. - T. 223. - C. 109418.

44. Rhymer D. W., Johnson W. S. Fatigue damage mechanisms in advanced hybrid titanium composite laminates //International Journal of Fatigue. - 2002. - T. 24. -№. 9. - C. 995-1001.

45. He P., Chen K., Yang J. Surface modifications of Ti alloy with tunable hierarchical structures and chemistry for improved metal-polymer interface used in deepwater composite riser //Applied Surface Science. - 2015. - T. 328. - C. 614-622.

46. Feng E. et al. Sustainable recovery of titanium from secondary resources: A review //Journal of Environmental Management. - 2023. - T. 339. - C. 117818.

47. Asaee Z., Shadlou S., Taheri F. Low-velocity impact response of fiberglass/magnesium FMLs with a new 3D fiberglass fabric //Composite Structures. -2015. - T. 122. - C. 155-165.

48. Alderliesten R., Rans C., Benedictus R. The applicability of magnesium based fibre metal laminates in aerospace structures //Composites Science and Technology. - 2008. - T. 68. - №. 14. - C. 2983-2993.

49. Cortés P., Cantwell W. J. The fracture properties of a fibre-metal laminate based on magnesium alloy //Composites Part B: Engineering. - 2005. - T. 37. - №. 2-3. - C. 163-170.

50. Van Rooijen R. G. J., Sinke J., Van Der Zwaag S. Improving the adhesion of thin stainless steel sheets for fibre metal laminate (FML) applications //Journal of adhesion science and technology. - 2005. - T. 19. - №. 16. - C. 1387-1396.

51. Guo Y. et al. Study on formability and failure modes of steel/CFRP based FMLs consisting of carbon fiber reinforced polymer prepreg and steel sheet //Composite Structures. - 2022. - T. 281. - C. 114980

52. Koord J. et al. Effect of low temperature on mode I and mode II interlaminar fracture toughness of CFRP-steel hybrid laminates //Composites Part B: Engineering. -2023. - T. 262. - C. 110773

53. Lee D. W. et al. Fabrication of high-stiffness fiber-metal laminates and study of their behavior under low-velocity impact loadings //Composite Structures. - 2018. -T. 189. - C. 61-69.

54. Song J. H. Pairing effect and tensile properties of laminated highperformance hybrid composites prepared using carbon/glass and carbon/aramid fibers //Composites Part B: Engineering. - 2015. - T. 79. - C. 61-66.

55. Khan S. U., Alderliesten R. C., Benedictus R. Post-stretching induced stress redistribution in fibre metal laminates for increased fatigue crack growth resistance //Composites Science and Technology. - 2009. - T. 69. - №. 3-4. - C. 396-405.

56. Li Z. et al. Ballistic penetration damage for hybrid carbon/Kevlar/UHMWPE fiber laminated composites: experimental and numerical techniques //Composite Structures. - 2023. - T. 316. - C. 117037.

57. Madika B., Syahrial A. Z. Study of aluminum/kevlar fiber composite laminate with and without TiC nanoparticle impregnation and aluminum/carbon fiber composite laminate for anti-ballistic materials //International Journal of Lightweight Materials and Manufacture. - 2024. - T. 7. - №. 1. - C. 62-71.

58. Shanmugam L. et al. On the metal thermoplastic composite interface of Ti alloy/UHMWPE-Elium® laminates //Composites Part B: Engineering. - 2020. - T. 181. - C. 107578.

59. Lin C. T., Kao P. W., Yang F. S. Fatigue behaviour of carbon fibre-reinforced aluminium laminates //Composites. - 1991. - T. 22. - №. 2. - C. 135-141.

60. Fiore V. et al. A review on basalt fibre and its composites //Composites Part B: Engineering. - 2015. - T. 74. - C. 74-94.

61. Dhand V. et al. A short review on basalt fiber reinforced polymer composites //Composites Part B: Engineering. - 2015. - T. 73. - C. 166-180.

62. Yeh P. C. et al. Blunt notch strength of hybrid boron/glass/aluminum fiber metal laminates //Materials Science and Engineering: A. - 2011. - T. 528. - №. 4-5. - C. 2164-2173.

