本公開大體涉及結(jié)構(gòu)組件，并且更具體地，涉及檢驗(yàn)復(fù)合零件之間的粘結(jié)的質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)：

制造結(jié)構(gòu)組件可涉及沿粘結(jié)層將兩個(gè)或更多的復(fù)合零件粘結(jié)在一起。對(duì)于初級(jí)結(jié)構(gòu)，制造過程的一部分可包括在將結(jié)構(gòu)組件投入使用之前驗(yàn)證復(fù)合零件之間的粘結(jié)的質(zhì)量。驗(yàn)證粘結(jié)質(zhì)量的過程可包括確定粘結(jié)是否是能夠承載設(shè)計(jì)載荷的機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)還是非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)(kissingbond)，在非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)中復(fù)合零件彼此緊密接觸，但是不完全粘結(jié)到彼此，使得粘結(jié)可不適合承載設(shè)計(jì)載荷。

非破壞性檢查是允許在將結(jié)構(gòu)投入使用之前檢查結(jié)構(gòu)的技術(shù)。遺憾的是，常規(guī)的非破壞性檢查技術(shù)不能夠區(qū)分機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)和非結(jié)構(gòu)性的弱粘結(jié)。如果結(jié)構(gòu)組件中的粘結(jié)質(zhì)量不能通過非破壞性檢查來驗(yàn)證，則可需要在粘結(jié)層中安裝次級(jí)機(jī)械緊固件，以確保粘結(jié)層能夠承載設(shè)計(jì)載荷。遺憾的是，在粘結(jié)層中安裝機(jī)械緊固件增加了結(jié)構(gòu)組件的成本、重量和制造時(shí)間。

破壞性測試可提供用于區(qū)分機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)和非結(jié)構(gòu)性的弱粘結(jié)的手段。然而，破壞性測試不可用在旨在投入使用的結(jié)構(gòu)上。在一些情況下，可與在用版本并行地制造結(jié)構(gòu)的測試版本，并且測試版本可以被測試為出故障，作為確認(rèn)在用版本中的粘結(jié)是機(jī)械堅(jiān)固的手段。還可通過統(tǒng)計(jì)分析來保持質(zhì)量控制，以確認(rèn)結(jié)構(gòu)中的粘結(jié)是機(jī)械堅(jiān)固的。遺憾的是，統(tǒng)計(jì)分析或?qū)Y(jié)構(gòu)的測試版本的并行制造和破壞性測試的使用增加了生產(chǎn)程序的成本、復(fù)雜性和日程。

可以看出，本領(lǐng)域存在對(duì)一種非破壞性地檢驗(yàn)復(fù)合零件之間的粘結(jié)質(zhì)量的方法的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通過本公開具體解決和減輕了與檢驗(yàn)復(fù)合零件之間的粘結(jié)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的上述需求，本公開提供了一種評(píng)估結(jié)構(gòu)組件的第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件之間粘結(jié)的粘結(jié)質(zhì)量的方法。方法可包括將指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件。指示膜可包含以圖案排列并且鍵合到位于指示膜的粒子區(qū)域內(nèi)的聚合物鏈的ndi-可檢測粒子。在將指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件期間，聚合物鏈和粒子可以是靜止的。方法可另外地包括沿著組裝粘結(jié)層粘結(jié)第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件，在此期間指示膜中的粒子與聚合物鏈一起遷移。方法還可包括組裝粘結(jié)層的ndi-檢查，以沿著與組裝粘結(jié)層的平面方向局部正交的方向觀察粒子的外觀，以及基于平面方向上的粒子密度確定組裝粘結(jié)層的粘結(jié)質(zhì)量。

在另外的實(shí)施例中，公開了評(píng)估第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件之間粘結(jié)的粘結(jié)質(zhì)量的方法。方法可包括將指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件，以及將指示膜粘結(jié)到第二復(fù)合零件。指示膜中的每一個(gè)指示膜可由聚合物鏈組成。另外，指示膜中的每一個(gè)可包含以粒子區(qū)域的圖案排列并且鍵合到位于粒子區(qū)域內(nèi)的聚合物鏈的ndi-可檢測粒子，以限定標(biāo)記的聚合物鏈。在將指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件期間，標(biāo)記的聚合物鏈和粒子可以是靜止的。方法可另外地包括將第一復(fù)合零件配合到第二復(fù)合零件，使得指示膜沿著組裝粘結(jié)層處于彼此接觸的關(guān)系。另外，方法可包括沿著組裝粘結(jié)層將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件，在此期間指示膜中的粒子與標(biāo)記的聚合物鏈一起遷移。方法可還包括通過沿與組裝粘結(jié)層的平面方向局部正交的方向觀察粒子的外觀，使用非破壞性檢查(ndi)技術(shù)來檢查組裝粘結(jié)層。此外，方法可包括基于平面方向上的粒子密度，確定組裝粘結(jié)層的粘結(jié)質(zhì)量。

在另外的實(shí)施例中，公開了評(píng)估第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件之間粘結(jié)的粘結(jié)質(zhì)量的方法。方法可包括將多層式指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件。多層式指示膜可包括零件(part)粘合劑層和通過不溶性層熔凝在一起的組裝粘合劑層。組裝粘合劑層由聚合物鏈組成并且包含以粒子區(qū)域的圖案排列的粒子。粒子可鍵合到位于粒子區(qū)域內(nèi)的聚合物鏈，以限定標(biāo)記的聚合物鏈。粒子可通過非破壞性檢查來檢測。在將零件粘合劑層粘結(jié)到第一復(fù)合零件期間，標(biāo)記的聚合物鏈和粒子可以是靜止的(非遷移的)。方法可還包括將第一復(fù)合零件施加到第二復(fù)合零件，使得第一復(fù)合零件的指示膜的組裝粘合劑層沿著組裝粘結(jié)層與第二復(fù)合零件處于接觸關(guān)系。另外，方法可包括沿著組裝粘結(jié)層將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件，在此期間，組裝粘合劑層中的粒子與標(biāo)記的聚合物鏈一起遷移。此外，方法可包括通過沿與組裝粘結(jié)層的平面方向局部正交的方向觀察粒子的外觀，使用非破壞性檢查(ndi)技術(shù)來檢查組裝粘結(jié)層。方法還可包括基于平面方向上的粒子密度，確定組裝粘結(jié)層的粘結(jié)質(zhì)量。

已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)能夠在本公開的各種實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者可以結(jié)合在其它實(shí)施例中，參考下面的描述和附圖可看出其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。

