[發明專利]金屬復合材料界面結合強度測量的裝置及方法、試樣及試樣制作方法

有效

• 申請號: 201610115880.6
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105758791B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 李龍;張小軍;陳鑫;周德敬
• 申請（專利權）人: 銀邦金屬復合材料股份有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 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;劉國偉

1.一種金屬復合材料界面結合強度測量的裝置，所述復合材料包括基材和包覆層，在所述包覆層上焊有加強材料，所述裝置包括相互面對的上夾持壓板和下夾持壓板，其特征在于，所述上夾持壓板設有貫穿所述上夾持板長度的上凹槽，所述下夾持壓板設有貫穿所述下夾持壓板長度的下凹槽，所述上凹槽與所述下凹槽相互面對，用于固定被測量試樣。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上夾持壓板和下夾持壓板上開有通孔；所述裝置還包括螺栓，該螺栓穿過所述通孔，用于連接所述上夾持壓板和下夾持壓板以定位所述被測量試樣。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述上夾持壓板和下夾持壓板與所述螺栓上標有刻度，以保證在夾持被測量試樣時，所述上夾持壓板和下夾持壓板之間的夾持力及上夾持壓板和下夾持壓板與被測量試樣的間隙相同。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上凹槽和下凹槽的深度、寬度均相同。

5.一種利用權利要求1至4任一項所述裝置進行金屬復合材料界面結合強度測量的方法，其特征在于，通過把被測量試樣的上下表面及側面固定于開有凹槽的壓板間，用以在拉伸試驗時保證被測量試樣的平直度。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，測量所述復合材料界面結合強度的方法包括以下步驟：

步驟1：將所述復合材料被測量試樣的上下表面及側面夾持于開有凹槽的壓板間；

步驟2：將所述被測量試樣沿拉伸方向的兩個自由端夾持于拉力機上進行拉伸試驗；

步驟3：根據拉伸試驗拉開被測量試樣的基材和覆層時的最大拉力計算復合材料界面的抗剪強度，其抗剪強度為：最大拉力/剪切面積，剪切面積為被測量試樣上覆層與基材剪切拉斷處的結合界面面積。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述被測量試樣與所述壓板在被測量試樣的夾持表面及夾持側面間均設有一定的間隙。

8.根據權利要求5所述的方法，所述復合材料包括基材和包覆層，在所述包覆層上焊有加強材料,其特征在于，所述復合材料的基材是鋼08Al，包覆層是4A60鋁，所述加強材料為4343/3003鋁合金。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述被測量試樣上的加強材料和被測量試樣的包覆層的結合強度大于所述被測量試樣中包覆層和基材的結合強度。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述的加強材料厚度與基材的厚度相同，以保證試驗拉力作用在被測量復合材料試樣的中心。

11.根據權利要求5所述的方法，所述試樣是經以下步驟制作而成：

S1、將金屬加強材料與被測復合材料釬焊：

A、將復合材料的包覆層表面和所述金屬加強材料的端面分別涂覆釬劑，然后相互貼合；

B、將相互貼合的復合材料和金屬加強材料在氮氣氣氛保護下、550℃-650℃爐內高溫焊接；

C、在所述B步驟后保溫5-15分鐘，再降溫至550℃以下，將焊好的復合材料出爐冷卻；

S2、在焊有加強材料的復合材料上切割出一長條樣品備用；

S3、在長條樣品上開缺口：

D、在基材面上開一個第一缺口，使得基材在缺口處斷開為兩截；

E、在金屬加強材料和覆層上開一個第二缺口，使得金屬加強材料和覆層在缺口處分別斷開為兩截，且該缺口與第一缺口不重合。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，A步驟中所述釬劑分別涂覆5％-15％，所述貼合間隙小于0.05mm。