[發明專利]一種鋁鋼復合材料界面結合強度的檢測方法

有效

• 申請號: 201410273623.6
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104155237B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 唐超蘭;劉志木;周鈺波;翁浩
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N1/28
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 武玉琴

技術領域

本發明主要涉及金屬復合材料界面結合強度的檢測技術領域，尤其涉及鋁鋼復合材料界面結合強度的檢測技術領域。

背景技術

復合材料的出現對現代科學技術的發展有著十分重要的意義，復合材料的研究深度和應用廣度及其生產發展的速度和規模已經成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標志之一。采用釬焊式鋁鋼復合材料制造的電站空冷系統經濟社會效益顯著，釬焊式鋁鋼復合材料是我國“十二五”重點發展的金屬層狀結構復合材料，國內對于這種材料的開發應用處于起步階段。而在鋁鋼復合材料出廠前，需對鋁鋼復合材料的界面結合強度進行檢測。

中華人民共和國國家標準GB/T6396-2008規定了復合鋼板的拉伸、剪切、彎曲、結合度、沖擊、粘結和硬度試驗方法，其中，剪切試驗是利用靜壓縮力或靜拉伸力，通過相應的試驗裝置，使平行于試驗力方向的基材與復材的結合面承受剪切力直至分離，以測定其抗剪強度；彎曲試驗是以圓形、方形、矩形或多邊形橫截面試樣在彎曲裝置上經受彎曲塑性變形，不改變加力方向，直至達到規定的彎曲角度；粘結試驗是采用靜壓力通過相應的粘結試驗裝置，使垂直于作用力方向的基材和復材在結合面上受一法向拉力，直至斷裂，以測定其粘合強度。

現有技術中對鋁鋼復合材料的界面結合強度的檢測一般是采用彎曲試驗或粘結試驗(即剝離試驗)檢測其結合效果，但彎曲試驗只能定性檢測鋁鋼復合材料的界面的結合強度，彎曲合格的鋁鋼復合材料在釬焊時仍可能出現鋁鋼界面分層的現象，因此彎曲試驗效果并不理想。若采用剝離試驗可以定量測量鋁鋼復合材料的界面結合強度，但現有剝離試驗的進行需在試驗試樣上制作拉伸用的引頭，但對于大壓下率(一般冷軋復合壓下率大于50％)的電站空冷用鋁鋼復合材料總厚度為1.5mm，鋁層厚度較薄，一般小于0.15mm，因而無法制作出引頭部分，導致無法進行剝離試驗，即無法完成定量測量鋁鋼復合材料的界面結合強度。

發明內容

為克服上述現有技術中存有的缺陷，本發明的目的在于提供一種鋁鋼復合材料界面結合強度的檢測方法，該檢測方法采用剝離試驗定量測量出鋁鋼復合材料的界面結合強度，結果更精確。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種鋁鋼復合材料界面結合強度的檢測方法，包括以下步驟：

A、在鋁鋼復合材料上切割出一圓片樣品備用，制作或選取兩根橫截面直徑與圓片樣品的直徑相同的金屬棒待用，所述金屬棒的長度至少大于50mm；

B、清洗圓片樣品及金屬棒的待粘貼表面，其中圓片樣品兩側的圓形平面、每根金屬棒的一圓形端面分別作為待粘貼表面；

C、研磨各待粘貼表面；

D、使用環氧樹脂AB膠將兩金屬棒的待粘貼表面分別粘合在圓片樣品相對的兩個待粘貼表面上，并于常溫下放置24小時以上，從而制好試樣；

E、將試樣放至拉伸機上做剝離試驗；

F、獲取試樣剝離時的最大剝離力的數值F，根據F/πr²計算得到試樣的剝離強度，從而獲得鋁鋼復合材料的界面結合強度，其中r為圓片樣品的半徑。

本發明的一種鋁鋼復合材料界面結合強度的檢測方法是通過在鋁鋼復合材料的兩側通過環氧樹脂AB膠分別粘合有一金屬棒，由于環氧樹脂AB膠水的粘合強度比鋁鋼復合材料的界面結合強度大，因而兩金屬棒可分別充當鋼片和鋁片的引頭，進而解決了因鋁鋼復合材料中的鋁片太薄而無法制作出引頭部分的缺陷，以使得剝離實驗得以完成。

作為本發明的一種優選方案，該方法還包括步驟G，在鋁鋼復合材料上同時切割3-5個圓片樣品，重復步驟A-F，計算圓片樣品剝離強度的平均值，該平均值即為鋁鋼復合材料的界面結合強度。

作為本發明的一種優選方案，在所述步驟A中，圓片樣品的直徑為20mm，金屬棒為一長為80mm的鋁棒。

作為本發明的一種優選方案，在所述步驟B中，先使用鹽酸清洗圓片樣品及金屬棒的待粘貼表面，再使用脫脂劑擦拭圓片樣品及金屬棒的待粘貼表面，以清洗掉待粘貼表面的油污和氧化層。

作為本發明的一種優選方案，在所述步驟C中，采用500#砂紙對各待粘貼表面進行研磨。

作為本發明的一種優選方案，在所述步驟E中，拉伸機上的夾頭移動速度為2mm/min。

本發明所帶來的有益效果有：

本發明為超薄金屬復合材料界面結合強度的定量測量提供了一種可行的方法，在該方法中制備試樣簡單方便，且利用該方法可以準確檢測出鋁鋼復合材料的界面剝離牢度，量化表征釬焊用鋁鋼復合材料的界面結合強度。

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的說明：