附圖說明

參考附圖時(shí)，本公開的這些和其它特征將變得更明顯，其中同樣的附圖標(biāo)記始終指同樣的零件，并且其中：

圖1是包括第一復(fù)合零件、第二復(fù)合零件和指示膜的結(jié)構(gòu)組件的示例的分解圖；

圖2是具有排列在以圖案形式形成的粒子區(qū)域中的粒子的指示膜的示例的頂視圖；

圖3是沿圖2的線3截取的指示膜的剖視圖，并且示出鍵合到指示膜的聚合物鏈的粒子區(qū)域中的粒子，并形成標(biāo)記的聚合物鏈；

圖4是指示膜和第一復(fù)合零件的分解圖；

圖5是在熱和壓實(shí)壓力下指示膜與第一復(fù)合零件的粘結(jié)的側(cè)視圖；

圖6是具有粘結(jié)到一個(gè)側(cè)面的指示膜的第一復(fù)合零件的透視圖；

圖7是第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件的分解圖；

圖8是沿在指示膜和第二復(fù)合零件之間的界面處的組裝粘結(jié)層將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件的側(cè)視圖；

圖9是沿組裝粘結(jié)層粘結(jié)到第二復(fù)合零件的第一復(fù)合零件的透視圖；

圖10是結(jié)構(gòu)組件的側(cè)視圖，并且示出檢查組裝粘結(jié)層的粘結(jié)質(zhì)量的非破壞性檢查(ndi)設(shè)備。

圖11是具有可被包括在評(píng)估第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件之間粘結(jié)的粘結(jié)質(zhì)量的方法中的一個(gè)或更多個(gè)操作的流程圖；

圖12是結(jié)構(gòu)組件的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，其示出在用于將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件的熱循環(huán)(例如，加熱)之前組裝粘結(jié)層中的粒子的圖案的示例；

圖13是沿圖12的線13截取的結(jié)構(gòu)組件的剖視圖，并且示出在將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件之前指示膜中的粒子的圖案；

圖14是沿圖13的線14截取的組裝粘結(jié)層的一部分的放大視圖，并且示出鍵合到第一復(fù)合零件的第一聚合物鏈(例如，標(biāo)記的聚合物鏈)的粒子區(qū)域中的粒子，并且示出第二復(fù)合零件的第二聚合物鏈；

圖15是在將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件的過程期間的熱循環(huán)(例如，加熱)期間的圖12的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖；

圖16是沿圖15的線16截取的剖視圖，并且示出粘結(jié)過程期間的粒子圖案和熱應(yīng)用。

圖17是沿圖16的線17截取的組裝粘結(jié)層的一部分的放大視圖，并且示出聚合物鏈在平面方向和全厚度方向上的遷移；

圖18是在粘結(jié)過程的熱循環(huán)結(jié)束時(shí)圖12的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，并且示出貫穿組裝粘結(jié)層的平面方向上基本均勻的粒子密度，并且表示機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)；

圖19是沿圖18的線19截取的剖視圖，并且示出貫穿組裝粘結(jié)層的全厚度方向上基本均勻的粒子密度；

圖20是沿圖19的線20截取的組裝粘結(jié)層的一部分的放大視圖，并且示出具有第一復(fù)合零件的標(biāo)記的聚合物鏈的粒子到第二復(fù)合零件中的遷移和滲透，以及第二復(fù)合零件的聚合物鏈到第一復(fù)合零件中的遷移和滲透。

圖21是在熱循環(huán)結(jié)束時(shí)組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，并且示出由原始粒子圖案的存在表示的平面方向上非均勻的粒子密度；

圖22是沿圖21的線22截取的剖視圖，并且示出全厚度方向上非均勻的粒子密度；

圖23是沿圖22的線23截取的組裝粘結(jié)層的一部分的放大視圖，并且示出引起第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件之間非結(jié)構(gòu)性的弱粘結(jié)的聚合物鏈的不充分的遷移；

圖24是在粘結(jié)第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件之前的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，并且示出第一復(fù)合零件的第一指示膜中的圓形粒子區(qū)域的第一圖案，以及第二復(fù)合零件的第二指示膜中菱形粒子區(qū)域的第二圖案；

圖25是沿圖24的線25截取的剖視圖，并且示出粘結(jié)前的處于接觸關(guān)系的第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件的相應(yīng)的第一指示膜和第二指示膜。

圖26是在粘結(jié)過程的熱循環(huán)結(jié)束時(shí)圖24的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，并且示出在貫穿組裝粘結(jié)層的平面方向上基本均勻的粒子密度；

圖27是沿圖26的線27截取的剖視圖，并且示出對(duì)于在第一指示膜和第二指示膜中的粒子的全厚度方向上基本均勻的粒子密度；

圖28是圖24的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，其示出由第一圖案和第二圖案的存在表示的平面方向上非均勻的粒子密度；

圖29是沿圖28的線29截取的剖視圖，并且示出全厚度方向上非均勻的粒子密度；

圖30是熱循環(huán)之前的組裝粘結(jié)層的另外的示例的dni圖像的頂視圖，并且示出第一指示膜中圓形粒子區(qū)域的第一圖案，以及第二指示膜中條紋狀粒子區(qū)域的第二圖案；

圖31是沿圖30的線31截取的剖視圖，并且示出第一指示膜的粒子區(qū)域相對(duì)于第二指示膜的粒子區(qū)域的位置；

圖32是圖30的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，并且示出由于粒子在第一指示膜和第二指示膜中的均勻分散而在平面方向上的基本均勻的粒子密度；

圖33是沿圖32的線33截取的剖視圖，并且示出全厚度方向上基本均勻的粒子密度；

圖34是圖30的組裝粘結(jié)層的ndi圖像的頂視圖，并且示出由第一圖案和第二圖案的存在表示的平面方向上非均勻的粒子密度；

圖35是沿圖34的線35截取的剖視圖，并且示出全厚度方向上非均勻的粒子密度；

圖36是由第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件組成的結(jié)構(gòu)組件在圖37-39中逐漸示出的粘結(jié)過程期間在使用多層式指示膜粘結(jié)在一起之前的示例的分解側(cè)視圖；

圖37是圖36的結(jié)構(gòu)組件的側(cè)視圖，并且示出將多層式指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件；

圖38是在粘結(jié)到第二復(fù)合零件之前粘合到第一復(fù)合零件的多層式指示膜的分解圖；

圖39示出將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件，并且示出了沿著組裝粘結(jié)層的全厚度方向上基本均勻的粒子密度；

圖40是待粘結(jié)到相應(yīng)的第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件的一對(duì)多層式指示膜的分解圖，其作為在圖41-43中逐漸示出的粘結(jié)過程的一部分；

圖41是圖40的結(jié)構(gòu)組件的側(cè)視圖，并且示出將多層式指示膜粘結(jié)到第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件中的每一個(gè)復(fù)合零件；

圖42是粘結(jié)在一起之前粘結(jié)到第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件中每一個(gè)復(fù)合零件的多層式指示膜的分解圖；