63. Ismail S. O., Akpan E., Dhakal H. N. Review on natural plant fibres and their hybrid composites for structural applications: Recent trends and future perspectives //Composites Part C: Open Access. - 2022. - T. 9. - C. 100322.

64. Rousseau J. et al. Thermal and hydrothermal ageing of flax/polypropylene composites and their stainless steel hybrid laminates //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2023. - T. 171. - C. 107582.

65. Liu T. et al. Damping behavior of plant fiber composites: A review //Composite Structures. - 2021. - T. 275. - C. 114392.

66. Choudri R. V., Soni S. C., Mathur A. N. Tensile fracture strength of Boron (SAE-1042)/Epoxy/Aluminium (6061-t6) laminates //Materials Today: Proceedings. -2017. - T. 4. - №. 2. - C. 3407-3415.

67. Lu Z., Xian G., Li H. Effects of elevated temperatures on the mechanical properties of basalt fibers and BFRP plates //Construction and building Materials. - 2016. - T. 127. - C. 1029-1036.

68. Sarasini F. et al. Effect of temperature and fiber type on impact behavior of thermoplastic fiber metal laminates //Composite Structures. - 2019. - T. 223. - C. 110961.

69. Zhu Z. et al. A modified model to predict the ballistic limit of a cubic fragment penetrating Kevlar/titanium fiber metal laminate //International Journal of Impact Engineering. - 2022. - T. 168. - C. 104292.

70. Zhang R. et al. Ballistic performance of ultralight multifunctional cellular sandwich plates with UHMWPE fiber metal laminate skins //Composite Structures. -2023. - T. 304. - C. 116390.

71. Karthikeyan K. et al. The effect of shear strength on the ballistic response of laminated composite plates //European Journal of Mechanics-A/Solids. - 2013. - T. 42. - C. 35-53.

72. Chu T. L., Ha-Minh C., Imad A. A numerical investigation of the influence of yarn mechanical and physical properties on the ballistic impact behavior of a Kevlar KM2® woven fabric //Composites Part B: Engineering. - 2016. - T. 95. - C. 144-154

73. Vieira L. M. G. et al. Novel fibre metal laminate sandwich composite structure with sisal woven core //Industrial Crops and Products. - 2017. - T. 99. - C. 189195.

74. Kuan H. T. N. et al. The fracture properties of environmental-friendly fiber metal laminates //Journal of Reinforced Plastics and Composites. - 2011. - T. 30. - №. 6. - C. 499-508.

75. Ramakrishnan K. R. et al. Experimental study of adhesively bonded natural fibre composite-steel hybrid laminates //Composites Part C: Open Access. - 2021. - T. 5. - C. 100157.

76. Santulli C. et al. Damage characterisation on PP-hemp/aluminium fibre-metal laminates using acoustic emission //Journal of composite materials. - 2013. - T. 47. - №. 18. - C. 2265-2274.

77. Vasumathi M., Murali V. Effect of alternate metals for use in natural fibre reinforced fibre metal laminates under bending, impact and axial loadings //Procedia engineering. - 2013. - T. 64. - C. 562-570.

78. Hussain M. et al. Effect of matrix and hybrid reinforcement on fibre metal laminates under low-velocity impact loading //Composite Structures. - 2022. - T. 288. -C. 115371.

79. Dadej K., Bienias J. On fatigue stress-cycle curves of carbon, glass and hybrid carbon/glass-reinforced fibre metal laminates //International Journal of Fatigue. -2020. - T. 140. - C. 105843.

80. Abolfazli M. et al. Residual compressive strength of filament wound hybrid glass/carbon fibre reinforced polymer tubes after exposure to elevated temperature //Composite Structures. - 2023. - T. 316. - C. 117050.

81. Swolfs Y., Gorbatikh L., Verpoest I. Fibre hybridisation in polymer composites: A review //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2014. - Т. 67. - С. 181-200.

82. Cortes P., Cantwell W. J. The prediction of tensile failure in titanium-based thermoplastic fibre-metal laminates //Composites science and technology. - 2006. - Т. 66. - №. 13. - С. 2306-2316.

83. Qureshi Z. et al. In situ consolidation of thermoplastic prepreg tape using automated tape placement technology: Potential and possibilities //Composites Part B: Engineering. - 2014. - Т. 66. - С. 255-267.

