90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)
一、90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)原理
用 90°剝離方法施加應(yīng)力,使撓性金屬試片對剛性金屬板膠接件的膠接處產(chǎn)生特定的破裂速率所需的力。
二、90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)儀器設(shè)備
拉力試驗(yàn)機(jī)符合標(biāo)準(zhǔn)要求,應(yīng)優(yōu)先采用電子拉力試驗(yàn)機(jī),并帶自動(dòng)記錄剝離負(fù)荷的記錄裝置。剝離試驗(yàn)應(yīng)在專用夾具上進(jìn)行。高,低溫裝置應(yīng)有恒溫裝置與自動(dòng)控溫兩部分等組成.裝置的控溫精度及達(dá)到試驗(yàn)溫度的平衡時(shí)間應(yīng)滿足表8-9要求.測溫裝置可由熱電偶與測量儀表組成,控溫精度不大于 0.5℃。
試樣的試驗(yàn)溫度及平衡時(shí)間
三、90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)試樣制備
90°剝離強(qiáng)度試樣試板膠按膠黏劑所規(guī)定的有關(guān)膠接工藝進(jìn)行。試板固化后在室溫條件下放置 24h 后才可分割成試樣,銑切分割時(shí)應(yīng)防止試樣過熱,并盡量避免膠接縫承受剝離性切削力。每組試樣個(gè)數(shù)應(yīng)不少于 5 個(gè)。分割后試樣在試驗(yàn)前最短停放時(shí)間為 16h,最長為1 個(gè)月。
四、90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)步驟
1、用卡尺測量 3-5 個(gè)寬度值,精確到 0.1mm,取其平均值作為試樣寬度。
2、將校正溫度用試樣裝好后;若要測高,低溫剝離強(qiáng)度,則用熱電偶緊密接觸試樣膠接區(qū)中部金屬的表面溫度。
3、按標(biāo)準(zhǔn)要求使之達(dá)到試驗(yàn)溫度。取下校正試樣,裝入正式待測試樣,當(dāng)試樣膠接區(qū)中部金屬表面的溫度達(dá)試驗(yàn)溫度后計(jì)時(shí),保溫 10min。若采用靠近試樣膠接取中部熱電偶間接測量方法,則必須進(jìn)行溫度和平衡時(shí)間的修正。
4、以(100±5)mm/min 速度連續(xù)加載,自動(dòng)記錄剝離曲線。若用讀數(shù)法測定膠接剝離強(qiáng)度,應(yīng)在有效剝離長度內(nèi)劃出等距離讀數(shù)標(biāo)線,標(biāo)線的總數(shù)不應(yīng)少于 10 條。
試驗(yàn)注意事項(xiàng):夾具應(yīng)完好,兩滾輪運(yùn)轉(zhuǎn)自如。
五、90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果評定
剝離強(qiáng)度可按求積儀法與等高線法兩種方法計(jì)算。采用等高線法計(jì)算時(shí),剝離長度至少要 100mm,但不包括起始的 25mm,劃出一條估計(jì)的等高線力的平均值。代表同一性能的試樣個(gè)數(shù)不少于 5 個(gè),試驗(yàn)結(jié)果一最小值,最大值與算術(shù)平均值表示,取值小數(shù)點(diǎn)后一位,并注明破壞類型與數(shù)量。
六、90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)影響因素
(1)剝離強(qiáng)度計(jì)算方法
關(guān)于剝離強(qiáng)度計(jì)算方法 GB2791-81 中規(guī)定了求積儀法與劃等高線法。另外還有讀數(shù)法與峰值法。對剝離力波動(dòng)不是很大的曲線,這四種方法可以的得到相同的試驗(yàn)結(jié)果.但是若曲線變動(dòng)大,則應(yīng)采用求積儀法處理。在計(jì)算剝離強(qiáng)度時(shí),均應(yīng)將剝離曲線上的第一個(gè)峰值去掉。
(2)剝離力的波動(dòng)性
