專利名稱：一種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是ー種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，屬于金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對金屬材料來說，有機(jī)涂層是最有效的實(shí)施防護(hù)的手段之一，但是有機(jī)涂層與其被保護(hù)的金屬構(gòu)成的涂層體系在實(shí)際服役過程中，不可避免地會(huì)遭受力學(xué)因素的作用。這些力學(xué)因素可能由于涂層內(nèi)部因素引起，如有機(jī)涂層的固化收縮；也可能來源于外部服役環(huán)境，如服役環(huán)境中溫濕度引起的變形、和受カ條件等。實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)表明力學(xué)因素與環(huán)境因素疊加時(shí)，有機(jī)涂層的失效過程往往變得更加明顯，成為整個(gè)有機(jī)涂層體系的薄弱環(huán) 節(jié)。因此，不少研究者在評價(jià)涂層性能的環(huán)境試驗(yàn)研究中引入了力學(xué)因素，以此來模擬涂層體系服役過程中的受カ和變形情況。目前在對金屬有機(jī)涂層表面施加應(yīng)カ和應(yīng)變的試驗(yàn)方法中，主要借鑒的仍然是金屬材料的加載試驗(yàn)方法，如ASTM G30的U形彎曲試樣應(yīng)カ加載方法、ASTM G49和ASTM G39的預(yù)加載荷試樣制備方法等。但是，由于這些試驗(yàn)方法主要適用于金屬材料，對金屬表面有機(jī)涂層的連續(xù)加載控制并不可靠，不少研究甚至直接采用金屬的加載指標(biāo)來作為涂層的加載指標(biāo)，缺乏對金屬有機(jī)涂層實(shí)際受カ和變形的測量方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而設(shè)計(jì)提供了ー種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，其目的是為定量分析和評價(jià)金屬有機(jī)涂層經(jīng)受應(yīng)カ和應(yīng)變作用后的環(huán)境老化試驗(yàn)提供樣品。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的該種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，其特征在于該方法的步驟是⑴金屬有機(jī)涂層樣品的制備制備兩端有孔(3)、便于彎曲的窄條形金屬有機(jī)涂層樣品(2)，并在金屬有機(jī)涂層樣品(2)的中心刻畫沿長度方向的原始標(biāo)注線(5)，原始標(biāo)注線(5)的長度不超過Imm;⑵在金屬有機(jī)涂層樣品(2)上施加預(yù)應(yīng)變2. I通過三點(diǎn)彎曲法對窄條形金屬有機(jī)涂層樣品(2)進(jìn)行預(yù)彎曲，使之形成ー個(gè)弓形；2. 2然后將金屬有機(jī)涂層樣品(2)放置在一個(gè)夾具上，該夾具將金屬有機(jī)涂層樣品(2)保持成之前形成的弓形，同時(shí)可以連續(xù)調(diào)節(jié)弓形金屬有機(jī)涂層樣品(2)跨度的尺寸；⑶用讀數(shù)顯微鏡(11)觀察并測量原始標(biāo)注線(5)在金屬有機(jī)涂層樣品(2)表面沿長度方向的變化值。保持金屬有機(jī)涂層樣品(2)成弓形的夾具包括螺紋桿出)、固定夾塊(8)、活動(dòng)夾塊(7)和螺帽(9)，在螺帽(9)、固定夾塊(8)、金屬有機(jī)涂層樣品(2)兩端的孔(3)和活動(dòng)夾塊(7)之間穿過螺紋桿出)，金屬有機(jī)涂層樣品(2)的兩端抵在固定夾塊(8)和活動(dòng)夾塊(7)之間，活動(dòng)夾塊(7)可以沿固定夾塊⑶的伸出臂(10)在水平方向上滑動(dòng)，通過連續(xù)調(diào)節(jié)螺紋桿出)的螺帽(9)來控制弓形金屬有機(jī)涂層樣品(2)的跨度的尺寸。