[實用新型]用于涂層結合強度測試的拉伸試件

有效

• 申請號: 200820183268.3
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN201355343Y
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 李淑青;李其連;楊偉華;王純
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第一集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 梁瑞林

技術領域

本實用新型屬于熱噴涂技術領域，涉及對用于涂層結合強度測試的拉伸試件的改進。

背景技術

熱噴涂涂層技術是提高材料表面性能的重要手段之一，它可具備耐磨、耐腐、耐熱、隔熱、抗氧化、密封、導電、絕緣或其它特殊功用。廣泛應用于航空航天、機械工程、信息技術、微電子技術、光信息科學和計算機科學等領域，而要使涂層能起到良好的防護和強化作用，首要條件就是要求噴涂在基體上的涂層應有較強的粘附能力而不剝落，即在承受熱交變應力、沖擊載荷、彎曲變形、振動或強壓力摩擦等條件下，涂層與基體間必須有足夠高的結合強度。

涂層結合強度是涂層的重要技術指標，它反映了涂層自身或涂層與基體材料之間的結合強度?，F有的測定熱噴涂涂層抗拉結合強度的方法為對偶拉伸法，見GB/T8642-2002。該標準規定了A、B兩種測試方法。A測試方法在每次測試前需要加工專用基體塊，工序多、效率低、成本高。B測試方法如圖1，拉伸試件由第一加載塊1、第二加載塊2和位于第一加載塊1和第二加載塊2之間的基體3組成，基體3為圓片，第一加載塊1和第二加載塊2為外形相同的臺階軸。測試時，在基體3圓片的一面噴涂涂層，圓片與兩個加載塊的端面粘結，所用粘結劑為環氧樹脂膠。使用萬能液壓力學性能測試儀進行涂層結合強度的測量，該儀器將自動記錄涂層拉脫時所受拉力值F。設試樣噴涂端面的面積為A，涂層結合強度為P，則P＝F/A。B測試方法的拉伸試件可以多次使用，效率高，成本低。但是，B測試方法的測量上限受到所使用環氧樹脂膠的限制，不能測量高結合強度的涂料。其原因如下：

使用萬能液壓力學性能測試儀進行涂層結合強度的測量時，會有以下三種拉斷情況：(1)當拉斷斷面發生在涂層與基體間時，所得結合強度P即為涂層結合強度，根據公式P＝F/A，此時F越大，則涂層結合強度P越大；(2)當拉斷斷面既發生在涂層與基體間也發生在粘結劑與加載塊之間時，說明此時涂層結合強度和粘結劑抗拉強度相當，所測得的P值仍可作為涂層結合強度值；(3)當拉斷斷面發生在粘結劑與加載塊之間時，所測得強度為粘結劑的強度，這說明涂層實際結合強度值已大于粘結劑強度P，此時傳統方法已無法測量出涂層準確的結合強度數值。也就是說傳統對偶拉伸法所能測量的涂層最大結合強度取決于粘結劑的拉伸強度，目前國內采用最為廣泛、質量最好的環氧樹脂膠為E-7膠，它的拉伸強度為100MPa以下。這限制了目前涂層的結合強度最大測試值只能在100MPa以下。

發明內容

本實用新型的目的是：提出一種能測試結合強度大于100MPa涂層的涂層結合強度測試的拉伸試件，以滿足高結合強度涂層的測試需求。

本實用新型的技術方案是：用于涂層結合強度測試的拉伸試件，包括第一加載塊1、第二加載塊2和位于第一加載塊1和第二加載塊2之間的基體3，第一加載塊1和第二加載塊2為外形相同的臺階軸，在第一加載塊1的左端和第二加載塊2的右端各有一個與萬能液壓力學性能測試儀連接的徑向通孔，基體3包括一個圓板，該圓板的直徑與第一加載塊1和第二加載塊2大直徑段的直徑相等，其特征在于，

(1)第一加載塊1的右段大直徑段為法蘭盤，第一加載塊1法蘭盤的端面為平面，在第一加載塊1法蘭盤上有沿圓周均布的2～4個螺釘孔；第二加載塊2的左段大直徑段為法蘭盤，第二加載塊2法蘭盤的端面中心有一個盲孔，該盲孔的底面為平行于第二加載塊2法蘭盤端面的平面，在第二加載塊2法蘭盤上有沿圓周均布的2～4個螺釘孔；

(2)在基體3的右端面的中心有一個垂直于該端面的銷軸7，銷軸7與基體3同軸；在基體3上有沿圓周均布的螺紋孔，這些螺紋孔的數量與第一加載塊1法蘭盤上的螺釘孔相同并且位置對應，通過基體緊固螺釘6將基體3固定在第一加載塊1的法蘭盤上；