84. McGregor O. P. L. et al. Pre-impregnated natural fibre-thermoplastic composite tape manufacture using a novel process //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2017. - Т. 101. - С. 59-71.

85. Schubert F. et al. Thermoplastic fiber metal laminates for automated production //Lightweight Design worldwide. - 2019. - Т. 12. - №. 4. - С. 12-17.

86. Alderliesten R. C. Fatigue crack growth modelling in Glare //13th International Conference on Composite Materials., Beijing, China. - ICCM, 2001. - С. 1-10.

87. Park S. Y. et al. Effects of surface pre-treatment and void content on GLARE laminate process characteristics //Journal of Materials Processing Technology. - 2010. -Т. 210. - №. 8. - С. 1008-1016.

88. Vogelesang L. B., Gunnink J. W. ARALL: A materials challenge for the next generation of aircraft //Materials & Design. - 1986. - Т. 7. - №. 6. - С. 287-300.

89. Kong D. et al. Enhanced bonding strength of AZ31B/carbon-fiber-reinforced plastic laminates by anodization treatment in a saturated Na2SiO3 solution //Materials Science and Engineering: A. - 2022. - Т. 840. - С. 142982.

90. Davis M., Bond D. Principles and practices of adhesive bonded structural joints and repairs //International journal of adhesion and adhesives. - 1999. - Т. 19. - №. 2-3. - С. 91-105.

91. Critchlow G. W. et al. Strategies for the replacement of chromic acid anodising for the structural bonding of aluminium alloys //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2006. - T. 26. - №. 6. - C. 419-453.

92. Harris A. F., Beevers A. The effects of grit-blasting on surface properties for adhesion //International journal of adhesion and adhesives. - 1999. - T. 19. - №. 6. - C. 445-452.

93. Berg J. C. Semi-empirical strategies for predicting adhesion //Adhesion science and engineering. - Elsevier Science BV, 2002. - C. 1-73.

94. Zhu W. et al. Characterization and properties of AA6061-based fiber metal laminates with different aluminum-surface pretreatments //Composite Structures. - 2019.

- T. 227. - C. 111321.

95. Gonzalez-Canche N. G. et al. Evaluation of surface treatments on 5052-H32 aluminum alloy for enhancing the interfacial adhesion of thermoplastic-based fiber metal laminates //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2018. - T. 82. - C. 90-99.

96. Ozun E. et al. Combined effect of surface pretreatment and nanomaterial reinforcement on the adhesion strength of aluminium joints //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2022. - T. 119. - C. 103274.

97. Park S. Y. et al. Recent trends in surface treatment technologies for airframe adhesive bonding processing: a review (1995-2008) //The Journal of Adhesion. - 2010.

- T. 86. - №. 2. - C. 192-221.

98. Prolongo S. G., Urena A. Effect of surface pre-treatment on the adhesive strength of epoxy-aluminium joints //International Journal of Adhesion and Adhesives. -2009. - T. 29. - №. 1. - C. 23-31.

99. Lawcock G. et al. The effect of adhesive bonding between aluminum and composite prepreg on the mechanical properties of carbon-fiber-reinforced metal laminates //Composites Science and Technology. - 1997. - T. 57. - №. 1. - C. 35-45.

100. Maryan M. S., Ebrahimnezhad-Khaljiri H., Eslami-Farsani R. The experimental assessment of the various surface modifications on the tensile and fatigue behaviors of laminated aluminum/aramid fibers-epoxy composites //International Journal of Fatigue. - 2022. - T. 154. - C. 106560.

101. Mehr M. E. et al. Effects of applying a combination of surface treatments on the mechanical behavior of basalt fiber metal laminates //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2019. - T. 92. - C. 133-141.

102. Laban O., Mahdi E. Enhancing mode I inter-laminar fracture toughness of aluminum/fiberglass fiber-metal laminates by combining surface pre-treatments //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2017. - T. 78. - C. 234-239.

103. Yu B. et al. Interlaminar fracture properties of surface treated Ti-CFRP hybrid composites under long-term hygrothermal conditions //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2017. - T. 96. - C. 9-17.

104. He P. et al. Surface microstructures and epoxy bonded shear strength of Ti6Al4V alloy anodized at various temperatures //Composites science and technology. -2013. - T. 82. - C. 15-22.