本發(fā)明通過在金屬涂層試樣表面上施加不同水平的涂層應(yīng)變，以此模擬涂層體系所遭受的力學(xué)因素作用，并通過測量定量地確定金屬有機(jī)涂層樣品的表面應(yīng)變的大小，使金屬有機(jī)涂層樣品在環(huán)境試驗(yàn)中的條件與實(shí)際服役環(huán)境更為接近，得到更為準(zhǔn)確的環(huán)境適應(yīng)性評價(jià)結(jié)果。


圖I為本發(fā)明所述金屬有機(jī)涂層樣品的形狀示意2為圖I的俯視3為本發(fā)明所述金屬有機(jī)涂層樣品的三點(diǎn)預(yù)彎曲的示意4為本發(fā)明所述金屬有機(jī)涂層樣品安裝在夾具上的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)ー步地詳述參見附圖I 4所示，ー種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，其特征在于該方法的步驟是⑴金屬有機(jī)涂層樣品的制備制備兩端有孔3、便于彎曲的窄條形金屬有機(jī)涂層樣品2，樣品2的試片長度為150 200mm，寬度為15 20mm，厚度為I. 5 2mm，并在金屬有機(jī)涂層樣品2的中心刻畫沿長度方向的原始標(biāo)注線5，原始標(biāo)注線5的長度不超過Imm ；⑵在金屬有機(jī)涂層樣品2上施加預(yù)應(yīng)變2. I通過三點(diǎn)彎曲法對窄條形金屬有機(jī)涂層樣品2進(jìn)行預(yù)彎曲，使之形成ー個(gè)弓形，附圖3為利用三點(diǎn)彎曲法對金屬有機(jī)涂層樣品施加預(yù)彎曲的示意圖，圖中，I為半圓柱形壓頭，虛線示意的2為被預(yù)彎曲后的試樣，4為半圓柱形支撐，要求半圓柱形壓頭半徑R為20毫米，跨厚比1/H為40，壓頭下降的距離為30毫米；2. 2然后將金屬有機(jī)涂層樣品2放置在一個(gè)夾具上，夾具要求采用的材料強(qiáng)度高、剛性好、不易腐蝕或老化，該夾具將金屬有機(jī)涂層樣品2保持成之前形成的弓形，同時(shí)可以連續(xù)調(diào)節(jié)弓形金屬有機(jī)涂層樣品2跨度的尺寸；⑶用讀數(shù)顯微鏡11觀察并測量原始標(biāo)注線5在金屬有機(jī)涂層樣品2表面沿長度方向的長度和長度的變化值。用變化值計(jì)算單位伸長量，以單位伸長量作為金屬有機(jī)涂層樣品2表面涂層的應(yīng)變，讀數(shù)顯微鏡的測量精度要求達(dá)到O. 001毫米。保持金屬有機(jī)涂層樣品2成弓形的夾具包括螺紋桿6、固定夾塊8、活動(dòng)夾塊7和 螺帽9，在螺帽9、固定夾塊8、金屬有機(jī)涂層樣品2兩端的孔3和活動(dòng)夾塊7之間穿過螺紋桿6，金屬有機(jī)涂層樣品2的兩端抵在固定夾塊8和活動(dòng)夾塊7之間，使成弓形的金屬有機(jī)涂層樣品2形變不能恢復(fù)，活動(dòng)夾塊7可以沿固定夾塊8的伸出臂10在水平方向上滑動(dòng)，通過連續(xù)調(diào)節(jié)螺紋桿6的螺帽9來控制弓形金屬有機(jī)涂層樣品2的跨度的尺寸。
將制作完成的預(yù)應(yīng)變金屬有機(jī)涂層樣品2和夾具整體放入環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，根據(jù)研究者的需要選擇鹽霧試驗(yàn)、周期浸潤試驗(yàn)、太陽輻射試驗(yàn)、濕熱交變試驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法來考核施加不同應(yīng)變水平后金屬有機(jī)涂層的防護(hù)性能。也可以將施加不同應(yīng)變水平后的預(yù)應(yīng)變金屬有機(jī)涂層樣品2和夾具整體直接投放到自然大氣環(huán)境中進(jìn)行暴露試驗(yàn)。