圖43示出沿指示膜之間的組裝粘結(jié)層將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件，并且還示出全厚度方向上基本均勻的粒子密度；

圖44是由粘結(jié)到第一復(fù)合零件和第二復(fù)合零件中每一個(gè)復(fù)合零件的多層式指示膜組成的結(jié)構(gòu)組件的另外的示例的分解圖，并且還示出用于促進(jìn)多層式指示膜中聚合物鏈的遷移的中間粘合劑層；

圖45是示出將第一復(fù)合零件粘結(jié)到第二復(fù)合零件的圖44的結(jié)構(gòu)組件的側(cè)視圖，并且示出全厚度方向上基本均勻的粒子密度。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖，其中附圖中的示出是為了說明本公開的各種實(shí)施例的目的，圖1中示出結(jié)構(gòu)組件100的示例的分解圖，該結(jié)構(gòu)組件100具有第一復(fù)合零件102、第二復(fù)合零件104以及插置在第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的指示膜126。第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104可由纖維增強(qiáng)的聚合物基質(zhì)材料形成?；|(zhì)材料或樹脂可以是熱固性基質(zhì)材料和/或熱塑性基質(zhì)材料。如下面更詳細(xì)描述的，指示膜126可由非纖維聚合物材料形成，并且包含可使用非破壞性檢查(ndi)技術(shù)檢測的物質(zhì)(species)或粒子132。指示膜126中的ndi-可檢測粒子132以粒子區(qū)域134的圖案142排列。每個(gè)粒子區(qū)域134可包含多個(gè)粒子132。

圖2是粒子區(qū)域134的圖案142(圖1)的示例的頂視圖。粒子區(qū)域134被沒有粒子132的空白區(qū)域138隔開。在所示的示例中，每個(gè)粒子區(qū)域134具有菱形形狀。另外，粒子區(qū)域134通常彼此對(duì)準(zhǔn)，并且被均勻地間隔開。然而，如下所示，粒子區(qū)域134的圖案142可以以各種不同尺寸、形狀和配置中的任一個(gè)不受限制地被提供。

圖3是圖2的指示膜126的剖視圖。在一些示例中，指示膜126可以以最大至約0.30英寸的厚度被提供。更優(yōu)選地，指示膜126可以以高達(dá)約0.10英寸和小至約0.001英寸(1密耳)的厚度被提供。在指示膜126中，粒子區(qū)域134中的粒子132鍵合到構(gòu)成指示膜126的聚合物鏈148。在本公開中，一個(gè)或更多個(gè)粒子132鍵合到的聚合物鏈148可被描述為標(biāo)記的聚合物鏈150。如上面所指示的，指示膜126中的粒子132最初限于粒子區(qū)域134，并且可鍵合(例如，共價(jià)鍵合)到位于粒子區(qū)域134中的聚合物鏈148，和/或位于粒子區(qū)域134中的聚合物鏈148的部分。雖然圖3示出重疊到粒子區(qū)域134和空白區(qū)域138中的一些聚合物鏈148，但是指示膜126可被提供在其中粒子區(qū)域134中的聚合物鏈148不重疊到空白區(qū)域138中的布置中，并且/或者反之亦然。

在本公開中，ndi-可檢測粒子132用來檢驗(yàn)第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的組裝粘結(jié)層116中的粘結(jié)114的質(zhì)量。就這一點(diǎn)而言，指示膜126中的至少一些聚合物鏈148在將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102期間不遷移。但是，標(biāo)記的聚合物鏈150以及因此的粒子132被配置成在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104期間遷移。因?yàn)闃?biāo)記的聚合物鏈150的ndi-可檢測粒子132的遷移僅發(fā)生在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104期間，在完成粘結(jié)過程之后，圖案142的外觀的ndi-可檢測的變化能夠用來確認(rèn)機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122已經(jīng)在第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間形成。

例如，組裝粘結(jié)層116(圖10)的ndi-成像可以顯示出組裝粘結(jié)層116的平面方向110(例如，圖1中的參考坐標(biāo)系108的xy-方向)上的基本均勻的粒子密度，其可與跨越第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的界面的全厚度方向112(例如，圖1中的參考坐標(biāo)系108的z-方向)上的聚合物鏈148的遷移相關(guān)。就這一點(diǎn)而言，在組裝粘結(jié)層116的平面方向110上基本均勻的粒子密度(例如，圖18)可指示機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122(例如，圖20)已經(jīng)在第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間形成。相比之下，顯示粒子區(qū)域134的原始圖案142(例如，圖21)的外觀的組裝粘結(jié)層116的ndi-成像可指示聚合物鏈148的不充分的遷移已經(jīng)在平面方向110上發(fā)生。聚合物鏈148沿平面方向110的不充分的遷移可對(duì)應(yīng)于聚合物鏈148在全厚度方向112上的不充分的遷移，并且這可指示低強(qiáng)度或非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)124(例如，圖23)已經(jīng)在第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間形成。

圖4是粘結(jié)前的指示膜126和第一復(fù)合零件102的分解圖。圖5示出在粘結(jié)到第一復(fù)合零件102期間指示膜126的側(cè)視圖?？墒┘訜?76和/或壓實(shí)壓力178以促進(jìn)粘結(jié)過程。如下面更詳細(xì)描述的，在將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102之前，第一復(fù)合零件102可以是未固化的。例如，第一復(fù)合零件102可由一個(gè)或更多個(gè)預(yù)浸料復(fù)合鋪層形成。施加熱176和/壓實(shí)壓力178可促進(jìn)未固化的復(fù)合鋪層的固結(jié)和固化，同時(shí)將指示膜126共粘結(jié)到第一復(fù)合零件102。另選地，第一復(fù)合零件102可被提供為指示膜126可粘結(jié)到其上的固化的復(fù)合零件。圖6是具有粘結(jié)到一個(gè)側(cè)面的指示膜126的第一復(fù)合零件102的透視圖。

圖7示出組裝前的第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104。第二復(fù)合零件104可由固化的或未固化的復(fù)合材料形成。第一復(fù)合零件102可沿組裝粘結(jié)層116與第二復(fù)合零件104一起被組裝，如圖8中所示。在圖8中，第一復(fù)合零件102可沿在指示膜126和第二復(fù)合零件104之間的界面處的組裝粘結(jié)層116被粘結(jié)到第二復(fù)合零件104。熱176可被施加以引發(fā)或促進(jìn)粘結(jié)過程，并且可促進(jìn)聚合物鏈148跨越第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的界面遷移。