105. Drozdziel-Jurkiewicz M., Bienias J. Evaluation of Surface Treatment for enhancing adhesion at the metal-composite interface in fibre metal-laminates //Materials.

- 2022. - T. 15. - №. 17. - C. 6118.

106. Davis G. D. et al. Application of surface behaviour diagrams to the study of hydration of phosphoric acid-anodized aluminium //Journal of Materials Science. - 1982.

- T. 17. - C. 1807-1818.

107. Domingues L. et al. Anodising of Al 2024-T3 in a modified sulphuric acid/boric acid bath for aeronautical applications //Corrosion Science. - 2003. - T. 45. -№. 1. - C. 149-160.

108. Mertens T., Kollek H. On the stability and composition of oxide layers on pre-treated titanium //International journal of adhesion and adhesives. - 2010. - T. 30. -№. 6. - C. 466-477.

109. Fiore V. et al. Effects of anodizing surface treatment on the mechanical strength of aluminum alloy 5083 to fibre reinforced composites adhesive joints //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2021. - T. 108. - C. 102868.

110. Johnsen B. B., Lapique F., Bj0rgum A. The durability of bonded aluminium joints: a comparison of AC and DC anodising pretreatments //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2004. - T. 24. - №. 2. - C. 153-161.

111. Gabor R. et al. Preparation of highly wettable coatings on Ti-6Al-4V ELI alloy for traumatological implants using micro-arc oxidation in an alkaline electrolyte //Scientific reports. - 2020. - T. 10. - №. 1. - C. 19780.

112. Gao H. et al. Effect of Na2SiO3 solution concentration of micro-arc oxidation process on lap-shear strength of adhesive-bonded magnesium alloys //Applied surface science. - 2014. - T. 314. - C. 447-452.

113. Pan Y. et al. Galvanic corrosion behaviour of carbon fibre reinforced polymer/magnesium alloys coupling //Corrosion Science. - 2015. - T. 98. - C. 672-677.

114. Pan Y. et al. Corrosion behaviour of carbon fibre reinforced polymer/magnesium alloy hybrid laminates //Corrosion Science. - 2017. - T. 115. - C. 152-158.

115. Tang Y. et al. The influences of duty cycle on the bonding strength of AZ31B magnesium alloy by microarc oxidation treatment //Surface and Coatings Technology. -2010. - T. 205. - №. 6. - C. 1789-1792.

116. Shanmugam L., Kazemi M. E., Yang J. Improved bonding strength between thermoplastic resin and Ti alloy with surface treatments by multi-step anodization and single-step micro-arc oxidation method: a comparative study //ES Materials & Manufacturing. - 2019. - T. 3. - №. 7. - C. 57-65.

117. Li G. et al. Review of micro-arc oxidation of titanium alloys: Mechanism, properties and applications //Journal of Alloys and Compounds. - 2023. - T. 948. - C. 169773.

118. Sun S. et al. Effect of electrolyte composition ratio of micro-arc oxidation on interlaminar strength of CFRP/Mg laminates //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2018. - T. 87. - C. 98-104.

119. Lambiase F. et al. Influence of laser texturing strategy on thermomechanical joining of AA7075 aluminum alloy and PEEK //Composite Structures. - 2023. - T. 315. - C. 116974.

120. Liu Y. et al. Effect of laser texturing on mechanical strength and microstructural properties of hot-pressing joining of carbon fiber reinforced plastic to Ti6Al4V //Journal of Manufacturing Processes. - 2021. - T. 65. - C. 30-41.

121. Lin Y. et al. Effect of plasma surface treatment of aluminum alloy sheet on the properties of Al/Gf/PP laminates //Applied Surface Science. - 2020. - Т. 507. - С. 145062.

122. Chen F. et al. Stability of plasma treated superhydrophobic surfaces under different ambient conditions //Journal of colloid and interface science. - 2016. - Т. 470. - С. 221-228.

123. Mui T. S. M. et al. Surface modification of aluminium alloys by atmospheric pressure plasma treatments for enhancement of their adhesion properties //Surface and Coatings Technology. - 2017. - Т. 312. - С. 32-36.

