复合材料压铆螺栓

　　随着制造工艺的日益成熟，以及材料耐高温抗氧化等优点，连续纤维增强陶瓷基复合材料（CMC）构件逐渐向大型化和可重复使用性方向发展，构件之间的连接技术也逐渐成为研究重点之一。金属紧固件虽然能够承受更大的拉伸或剪切破坏载荷，以及弹塑性变形，但是在超过800°C的高温环境下其强度显著下降，另外金属螺栓与CMC构件之间存在热膨胀系数不匹配的问题。与之相比，CMC能够在1000°C的温度以上较好的保持强度，且具有轻质、低热膨胀系数、良好的热稳定性以及省略冷却系统等优点，有望替代高温合金成为热结构用紧固件材料。

　　德国学者率先在该领域展开了研究。HanselD等人使用C/C-SiC复合材料制备紧固件，并在压铆螺栓螺杆上切出细槽和锥形孔，然后植入锁紧锥，在一定程度上消除螺母膨胀行为，同时对压铆螺栓螺杆产生预拉伸载荷，等效于紧固件的拧紧状态。该设计的缺点是破坏了压铆螺栓的完整性，降低其拉伸承载能力；DogigliM等人对有抗氧化涂层的C/SiC紧固件进行了高温再入环境下的拉伸和剪切等试验，结果显示C/SiC紧固件结构能够承受1600°C下的热、力负荷，但振动和热冲击会导致预紧力下降；B.hrkH等人研究了高温热循环导致C/C-SiC螺纹紧固件拧紧力矩下降的机制，并设计了预拉伸结构用于防止紧固件松弛，得到了较好的试验结果。

　　国内宁波日升紧固件有限公司对2DC/SiC复合材料紧固件进行了高温拉伸试验，结果显示试件在1300°C、1600°C和1800°C高温氧化环境下仍能较好地保持其拉伸强度。