復合材料壓鉚螺栓

　　隨著制造工藝的日益成熟，以及材料耐高溫抗氧化等優點，連續纖維增強陶瓷基復合材料（CMC）構件逐漸向大型化和可重復使用性方向發展，構件之間的連接技術也逐漸成為研究重點之一。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的高溫環境下其強度顯著下降，另外金屬螺栓與CMC構件之間存在熱膨脹系數不匹配的問題。與之相比，CMC能夠在1000°C的溫度以上較好的保持強度，且具有輕質、低熱膨脹系數、良好的熱穩定性以及省略冷卻系統等優點，有望替代高溫合金成為熱結構用緊固件材料。

　　德國學者率先在該領域展開了研究。HanselD等人使用C/C-SiC復合材料制備緊固件，并在壓鉚螺栓螺桿上切出細槽和錐形孔，然后植入鎖緊錐，在一定程度上消除螺母膨脹行為，同時對壓鉚螺栓螺桿產生預拉伸載荷，等效于緊固件的擰緊狀態。該設計的缺點是破壞了壓鉚螺栓的完整性，降低其拉伸承載能力；DogigliM等人對有抗氧化涂層的C/SiC緊固件進行了高溫再入環境下的拉伸和剪切等試驗，結果顯示C/SiC緊固件結構能夠承受1600°C下的熱、力負荷，但振動和熱沖擊會導致預緊力下降；B.hrkH等人研究了高溫熱循環導致C/C-SiC螺紋緊固件擰緊力矩下降的機制，并設計了預拉伸結構用于防止緊固件松弛，得到了較好的試驗結果。

　　國內無錫萬千緊固件有限公司對2DC/SiC復合材料緊固件進行了高溫拉伸試驗，結果顯示試件在1300°C、1600°C和1800°C高溫氧化環境下仍能較好地保持其拉伸強度。