試驗(yàn)后，可以根據(jù)研究者的需要選擇失光、變色、生銹、起泡、長霉、泛金、開裂、脫落等指標(biāo)進(jìn)行外觀評價(jià)，也可以通過其他理化性能檢測來評估金屬有機(jī)涂層的其他性能變化。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以定量地控制金屬有機(jī)涂層樣品表面的涂層應(yīng)變，使金屬有機(jī)涂層樣品在環(huán)境試驗(yàn)中的條件與實(shí)際服役環(huán)境更為接近，得到更為準(zhǔn)確的環(huán)境適應(yīng)性評價(jià)結(jié)果。
權(quán)利要求
1.ー種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，其特征在于該方法的步驟是 ⑴金屬有機(jī)涂層樣品的制備 制備兩端有孔(3)、便于彎曲的窄條形金屬有機(jī)涂層樣品(2)，并在金屬有機(jī)涂層樣品(2)的中心刻畫沿長度方向的原始標(biāo)注線(5)，原始標(biāo)注線(5)的長度不超過Imm; ⑵在金屬有機(jī)涂層樣品(2)上施加預(yù)應(yīng)變 2.I通過三點(diǎn)彎曲法對窄條形金屬有機(jī)涂層樣品(2)進(jìn)行預(yù)彎曲，使之形成ー個(gè)弓形； 2.2然后將金屬有機(jī)涂層樣品(2)放置在一個(gè)夾具上，該夾具將金屬有機(jī)涂層樣品(2)保持成之前形成的弓形，同時(shí)可以連續(xù)調(diào)節(jié)弓形金屬有機(jī)涂層樣品(2)跨度的尺寸； ⑶用讀數(shù)顯微鏡(11)觀察并測量原始標(biāo)注線(5)在金屬有機(jī)涂層樣品(2)表面沿長度方向的變化值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，其特征在于保持金屬有機(jī)涂層樣品(2)成弓形的夾具包括螺紋桿出)、固定夾塊(8)、活動(dòng)夾塊(7)和螺帽(9)，在螺帽(9)、固定夾塊(8)、金屬有機(jī)涂層樣品(2)兩端的孔(3)和活動(dòng)夾塊(7)之間穿過螺紋桿出)，金屬有機(jī)涂層樣品(2)的兩端抵在固定夾塊(8)和活動(dòng)夾塊(7)之間，活動(dòng)夾塊(7)可以沿固定夾塊(8)的伸出臂(10)在水平方向上滑動(dòng)，通過連續(xù)調(diào)節(jié)螺紋桿(6)的螺帽(9)來控制弓形金屬有機(jī)涂層樣品(2)的跨度的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明是一種金屬有機(jī)涂層環(huán)境試驗(yàn)中樣品預(yù)應(yīng)變的方法，本方法通過機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)在金屬有機(jī)涂層樣品上連續(xù)加載和施加預(yù)應(yīng)變，并通過原始標(biāo)定和顯微觀察的方法測量應(yīng)變量的大小，然后將施加不同應(yīng)變水平的金屬有機(jī)涂層樣品放入加速老化試驗(yàn)箱或自然環(huán)境中進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)，最終，通過金屬有機(jī)涂層防護(hù)性能的檢測來評價(jià)涂層應(yīng)變和老化因素共同作用。該試驗(yàn)方法適用于模擬涂層服役過程中遭受各類應(yīng)力或應(yīng)變的情況，為研究涂層在受載或變形條件下的環(huán)境耐老化性能提供了試驗(yàn)手段。
文檔編號G01N19/04GK102692378SQ20121015701
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者劉明, 孫志華, 張曉云, 蔡健平, 駱晨 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院