在理想狀態(tài)下,于一定的剝離速度下,剝離力應(yīng)是恒定的,也就是說反映在剝離符合曲線圖上的剝離力是一條水平直線。然而實(shí)際測試表明,剝離力是波動(dòng)的,它呈兩種圖象,一為隨機(jī)的無規(guī)方式,一為滑動(dòng)黏附方式。按無規(guī)方式波動(dòng),波動(dòng)力遵循高斯分布,剝離力的平均值與中間值是一樣的,而且意義明確。由于試樣無規(guī)的不完整性造成的剝離力波動(dòng)。在無規(guī)波動(dòng)中,破裂是連續(xù)發(fā)生,并以與試驗(yàn)速率一樣的速率傳播。按滑動(dòng)黏附方式波動(dòng),最大最小值之間的距離與試驗(yàn)速度無關(guān)。在滑動(dòng)黏附破裂時(shí),當(dāng)剝離力達(dá)到最大值,則引起膠接失效,存儲能量消耗在裂縫傳播上,其速度比試驗(yàn)速度還快,當(dāng)它的能量耗盡,則剝離力停在最小處。緊接著剝離力再次增大時(shí),它又重復(fù)下 1 次破裂循環(huán),如此反復(fù)出現(xiàn)在剝離負(fù)荷曲線上則是一條清晰的鋸齒狀剝離力曲線。
(3)剝離角度
剝離角度不同,致使對膠接接頭垂直于膠接面上的作用力大小不同,因此它的剝離強(qiáng)度也就不同。
(4)被粘物的性質(zhì)與厚度
被粘物的模量高或厚度大,膠接接頭在同樣受力時(shí),應(yīng)力分布就寬,應(yīng)力集中程度也就比被粘物模量低或厚度薄的要小些,所以它的強(qiáng)度也要高一些。這一影響對不均勻拉伸影響也是如此。
(5)接頭尺寸
線應(yīng)力接頭的寬度對剝離強(qiáng)度沒什么影響。而試樣長度則不一樣,當(dāng)剝離試樣的膠接長度為試樣厚度的 10 倍以上,測試強(qiáng)度應(yīng)和試樣長度無關(guān),但當(dāng)試樣比較短時(shí),試樣長度必然會對測試強(qiáng)度有影響。另外,如果撓性材料不是金屬,而是黏彈性(如聚酯等),由于彎曲引起被粘體的塑性變形,則可能使剝離力和破壞能量增加。
(6)膠黏劑性質(zhì)
膠黏劑的力學(xué)性能對線應(yīng)力接頭強(qiáng)度有決定性影響。不同膠黏劑,由于它們的模量,拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率等不同,那么在剝離接頭中的應(yīng)力分布及應(yīng)力集中情況也不相同。為了尋求一種剝離強(qiáng)度高的膠,希望降低它的應(yīng)力集中程度,那么就加入增韌劑如橡膠之類似組分,以降低它的模量,增加膠的伸長率。但這樣一來,由于模量降低,又使膠黏劑的內(nèi)聚強(qiáng)度降低了。我們有時(shí)還經(jīng)常遇到這種的情況,當(dāng)我們使熱固化膠黏劑的交聯(lián)密度增加,亦模量增加,在一定范圍內(nèi),它的剝離強(qiáng)度呈上升趨勢,但達(dá)到一定模量之后,反而使剝離強(qiáng)度迅速降低。即使有機(jī)硅橡膠有好的彈性,它剝離接頭的應(yīng)力分布又比較均勻,但是由于它的內(nèi)聚強(qiáng)度太差(即本身的彈性模量太?。?,它不是一種好的抗剝離的膠黏劑。事實(shí)上這種膠用手都很容易地將它剝開。從上看出減少應(yīng)力集中與提高內(nèi)聚強(qiáng)度是研究抗剝離膠黏劑的一對矛盾,如能恰到好處搭配,那就會出現(xiàn)一理想的最高剝離強(qiáng)度。
(7)膠層厚度
試驗(yàn)證明,在膠層薄時(shí),剝離力隨膠層厚度增加而上升。厚度達(dá)到一定值時(shí),則剝離力不再上升,這是由于厚度再增加,在膠層中出現(xiàn)缺陷的概率加大之故。
(8)試驗(yàn)溫度和拉伸速度
由于剝離力的多次跳躍性變化,試驗(yàn)溫度與拉伸速度影響是十分復(fù)雜的。溫度變化,由于膠黏劑的模量變化致使應(yīng)力發(fā)生變化;另外溫度改變,也使膠黏劑本身的內(nèi)聚強(qiáng)度發(fā)生變化。關(guān)于溫度與加載速度對剝離強(qiáng)度的影響原因與拉伸剪切強(qiáng)度相同。溫度的改變造成強(qiáng)度的變化是和膠黏劑的玻璃化轉(zhuǎn)變緊密相連的,在玻璃態(tài)各種膠黏劑的剝離強(qiáng)度都是極低的,在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域達(dá)最高值,之后又下降。
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