[發明專利]一種層狀金屬復合材料界面剝離強度測試裝置和方法

在審

• 申請號: 201410830910.2
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN105784586A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 董勇軍;解浩峰;黃純德;王建偉;高義斌;畢虎才;彭麗軍;楊振
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院;北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

技術領域

本發明涉及一種層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置和方法，屬于復合 材料測試技術領域。

背景技術

層狀金屬復合材料是指利用復合技術使兩種或兩種以上物理、化學、力學性能 不同的金屬在界面上實現牢固結合而制成的一種新型復合材料。界面結合強度是衡 量層狀金屬復合材料質量優劣的重要指標。目前，表征界面結合強度的方法主要有 剪切強度測試法、彎曲試驗法和沖擊試驗法等。彎曲試驗和沖擊試驗只能定性地評 價層狀復合材料的結合性能。剪切強度測試是指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 測定其剪切強度。但當復合材料厚度非常薄時，很容易在覆層最薄弱位置發生彎曲 和斷裂，影響測試精度，甚至使材料測試失敗。剝離強度是指粘貼在一起的材料從 接觸面進行單位寬度剝離時所需要的力。在材料覆層厚度較薄時，剝離強度可以精 確定量地表征界面的結合強度，而且可以用來分析剝離過程中界面結合的均勻性。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種新型剝離強度測試裝置，該裝置可以方便地調整 試樣位置，準確地測試層狀金屬復合材料界面的剝離強度，記錄分析數據并生成曲 線；由剝離強度進一步精確定量地表征界面的結合強度，及分析剝離過程中界面結 合的均勻性。

一種層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，主要包括測力模塊、夾具、 樣品固定平臺、運動模塊和顯示與控制模塊等；所述的運動模塊包括水平位移裝置 和豎直位移裝置，所述的樣品固定平臺設置在水平位移裝置的滑臺上，所述的夾具 通過連接軸安裝在測力模塊下方，所述的測力模塊通過連接件固定在豎直位移裝置 的滑臺上，顯示與控制模塊安裝于試驗箱中，所述的水平位移裝置、豎直位移裝置 和測力模塊分別通過線路與顯示與控制模塊連接。

所述的水平位移裝置和豎直位移裝置，分別包括滑臺、滾珠絲杠、光軸、伺服 電機和連接件等。

所述的測力模塊包括拉力傳感器和連接件等，拉力傳感器通過連接件固定在豎 直位移裝置的滑臺上。拉力傳感器可以精確地測量并記錄剝離過程中的拉力值。

所述的夾具為手動平口夾具，可以有效地夾緊試樣的外金屬層，并使試樣受力 均勻。

所述的樣品固定平臺位于水平位移裝置的滑臺上，滑臺上設有固定裝置，通過 螺栓與墊片固定樣品。

所述的顯示與控制模塊可以同時控制和調節水平位移裝置和豎直位移裝置的 位移與速度，可以將拉力傳感器測量的數值隨時間生成曲線顯示出來。

本發明還提供了利用上述裝置進行層狀金屬復合材料界面剝離強度測試的方 法。

一種層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試方法，包括如下步驟；將層狀金屬 復合材料用小刀剝開一側，將基體材料通過螺栓和墊片固定在水平位移裝置的滑臺 上，用夾具夾緊剝開的外金屬層，通過顯示與控制模塊調節水平位移裝置的滑臺與 夾具的位置，使外金屬層與基體呈90°；然后通過顯示與控制模塊控制水平位移裝 置和垂直位移裝置，使它們以相同速度同時開始位移；由測力模塊記錄數據并生成 曲線。

該裝置通過同時控制水平位置裝置和垂直位移裝置，使覆層與樣品在實驗過程 中一直呈90度角剝離，顯示拉力傳感器測量的數據，記錄數據并生成曲線。剝離 完成后，去除剝離開始后1cm和結束前1cm位移的強度數據，計算得到平均剝離強 度。通過觀察曲線也可以分析試樣界面復合的均勻性。

本發明的層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置和方法，可以方便地調整 試樣位置，準確地測試層狀金屬復合材料界面的剝離強度，記錄分析數據并生成曲 線。通過本發明測試裝置和方法可計算生成復合材料界面平均剝離強度，表征界面 復合性能的優異，分析界面復合的均勻性。

附圖說明

圖1是本發明的剝離強度測試裝置的結構示意圖。

圖2是本發明的剝離強度測試裝置的實體結構示意圖。

主要附圖標記：

1豎直光軸2豎直滾珠絲杠

3豎直滑臺及連接件4緊固螺栓

5拉力傳感器6連接軸

7夾具8螺栓

9墊片10水平滑臺

11伺服電機12水平光軸

13水平滾珠絲杠14顯示與控制面板

15試驗箱16開關

具體實施方式