圖9示出沿組裝粘結(jié)層116粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的第一復(fù)合零件102。組裝粘結(jié)層116可以由第一復(fù)合零件102的第一粘結(jié)層部分118和第二復(fù)合零件104的第二粘結(jié)層部分120組成。粘結(jié)層部分可被描述為復(fù)合零件包含在粘結(jié)過程期間至少部分地遷移跨越第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的界面的聚合物鏈148的部分。盡管在相對(duì)簡單的正交形狀的第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的上下文中描述和示出了當(dāng)前公開的方法，但是該方法可被實(shí)施用于無限制地檢驗(yàn)在任何尺寸、形狀和配置的兩個(gè)或更多個(gè)復(fù)合零件之間的組裝粘結(jié)層116中的粘結(jié)質(zhì)量。

圖10是結(jié)構(gòu)組件100和使用ndi設(shè)備168的組裝粘結(jié)層116的非破壞性檢查(ndi)的示例的側(cè)視圖。有利地，在本公開中，ndi設(shè)備168可被配置成通過產(chǎn)生沿著與組裝粘結(jié)層116局部正交的方向取得的組裝粘結(jié)層116的圖像來檢查組裝粘結(jié)層116。盡管本公開中的組裝粘結(jié)層116被示為大體上平面的，但是組裝粘結(jié)層116可沿組裝粘結(jié)層116的任何或所有部分在任何方向上成波狀外形的。例如，組裝粘結(jié)層116可具有簡單的二維曲率，并且/或者組裝粘結(jié)層116可具有沿組裝粘結(jié)層116的任何或所有部分的復(fù)雜的或三維曲率。有利地，沿著局部法線方向?qū)M裝粘結(jié)層116進(jìn)行成像的能力顯著地簡化了檢查過程。另外，只要ndi設(shè)備168可被取向使得成像方向172被取向成與組裝粘結(jié)層116基本上局部地正交，就能夠檢查任何尺寸、形狀和配置的結(jié)構(gòu)組件。例如，成像方向172可被取向在組裝粘結(jié)層116的局部法線(未示出)的大約20度內(nèi)。

如下所述，ndi設(shè)備168(圖10)可耦接到信號(hào)處理器170。信號(hào)處理器170可接收來自ndi設(shè)備168的信號(hào)。該信號(hào)可表示在檢查(例如，成像)結(jié)構(gòu)組件100的組裝粘結(jié)層116期間由ndi設(shè)備168產(chǎn)生的ndi圖像。信號(hào)處理器170可被配置成分析ndi圖像，并且基于ndi圖像的外觀來確定第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的粘結(jié)質(zhì)量。例如，通過測量粒子密度在平面方向110上跨越組裝粘結(jié)層116的變化的程度，并且將平面內(nèi)粒子密度的變化與預(yù)定的變化閾值進(jìn)行比較，可確定粘結(jié)質(zhì)量。另外，通過將結(jié)構(gòu)組件100的組裝粘結(jié)層116的面內(nèi)粒子密度與參考標(biāo)準(zhǔn)(未示出)的組裝粘結(jié)層116的面內(nèi)粒子密度進(jìn)行比較，可確定粘結(jié)質(zhì)量以表示機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122，對(duì)于參考標(biāo)準(zhǔn)，聚合物鏈148的平面方向110上的遷移已經(jīng)與已經(jīng)確定的(例如，通過實(shí)驗(yàn)室測試)聚合物鏈148的全厚度方向112(例如，z-方向)上的遷移的最小水平相關(guān)。

現(xiàn)在參考圖11，其示出具有可被包括在評(píng)估或檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)組件100的第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的組裝粘結(jié)層116的粘結(jié)質(zhì)量的方法的示例中的一個(gè)或更多個(gè)操作的流程圖。參考圖1-圖10和圖12-圖45描述圖11的方法。

方法200的步驟202可包括將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102，如上面參考圖4-圖6所述。粘結(jié)指示膜126的過程可包括將指示膜126定位在第一復(fù)合零件102上，第一復(fù)合零件102可被配置為未固化的復(fù)合鋪層的層壓片或固化的復(fù)合鋪層的層壓片。在一些示例中，指示膜126可至少部分地由熱塑性材料組成。但是，在其它示例中，指示膜126可以是熱塑性材料和熱固性材料的共混物。在另外的示例中，指示膜126可由熱固性材料組成。第一復(fù)合零件102可被形成為包含至少一個(gè)預(yù)浸料復(fù)合鋪層106的預(yù)浸料復(fù)合層壓片。預(yù)浸料復(fù)合鋪層可包含連續(xù)的增強(qiáng)纖維(未示出)，其可以以單向排列、雙向排列或其它多向排列被提供。在其它示例中，第一復(fù)合零件102可被形成為干纖維預(yù)成型件(未示出)，所述干纖維預(yù)成型件被配置成使用多種樹脂灌注工藝中的任何一種被灌注樹脂，所述多種樹脂灌注工藝包括但不限于樹脂傳遞模制(rtm)、樹脂膜灌注(rfi)和其它樹脂灌注方法。干纖維預(yù)成型件可以是具有短的、短切纖維的干纖維氈，或者干纖維預(yù)成型件可包含可以是單向的、雙向的或其它連續(xù)的纖維形式的一個(gè)或更多個(gè)干纖維鋪層。

如上所述，指示膜126可由一種或更多種類型的聚合物鏈148組成，并且可包含以圖12-13所示的粒子區(qū)域134的圖案142排列的粒子132。粒子132可通過共價(jià)鍵、離子鍵、氫鍵和/或其它鍵合機(jī)制被鍵合到聚合物鏈148(例如，形成標(biāo)記的聚合物鏈150)。在其它示例中，粒子132可以被包埋在熱塑性塑料的基質(zhì)中，并且可以與限定熱塑性基質(zhì)的聚合物鏈148一起移動(dòng)或遷移。

在共價(jià)鍵合的一個(gè)示例中，粒子132可被提供為納米粒子，其使用硅烷偶聯(lián)劑(未示出)共價(jià)鍵合到聚合物鏈148。例如，硅烷偶聯(lián)劑可以被配置成與納米粒子上的氧化物反應(yīng)并鍵合，并且硅烷偶聯(lián)劑的功能化端可以與聚合物鏈148反應(yīng)并鍵合。在其它例示中，硅烷偶聯(lián)劑可鍵合到聚合物鏈148。硅烷偶聯(lián)劑的硅可用作ndi-可檢測的粒子。在這一點(diǎn)而言，硅可用作可由ndi檢測的高-z材料。高-z材料可被描述為在原子核(nucleus)中具有相對(duì)大量的質(zhì)子(例如，大于20)。硅烷偶聯(lián)劑的活性端可被諸如用另一種高-z材料封端。