124. Williams T. S., Yu H., Hicks R. F. Atmospheric pressure plasma activation as a surface pre-treatment for the adhesive bonding of aluminum 2024 //Journal of Adhesion Science and Technology. - 2014. - Т. 28. - №. 7. - С. 653-674.

125. Wang X. et al. Effect of atmospheric pressure plasma treatment on strength of adhesive-bonded aluminum AA5052 //The Journal of Adhesion. - 2018. - Т. 94. - №. 9. - С. 701-722.

126. Anagreh N., Dorn L., Bilke-Krause C. Low-pressure plasma pretreatment of polyphenylene sulfide (PPS) surfaces for adhesive bonding //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2008. - Т. 28. - №. 1-2. - С. 16-22.

127. Akram M. et al. Atmospheric plasma modification of polyimide sheet for joining to titanium with high temperature adhesive //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2016. - Т. 65. - С. 63-69.

128. Parkes P. N. et al. Static strength of metal-composite joints with penetrative reinforcement //Composite Structures. - 2014. - Т. 118. - С. 250-256.

129. Skhabovskyi I. et al. Appraisal of fiber-metal laminate panels reinforced with metal pins deposited by CMT welding //Composite structures. - 2017. - Т. 180. - С. 263275.

130. Yeole P., Vaidya U. Hybrid fiber metal composite laminate interlaminar reinforcement through metal interlocks //Advanced Composites and Hybrid Materials. -2021. - Т. 4. - С. 186-194.

131. Zhu W. et al. Effect of coupling agent quantity on composite interface structure and properties of fiber metal laminates //Polymer Composites. - 2021. - Т. 42. - №. 7. - С. 3195-3205.

132. Deng S. et al. Thermoplastic-epoxy interactions and their potential applications in joining composite structures-A review //Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. - 2015. - Т. 68. - С. 121-132.

133. Fedel M. et al. Corrosion protection properties of silane pre-treated powder coated galvanized steel //Progress in Organic Coatings. - 2009. - Т. 66. - №2. 2. - С. 118128.

134. Abel M. L. et al. Understanding the relationship between silane application conditions, bond durability and locus of failure //International journal of adhesion and adhesives. - 2006. - Т. 26. - №. 1-2. - С. 2-15.

135. Hobbs P. M., Kinloch A. J. The computational molecular modelling of organosilane primers //The Journal of Adhesion. - 1998. - Т. 66. - №. 1-4. - С. 203-228.

136. Surowska B. et al. The durability of an organic-inorganic sol-gel interlayer in Al-GFRP-CFRP laminates in a saline environment //Materials. - 2019. - Т. 12. - №. 15. - С. 2362.

137. Liu J. et al. Fracture behavior of an epoxy/aluminum interface reinforced by sol-gel coatings //Journal of adhesion science and technology. - 2006. - Т. 20. - №. 4. -С. 277-305.

138. Osborne J. H. et al. Testing and evaluation of nonchromated coating systems for aerospace applications //Progress in Organic Coatings. - 2001. - Т. 41. - №. 4. - С. 217-225.

139. Ostapiuk M. et al. A study on the galvanic corrosion of a sol-gel coated PEO Mg-CFRP couple //Corrosion Science. - 2021. - Т. 186. - С. 109470.

140. Pan L. et al. Characterization of effects of heat treated anodized film on the properties of hygrothermally aged AA5083-based fiber-metal laminates //Composite Structures. - 2017. - Т. 167. - С. 112-122.

141. Liu Z. et al. Experimental and numerical investigation of the effect of metal surface treatments on the delamination behaviour of magnesium alloy-based Fibre Metal

Laminates //CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. - 2022. - Т. 38. -С. 442-456.

142. Wang H., Tao J., Jin K. The effect of MWCNTs with different diameters on the interface properties of Ti/CFRP fiber metal laminates //Composite Structures. - 2021.

- Т. 266. - С. 113818.

143. Chen Y. et al. Stiffness threshold of randomly distributed carbon nanotube networks //Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 2015. - Т. 84. - С. 395-423.

144. Wang S. et al. Reinforcing interlaminar interface of carbon fiber reinforced metal laminates by graphene //Composite Structures. - 2023. - Т. 311. - С. 116814.

145. Zakaria A. Z., Shelesh-nezhad K. Introduction of nanoclay-modified fiber metal laminates //Engineering Fracture Mechanics. - 2017. - Т. 186. - С. 436-448.