指示膜126可包含一種或更多種類型的粒子132，粒子132可鍵合到聚合物鏈148，并且可提供用于在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104期間或作為其結(jié)果來跟蹤或確定聚合物鏈148的遷移的手段。例如，粒子132可被提供為磁性納米粒子(如上所述的高-z粒子132)，并且可由氧化鐵、金、鎳、鈷和/或硅組成。然而，粒子132可被提供為可與組裝粘結(jié)層116中的活性物質(zhì)(例如，聚合物鏈148)一起遷移的任何類型的可檢測組分。如上面所指示的，粒子132可以共價(jià)鍵合到構(gòu)成指示膜126的粘合劑材料的聚合物鏈148。另選地，如果粒子132沒有共價(jià)鍵合到粘合劑材料的聚合物鏈148，則粒子132可被配置使得粒子132的遷移率等于或小于指示膜126中聚合物鏈148的遷移率。

如上面所指示的，粒子區(qū)域134可以以各種不同的尺寸、形狀和配置中的任一種被提供。例如，指示膜126可包括以類似于圖2中所示的排列的棋盤圖案被配置的粒子區(qū)域134的圖案142。單個(gè)粒子區(qū)域134的形狀可包括圓形(例如，圖12)、正方形、菱形、矩形、三角形、多邊形、星形、月牙形，直條紋(例如，圖30)、彎曲條紋或以各種其它形狀中的任何一種。在一些示例中，粒子區(qū)域132可具有在幾納米(例如，至少三納米)至高達(dá)幾百微米(例如，高達(dá)800μm或約30密耳)的范圍內(nèi)的面內(nèi)寬度136。在其它示例中，面內(nèi)寬度136可以高達(dá)幾千微米(例如，高達(dá)2500μm)。在另外的示例中，面內(nèi)寬度136可與粘合劑層厚度一樣大。在本公開中，粒子區(qū)域134的面內(nèi)寬度136可以被描述為粒子區(qū)域134在平面方向110上的最大寬度或最大尺寸。粒子區(qū)域134可包含鍵合到聚合物鏈的單個(gè)粒子，或者粒子區(qū)域134可包含鍵合到一個(gè)或更多個(gè)聚合物鏈148的多個(gè)粒子132。

指示膜126中的粒子區(qū)域134可通過沒有粒子132的空白區(qū)域138與鄰近的粒子區(qū)域134分離(例如，在平面方向110上)。相鄰近的粒子區(qū)域134之間的距離也可以區(qū)域間隔140的形式進(jìn)行描述。在一些示例中，指示膜126可包括粒子區(qū)域134的圖案142，其具有在幾納米到粘合劑層厚度的范圍內(nèi)的平均區(qū)域間隔140。在其它示例中，指示膜126可被提供具有區(qū)域間隔140，該區(qū)域間隔140不大于在將第一復(fù)合零件102(例如，指示膜)粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的過程期間鍵合到聚合物鏈148的粒子在平面方向110上移動(dòng)(例如，遷移)的平均距離的兩倍。鍵合到聚合物鏈148的粒子在平面方向110上移動(dòng)的平均距離可通過實(shí)驗(yàn)室測試來確定，并且可與聚合物鏈148在全厚度方向112(例如，z-方向)上最小水平的移動(dòng)相關(guān)，其導(dǎo)致區(qū)別于上述的非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)124(圖23)的機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122。

如上面所指示的，指示膜126中的ndi-可檢測粒子132可用作用于檢測、觀察和/或測量粒子132粘結(jié)到的聚合物鏈148的遷移的記號(hào)或標(biāo)記。由于在第一復(fù)合零件102的聚合物鏈148的存在下指示膜126的聚合物鏈148的不混溶性，聚合物鏈148和粒子132可在將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102期間保持靜止(例如，非遷移)。但是，指示膜126可包含其它類型的聚合物鏈148，其它類型的聚合物鏈148可與第一復(fù)合零件102的聚合物鏈148鍵合，以將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102。

圖11的方法200的步驟204可包括將第一復(fù)合零件102施加(例如，組裝，配合)到第二復(fù)合零件104，使得第一復(fù)合零件102的指示膜126沿組裝粘結(jié)層116與第二復(fù)合零件104處于接觸關(guān)系，如圖7-圖8中所示。圖12是結(jié)構(gòu)組件100的組裝粘結(jié)層116的ndi圖像的頂視圖，其示出在熱循環(huán)(例如，加熱)和將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104之前的圓形粒子區(qū)域134的圖案142的示例。圖13是圖14的結(jié)構(gòu)組件100的剖視圖，其示出在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104之前指示膜126中的粒子132的圖案142。圖14是圖13的組裝粘結(jié)層116的一部分的放大視圖，其以簡化圖示方式示出耦接到可構(gòu)成指示膜126的幾條聚合物鏈148的粒子132。圖14中還示出了可構(gòu)成第二復(fù)合零件104的幾條聚合物鏈148。

方法200的步驟206可包括沿組裝粘結(jié)層116將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104，以形成結(jié)構(gòu)組件100。圖15是在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的過程期間圖12的組裝粘結(jié)層116的ndi圖像的頂視圖。圖16是圖15的剖視圖，其示出指示膜126中的粒子132的圖案142。圖15-圖16示出了將熱176施加到結(jié)構(gòu)組件100以將組裝粘結(jié)層116的溫度升高到粘結(jié)溫度，其可不同于(例如，高于)指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102(例如，圖5)所處的溫度。如下面所討論的，粘結(jié)期間的較高溫度可促進(jìn)聚合物鏈148、150的遷移。

圖17是圖16的組裝粘結(jié)層116的一部分的放大視圖，其示出聚合物鏈148在組合的平面方向110和全厚度方向112上的遷移?？梢钥闯?，由于指示膜126的聚合物鏈148、150和第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148的混溶性，指示膜126中的粒子132在粘結(jié)過程期間與標(biāo)記的聚合物鏈150一起遷移。在本公開中，混溶性可描述為由聚合物鏈148之間的親和力或吸引力導(dǎo)致的聚合物鏈148的混合傾向。由于在彼此存在時(shí)朝向彼此的親和力，混溶性可導(dǎo)致聚合物鏈148、150或聚合物鏈148、150的部分的移動(dòng)或遷移。通過至少沿著組裝粘結(jié)層116增加第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104的溫度(例如，高達(dá)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)，可發(fā)起、促進(jìn)或增強(qiáng)聚合物鏈148的運(yùn)動(dòng)。例如，由于第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104內(nèi)粘度的降低和/或布朗運(yùn)動(dòng)的增加，升高組裝粘結(jié)層116中的溫度可促進(jìn)第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104中的聚合物鏈148的混合。