146. Prasad E. V., Sivateja C., Sahu S. K. Effect of nanoalumina on fatigue characteristics of fiber metal laminates //Polymer Testing. - 2020. - Т. 85. - С. 106441.

147. Eslami-Farsani R. et al. Recent trend in developing advanced fiber metal laminates reinforced with nanoparticles: A review study //Journal of Industrial Textiles.

- 2022. - Т. 51. - №. 5_suppl. - С. 7374S-7408S.

148. Li S. et al. Strengthening the bonding interfaces of hybrid titanium carbon laminates by bionic micro texture and carbon nanotube pinning //Composites Science and Technology. - 2023. - Т. 232. - С. 109865.

149. Zhang X. et al. Effect of multi-walled carbon nanotubes addition on the interfacial property of titanium-based fiber metal laminates //Polymer Composites. -2018. - Т. 39. - №. S2. - С. E1159-E1168.

150. Aghamohammadi H., Eslami-Farsani R., Tcharkhtchi A. The effect of multi-walled carbon nanotubes on the mechanical behavior of basalt fibers metal laminates: an experimental study //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2020. - Т. 98. -С. 102538.

151. Ata M. S. et al. New developments in non-covalent surface modification, dispersion and electrophoretic deposition of carbon nanotubes //Carbon. - 2018. - Т. 130.

- С. 584-598.

152. Schneider M. et al. Facile deposition of multiwalled carbon nanotubes via electrophoretic deposition in an environmentally friendly suspension //Surface and Coatings Technology. - 2021. - Т. 406. - С. 126741

153. Dorigato A., Morandi S., Pegoretti A. Effect of nanoclay addition on the fiber/matrix adhesion in epoxy/glass composites //Journal of Composite materials. -2012. - Т. 46. - №. 12. - С. 1439-1451.

154. Bahari-Sambran F. et al. The effect of surface modified nanoclay on the interfacial and mechanical properties of basalt fiber metal laminates //Thin-Walled Structures. - 2019. - Т. 144. - С. 106343.

155. Ginzburg B. M. et al. X-ray diffraction analysis of C 60 fullerene powder and fullerene soot //Technical physics. - 2005. - Т. 50. - С. 1458-1461.

156. Zhang X. et al. Spin conserved electron transport behaviors in fullerenes (C60 and C70) spin valves //Carbon. - 2016. - Т. 106. - С. 202-207.

157. Didenko A. et al. Investigation by TGA, DSC and DMA urethane-imide copolymers with high content of hard imide blocks //Key Engineering Materials. - 2019. - Т. 822. - С. 224-229.

158. Gibson R. F. Principles of composite material mechanics. - CRC press,

2007.

159. Lefebvre D. R. et al. The effect of surface treatments on interfacial fatigue crack initiation in aluminum/epoxy bonds //International journal of fracture. - 2002. - Т. 114. - С. 191-202.

160. Kobykhno I. et al. Effect of introduction of fullerene soot on mechanical properties of unidirectional thermoplastic tape //MATEC Web of Conferences. - EDP Sciences, 2018. - Т. 245. - С. 04011.

161. Salom C. et al. Mechanical properties and adhesive behavior of epoxy-graphene nanocomposites //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2018. -Т. 84. - С. 119-125.

162. Ionita M. et al. Preparation and characterization of polysulfone/ammonia-functionalized graphene oxide composite membrane material //High Performance Polymers. - 2016. - Т. 28. - №. 2. - С. 181-188.

163. Nisar M. et al. Polysulfone metal-activated carbon magnetic nanocomposites with enhanced CO 2 capture //RSC advances. - 2020. - Т. 10. - №№. 57. - С. 34595-34604.

164. Panta J., Zhang Y. S., Prusty B. G. A review of research advances in epoxy-based nanocomposites as adhesive materials //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2020.

165. Prasad E. V., Sivateja C., Sahu S. K. Effect of nanoalumina on fatigue characteristics of fiber metal laminates //Polymer Testing. - 2020. - Т. 85. - С. 106441.

166. Khurram A. A. et al. Carbon nanotubes for enhanced interface of fiber metal laminate //International Journal of Adhesion and Adhesives. - 2018. - Т. 86. - С. 29-34.