方法200的步驟208可包括使用ndi技術(shù)檢查結(jié)構(gòu)組件100的組裝粘結(jié)層116。例如，如上面所指示的，并且如圖10中所示，ndi設(shè)備168可被配置成沿著與組裝粘結(jié)層116局部正交的方向檢查第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的組裝粘結(jié)層116。ndi設(shè)備168可被配置成在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104之后，沿著組裝粘結(jié)層116的平面方向110對(duì)粒子132的分布進(jìn)行觀察和/或成像。如上面所指示的，方法200可包括使用包括但不限于渦流測試的多種ndi檢查技術(shù)中的任何一種，以及/或者在其中指示膜126中的粒子132是鐵、鎳、鈷和其它合金的情況下使用磁性粒子檢查，對(duì)組裝粘結(jié)層116進(jìn)行成像。另選地，ndi檢查技術(shù)可包括熱成像、彩色x射線、計(jì)算機(jī)斷層掃描和其它檢查技術(shù)。方法可包括在對(duì)組裝粘結(jié)層116成像時(shí)沿與組裝粘結(jié)層116的局部平面平行的橫向方向174移動(dòng)ndi設(shè)備168(圖10)。

方法200的步驟210可包括基于當(dāng)沿著與組裝粘結(jié)層116正交的方向觀察時(shí)粒子132的外觀，確定第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間粘結(jié)的粘結(jié)質(zhì)量。粘結(jié)質(zhì)量的確定可基于在平面方向110上的跨越組裝粘結(jié)層116的粒子密度的均勻程度。粒子132在平面方向110上的移動(dòng)可對(duì)應(yīng)于或可指示粒子132在全厚度方向112上的移動(dòng)。方法可包括使粒子132在平面方向110上的移動(dòng)與粒子132在全厚度方向112上的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)，諸如在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置中。例如，實(shí)驗(yàn)室測試可確定跨越組裝粘結(jié)層116的面內(nèi)粒子密度的不大于約20％的變化提供了機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122。

在另一個(gè)示例中，方法可包括將結(jié)構(gòu)組件100的組裝粘結(jié)層116的圖像中的面內(nèi)粒子密度的均勻性(例如，在平面方向110上)與結(jié)構(gòu)組件100的參考標(biāo)準(zhǔn)(未示出)的組裝粘結(jié)層116的參考圖像(未示出)的面內(nèi)粒子密度進(jìn)行比較。這樣的參考標(biāo)準(zhǔn)可以與結(jié)構(gòu)組件100的制造并行制造，并且可被驗(yàn)證，用于指示膜126的標(biāo)記的聚合物鏈150與第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148在全厚度方向112上(例如，z-方向)的遷移和鍵合。參考標(biāo)準(zhǔn)可表示標(biāo)記的聚合物鏈150在全厚度方向112上移動(dòng)(例如，遷移)的最小距離，這導(dǎo)致標(biāo)記的聚合物鏈150與第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148的鍵合，以產(chǎn)生滿足對(duì)于強(qiáng)度、剛度(例如，模量)和/或韌性的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量的粘結(jié)。在一個(gè)示例中，通過參考標(biāo)準(zhǔn)的破壞性檢查(例如，通過切片和電子顯微鏡)可執(zhí)行機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122(例如，高質(zhì)量粘結(jié))所需要的聚合物鏈148的最小的全厚度移動(dòng)的確定。

圖18是在粘結(jié)過程的熱循環(huán)結(jié)束時(shí)圖12的組裝粘結(jié)層116的ndi圖像的頂視圖，其示出在平面方向110上(圖20)貫穿組裝粘結(jié)層116的基本均勻的粒子密度，并且表示機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122。圖19是圖18的剖視圖，其示出貫穿組裝粘結(jié)層116在全厚度方向112上(圖20)基本均勻的粒子密度。組裝粘結(jié)層116由第一復(fù)合零件102的第一粘結(jié)層部分118和第二復(fù)合零件104的第二粘結(jié)層部分120組成。第一粘結(jié)層部分118可至少部分地由先前粘結(jié)到第一復(fù)合零件102的指示膜126組成。第二粘結(jié)層部分可以是第二復(fù)合零件104的外層或部分。圖20示出具有第一復(fù)合零件102的標(biāo)記的聚合物鏈150的粒子132到第二復(fù)合零件104中的遷移。另外，示出了第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148到第一復(fù)合零件102中的遷移。聚合物鏈148穿過第一合零件102和第二復(fù)合零件104之間的界面的交叉遷移和耦結(jié)導(dǎo)致沿著組裝粘結(jié)層116的機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122。

圖21是組裝粘結(jié)層116的ndi圖像的頂視圖，其示出由原始粒子圖案142的存在表示的平面方向110上非均勻的粒子密度。非均勻的粒子密度可以是粒子132的非均勻分散的結(jié)果，并且可由不充分的熱循環(huán)、第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104的污染表面和/或其它因素引起。圖22是圖21的剖視圖，并且示出組裝粘結(jié)層116在全厚度方向112上(圖20)非均勻的粒子密度。圖23是圖22的組裝粘結(jié)層116的一部分的放大視圖，并且示出跨越第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的界面的聚合物鏈148的不充分的遷移。聚合物鏈148在全厚度方向112上的充分遷移的缺乏可以通過與平面方向110上的非均勻粒子密度的相關(guān)性來確定，并且可表示第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間的非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)124。

圖24是在熱循環(huán)(例如，粘結(jié))之前的第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的組裝粘結(jié)層116的另外的示例的ndi圖像的頂視圖。在所示的示例中，復(fù)合零件中的每一個(gè)復(fù)合零件包括指示膜126。例如，第一復(fù)合零件102包括具有圓形粒子區(qū)域134的第一圖案144的第一指示膜128，并且第二復(fù)合零件104包括具有菱形粒子區(qū)域134的第二圖案146的第二指示膜130。圖25是圖24的結(jié)構(gòu)組件100的剖視圖，其示出粘結(jié)前沿第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的相應(yīng)的第一指示膜128和第二指示膜130之間的界面的接觸。第一指示膜128和第二指示膜130的粒子區(qū)域134的形狀的差異可在ndi圖像中提供附加的對(duì)比度，以增強(qiáng)或促進(jìn)粒子132和粒子132鍵合到的聚合物鏈148的遷移的檢測。

在其中結(jié)構(gòu)組件100包括兩個(gè)指示膜的示例中，將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102的上述步驟包括將第一指示膜128粘結(jié)到第一復(fù)合零件102(例如，圖5)，以及將第二指示膜130單獨(dú)地粘結(jié)到第二復(fù)合零件104。方法可包括將第一復(fù)合零件102施加(例如，組裝或配合)到第二復(fù)合零件104，使得相應(yīng)的第一指示膜128和第二指示膜130沿著組裝粘結(jié)層116處于彼此接觸的關(guān)系。方法可另外地包括沿組裝粘結(jié)層116將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104，諸如通過將熱176施加到結(jié)構(gòu)組件100。在粘結(jié)過程期間，由于第一指示膜128和第二指示膜130中聚合物鏈148的混溶性，在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104期間，第一指示膜128和第二指示膜130中的粒子132可與相應(yīng)的標(biāo)記的聚合物鏈150一起遷移。

圖26是在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104之后圖24的組裝粘結(jié)層116的ndi圖像的頂視圖，其示出貫穿組裝粘結(jié)層116的平面方向110上基本均勻的粒子密度。圖27是圖26的結(jié)構(gòu)組件100的剖視圖，其示出第一指示膜128和第二指示膜130中的粒子132在全厚度方向112(例如，z-方向)上的對(duì)應(yīng)的基本均勻的粒子密度，并且指示第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148的充分的遷移和耦接的發(fā)生，導(dǎo)致機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122。相比之下，圖28示出由第一圖案144和第二圖案146的存在表示的平面方向110上非均勻的粒子密度。圖29是圖28的剖視圖，其示出在全厚度方向112上非均勻的粒子密度，并且其可表示如上所述的非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)124(圖23)。

圖30是在熱循環(huán)(例如，粘結(jié))之前通過將第一復(fù)合零件102的第一指示膜128施加到第二復(fù)合零件104的第二指示膜130形成的組裝粘結(jié)層116的另外的示例的ndi圖像的頂視圖。第一指示膜128包括圓形粒子區(qū)域134的第一圖案144，并且第二指示膜130包括條紋粒子區(qū)域134的第二圖案146。如上面所指示的，相應(yīng)的第一指示膜128和第二指示膜130中的粒子區(qū)域134可以以各種不同的尺寸、形狀和配置中的任一種被提供，以提供附加的對(duì)比度，從而增強(qiáng)ndi成像。圖31是圖30剖視圖，其示出第一指示膜128的粒子區(qū)域134相對(duì)于第二指示膜130的粒子區(qū)域134的位置。圖32示出在第一指示膜128和第二指示膜130中的粒子132在平面方向110上基本均勻的粒子密度，并且其可對(duì)應(yīng)于如圖33中所示的全厚度方向112上基本均勻的粒子密度，表示聚合物鏈148在全厚度方向112上跨越界面的充分遷移，以形成機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122(例如，高質(zhì)量粘結(jié))。圖34是圖30的組裝粘結(jié)層116的ndi圖像的頂視圖，其示出由第一圖案144和第二圖案146的存在表示的平面方向110上的非均勻粒子密度，并且其可與如圖35中所示的聚合物鏈148在全厚度方向112上不充分的遷移相關(guān)，并且導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)性弱粘結(jié)124(圖23)。

圖36是在圖37-39中逐漸示出的粘結(jié)過程期間，由待使用多層式指示膜152粘結(jié)在一起的第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104組成的結(jié)構(gòu)組件100的示例的分解側(cè)視圖。多層式指示膜152可包括通過不溶性層156熔凝在一起的零件粘合劑層154和組裝粘合劑層158。組裝粘合劑層158可包含排列在包含標(biāo)記的聚合物鏈150的粒子區(qū)域134中的粒子132。如上面所指示的，標(biāo)記的聚合物鏈148包含粒子132所鍵合到的聚合物鏈148。對(duì)于使用多層式指示膜152的結(jié)構(gòu)組件，將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102的上述步驟202可包括沿著部分粘結(jié)層160將零件粘合劑層154粘結(jié)到第一復(fù)合零件102，如圖37中所示。

在一些情況下，第一復(fù)合零件102可由未固化的復(fù)合材料(例如，綠色復(fù)合材料)，諸如由未固化的預(yù)浸料復(fù)合鋪層形成的層壓片組成。零件粘合劑層154可由可溶解于第一復(fù)合零件102中的熱塑性材料形成，以促進(jìn)零件粘合劑層154和第一復(fù)合零件102之間的粘結(jié)。例如，零件粘合劑層154可以是諸如聚醚砜(pes)或聚苯砜(ppsu)的砜。不溶性層156可以是具有期望的機(jī)械和/或環(huán)境特性(諸如相對(duì)高的模量、強(qiáng)度、韌性和/或耐溶劑性的不溶性熱塑性層。用于不溶性層156的示例材料包括但不限于聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)、聚醚酮(pek)，以及peek、pekk或pek與高性能砜的共混物。在第一復(fù)合零件102的固化期間，零件粘合劑層154可擴(kuò)散到第一復(fù)合零件102中，從而形成不溶性層156和第一復(fù)合零件102之間強(qiáng)固的粘結(jié)。圖38示出在將第一復(fù)合零件102施加到第二復(fù)合零件104用于粘結(jié)之前粘結(jié)到第一復(fù)合零件102的多層式指示膜152。

將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的上述步驟206可包括將組裝粘合劑層158粘結(jié)到第二復(fù)合零件104，如圖39中所示。當(dāng)?shù)谝粡?fù)合零件102放置成與第二復(fù)合零件104接觸時(shí)，不同層中的材料的混溶性可引起第一粘結(jié)層部分118(由組裝粘合劑層158組成)和第二復(fù)合零件104的第二粘結(jié)層部分120中的聚合物鏈148(例如，熱塑性鏈)的遷移。熱循環(huán)可被施加到結(jié)構(gòu)組件100以降低材料的粘度，從而促進(jìn)粘結(jié)過程，并且/或者促進(jìn)第一復(fù)合零件102的組裝粘合劑層158(包括標(biāo)記的聚合物鏈150)的聚合物鏈148和第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148的遷移和分散。雖然未示出，但是由于第一指示膜128和第二指示膜130的粒子132和相關(guān)聯(lián)的聚合物鏈148的遷移，圖39的結(jié)構(gòu)組件100的組裝粘接層116的ndi圖像(例如，參見圖32)可顯示平面方向110上基本均勻的粒子密度，并且其可對(duì)應(yīng)于在全厚度方向112上的基本均勻的粒子密度，如圖39中所示。

圖40是在圖41-圖43中逐漸示出的粘結(jié)過程期間待粘結(jié)到相應(yīng)的第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的一對(duì)多層式指示膜152的分解圖。如上面所指示的，多層式指示膜152中的每一個(gè)多層式指示膜可包括通過不溶性層156熔凝在一起的零件粘合劑層154和組裝粘合劑層158。在圖40-圖43中多層式指示膜152的一個(gè)或兩個(gè)中，零件粘合劑層154可包括排列在以圖案142形成的粒子區(qū)域134中的粒子132。粒子132的圖案142可促進(jìn)零件粘合劑層154和第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104之間的粘結(jié)質(zhì)量的確定。如上面所指示的，粒子132鍵合到聚合物鏈148，并且限定標(biāo)記的聚合物鏈150。

參考圖41，當(dāng)零件粘合劑層154被放置成與第一復(fù)合零件102或第二復(fù)合零件104接觸時(shí)，零件粘合劑層154中的聚合物鏈148(包括標(biāo)記的聚合物鏈150)與第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104的聚合物鏈148之間的混溶性參數(shù)促進(jìn)這種聚合物鏈148、150的遷移。施加熱176還可以促進(jìn)聚合物鏈148、150的遷移。圖41示出在將多層式指示膜152粘結(jié)到第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104中的每一個(gè)復(fù)合零件之后，部分粘結(jié)層160在全厚度方向112(例如，z-方向)上的基本均勻的粒子密度。將零件粘合劑層154粘結(jié)到第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104的上述步驟可以包括使用ndi設(shè)備168來檢查部分粘結(jié)層160，以沿著與平面方向110局部正交的方向觀察部分粘結(jié)層160中的粒子132的外觀。該方法可另外地包括以類似于上述組裝粘結(jié)層116的ndi-檢查的方式，基于在平面方向110上貫穿部分粘接層160的粒子密度的均勻性，確定部分粘結(jié)層160中每一個(gè)中的粘結(jié)質(zhì)量。

圖42示出在將第一復(fù)合零件102與第二復(fù)合零件104組裝之前粘結(jié)到第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104中的每一個(gè)的多層式指示膜152。將第一復(fù)合零件102施加到第二復(fù)合零件104的上述步驟204可包括將第一復(fù)合零件102的多層式指示膜152的組裝粘合劑層158放置成與第二復(fù)合零件104的多層式指示膜152的組裝粘合劑層158處于接觸關(guān)系。沿著組裝粘結(jié)層116將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的上述步驟206可涉及由于溶混性參數(shù)和/或可在粘結(jié)過程期間施加到組件的熱176而在組裝粘合劑層158的每一個(gè)中的標(biāo)記的聚合物鏈150的移動(dòng)(例如，遷移)。圖43示出了沿著指示膜126之間的組裝粘結(jié)層116粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的第一復(fù)合零件102，并且進(jìn)一步示出由于相鄰的組裝粘合劑層158的聚合物鏈148的充分的交叉遷移而在全厚度方向112上的基本均勻的粒子密度。

在另外的實(shí)施例中，第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的多層式指示膜152可被配置為雙組分粘合劑(two-partadhesive)系統(tǒng)。例如，第一復(fù)合零件102的多層式指示膜152的組裝粘合劑層158可具有第一粘合劑組分162(圖42)，并且第二復(fù)合零件104的多層式指示膜152的組裝粘合劑層158可具有第二粘合劑組分164(圖42)。當(dāng)?shù)谝粡?fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的組裝粘合劑層158彼此接觸時(shí)，第一粘合劑組分162可與第二粘合劑組分164反應(yīng)，促進(jìn)聚合物鏈148、150跨越組裝粘合劑層158之間的界面的遷移，并且促進(jìn)機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122(例如，高質(zhì)量的粘結(jié))的形成。第一粘合劑組分162和/或第二粘合劑組分164可包括含有標(biāo)記的聚合物鏈150的粒子區(qū)域134的圖案142。將第一復(fù)合零件102組裝和粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的上述步驟可引起第一粘合劑組分162和第二粘合劑組分164的混合，并且導(dǎo)致標(biāo)記的聚合物鏈150和ndi-可檢測粒子132的移動(dòng)或遷移，以促進(jìn)組裝粘合層116的ndi-成像，從而檢驗(yàn)粘結(jié)質(zhì)量。

圖44是結(jié)構(gòu)組件100的另外的示例的分解圖，該結(jié)構(gòu)組件100包括以上面參照?qǐng)D40-圖43描述的方式粘結(jié)到第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104中每一個(gè)的多層式指示膜152。圖44中所示的示例還包括被定位在第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104的多層式指示膜152之間的中間粘合劑層166。在圖11的目前公開的方法200中，將第一復(fù)合零件102施加到第二復(fù)合零件104的上述步驟204可包括將中間粘合劑層166放置在第一復(fù)合零件102的指示膜126和第二復(fù)合零件104的指示膜126之間，如圖44中所示。沿著組裝粘結(jié)層116將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的上述步驟206可包括使用中間粘合劑層166，以促進(jìn)第一復(fù)合零件102的指示膜126的組裝粘合劑層158中的聚合物鏈148和第二復(fù)合零件104的指示膜126的組裝粘合劑層158中的聚合物鏈148的遷移，這是由于中間粘合劑層166的聚合物鏈148的溶混性。

圖45是圖44的結(jié)構(gòu)組件100的側(cè)視圖，并且示出了在用于將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104的適當(dāng)?shù)臒嵫h(huán)期間熱176的施加。另外示出了由于聚合物鏈148的遷移引起的全厚度方向112上的基本均勻的粒子密度，其可通過組裝粘結(jié)層116的ndi-檢查(例如參見圖18)確定，以顯示粒子132在平面方向110上基本均勻的分布，并且其可指示第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104之間機(jī)械堅(jiān)固的粘結(jié)122。在一些示例中，中間粘合劑層166可具有改善使第一復(fù)合零件102與第二復(fù)合零件104接合的組裝粘結(jié)層116的特性的材料成分。例如，中間粘合劑層166可被配置成增加或改善組裝粘結(jié)層116的強(qiáng)度、模量、韌性和/或耐溶劑性特性。

在本文公開的方法的示例中的任何一個(gè)中，第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104可以以熱固性塑料和熱塑性塑料的不同材料組合被提供。例如，第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104可都是熱固性塑料。另選地，第一復(fù)合零件102和第二復(fù)合零件104可都由熱塑性塑料制成。在另外的示例中，第一復(fù)合零件102可以是熱固性塑料，而第二復(fù)合零件104可以是熱塑性塑料，或者反之亦然。另外，如上面所指示的，在將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件之前，第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104可被提供為未固化的復(fù)合材料。例如，第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104可被提供為預(yù)浸料復(fù)合層壓片或被提供為干纖維預(yù)成型件，該干纖維預(yù)成型件被配置成在將指示膜126粘合到第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104之前或期間被灌注樹脂。

在其中第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104是未固化復(fù)合材料的布置中，將指示膜126粘結(jié)到第一復(fù)合零件102或第二復(fù)合零件104的步驟202可包括固化第一復(fù)合零件102或第二復(fù)合零件104。另選地，第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104可在將指示膜126粘結(jié)到其之前被固化。在另外的示例中，在將第一復(fù)合零件102粘結(jié)到第二復(fù)合零件104之前，第一復(fù)合零件102和/或第二復(fù)合零件104可以是未固化的。

本公開的另外的修改和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說可以是顯而易見的。因此，本文描述和示出的零件的特定組合旨在僅僅表示本公開的某些實(shí)施例，并且不旨在用作在本公開的精神和范圍內(nèi)的替代實(shí)施例或設(shè)備的限制。