試樣、其制備方法及確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬層狀復合材料試樣，所述金屬層狀復合材料試樣的制備方 法，以及確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的方法。
【背景技術】
[0002] 金屬層狀復合材料兼具組元材料的強度、耐腐蝕、導熱、導電等良好綜合性能，廣 泛應用于建筑、電力、汽車、航空、化工、炊具和家電等領域。金屬層狀復合材料界面結合質(zhì) 量的高低直接決定了材料的使用性能和使用壽命，因此有效、定量、準確評價界面結合強度 對于該種材料的開發(fā)及應用至關重要。
[0003] 現(xiàn)有對金屬層狀復合材料的界面結合強度一般是采用剪切試驗結果來評價，剪切 試驗方法為拉剪測試和壓剪測試。但由于試樣加工精度及其與模具的配合很難精確控制， 該方法對試樣界面的平直度要求也較高，因此通過該方法獲得的界面結合強度誤差較大。 另外，由于每個試樣的剪切面積較小，試驗結果的統(tǒng)計性也不強，并且需要大量的試樣來對 界面結合的穩(wěn)定性進行評價。
[0004] 通過剝離試驗可以有效地評價界面的結合質(zhì)量，一次剝離的面積較大，結果具有 較好的統(tǒng)計性，但剝離試驗只能測定界面的結合力，而無法確定界面的結合強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一目的是提供一種確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的方法，以解 決剪切試驗獲得的界面結合強度誤差較大、試驗結果的統(tǒng)計性也不強，并且需要大量的試 樣來對界面結合的穩(wěn)定性進行評價的技術問題。
[0006] 本發(fā)明的第二目的是提供一種金屬層狀復合材料試樣。
[0007] 本發(fā)明的第二目的是提供一種金屬層狀復合材料試樣的制備方法。
[0008] 為了實現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的 方法，其包括以下步驟：
[0009] 步驟1，將第一金屬層和第二金屬層通過乳制形成不同下壓量的金屬層狀復合材 料，通過剝離試驗確定不同下壓量的金屬層狀復合材料對應的剝離力;所述剝離力包括使 金屬層狀復合材料某一金屬層斷裂時的的力Fb,critical，以及對應的臨界下壓量R。；
[0010]步驟2,通過拉伸獲得發(fā)生斷裂金屬層材料的拉伸曲線，并將拉伸曲線轉換為真應 力-應變曲線如式1;
[0011] 〇clad = Ken (式1);
[0012] 在式1中，〇c；lad是發(fā)生斷裂金屬層材料的真應力強度值，K是硬化系數(shù)，η是材料的 硬化指數(shù)；
[0013] 乳制后發(fā)生斷裂金屬層材料的壓下量和應變的關系可以通過式2來表達，
[0014]
[0015] 設復層斷裂時界面結合強度的臨界值與復層斷裂強度相等，則可得出復層斷裂時 界面結合強度的臨界倌σΒ. critical 按式3計算，
[0016]
[0017]根據(jù)金屬層狀復合材料某一金屬層斷裂時對應的力FB,critlc；al結合式4可以計算出 剝離時界面分離的瞬時有效面積S，
[0018]
[0019] 步驟;i，不I」用步驟1〒犾侍的個冋卜壓重的?偶壇釈復合材料對應的剝離力以及瞬 時有效面積S，計算出與剝離力對應某一下壓量的金屬層狀復合材料的界面結合強度。
[0020] 本發(fā)明如上所述的確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的方法，進一步，步驟1 中，將第一金屬層和第二金屬層通過乳制形成不同下壓量的金屬層狀復合材料的具體過程 為，利用乳機對第一金屬層和第二金屬層進行一道下壓量為N的乳制，保留變形區(qū)試樣，該 試樣的壓下量包括了從〇到N%的變形狀態(tài)。
[0021] 本發(fā)明如上所述的確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的方法，進一步，所述壓 量為N大于臨界下壓量R。。
[0022] 為了實現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種金屬層狀復合材料試樣，其特征在于，所 述試樣包括第一金屬層和第二金屬層，該試樣的壓下量包括了從〇到N%的連續(xù)變形狀態(tài)。 [0023]為了實現(xiàn)上述第三目的，本發(fā)明提供一種金屬層狀復合材料試樣的制備方法，利 用乳機對第一金屬層和第二金屬層進行一道下壓量為N的乳制，保留變形區(qū)試樣，該試樣的 壓下量包括了從〇到N%的變形狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明的有益效果是：
[0025]本發(fā)明要通過邊界條件來獲得剝離試驗時的瞬時剝離面積，通過測得的力與瞬時 面積的比值來計算復合材料界面的剝離強度。本發(fā)明方法具有界面結合強度誤差較小、試 驗結果的統(tǒng)計性強的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實施例1中錯鋼試樣的剝離曲線，圖1的橫坐標為Displacement，縱坐 標為Load。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述。
[0028] 將第一金屬層和第二金屬層通過乳制形成不同下壓量的金屬層狀復合材料，通過 剝離試驗確定不同下壓量的金屬層狀復合材料對應的剝離力;但是剝離試驗無法給出界面 剝離強度而只能給出剝離力，本發(fā)明通過邊界條件來獲得剝離試驗時的瞬時剝離面積，通 過某一下壓量下測得的剝離力與瞬時面積的比值來計算對應條件下金屬層狀復合材料界 面的剝離強度。
[0029] 確定金屬層狀復合材料界面剝離強度的方法，其包括以下步驟：
[0030] 步驟1，將第一金屬層和第二金屬層通過乳制形成不同下壓量的金屬層狀復合材 料，通過剝離試驗確定不同下壓量的金屬層狀復合材料對應的剝離力;所述剝離力包括使 金屬層狀復合材料某一金屬層斷裂時的的力Fb,critical，以及對應的臨界下壓量R。；
[0031]步驟2,通過拉伸獲得發(fā)生斷裂金屬層材料的拉伸曲線，并將拉伸曲線轉換為真應 力-應變曲線如式1;
[0032] oclad = Ken (式1);
[0033] 在式1中，~lad是發(fā)生斷裂金屬層材料的真應力強度值，K是硬化系數(shù)，η是材料的 硬化指數(shù)；
[0034] 乳制后發(fā)生斷裂金屬層材料的壓下量和應變的關系可以通過式2來表達，
[0035]
[0036]設復層斷裂時界面結合強度的臨界值與復層斷裂強度相等，則可得出復層斷裂時 界面結合強度的臨界值〇B,critical按式3計算，
[0037]
[0038] 根據(jù)金屬層狀復合材料某一金屬層斷裂時對應的力FB,critlc；al結合式4可以計算出 剝離時界面分離的瞬時有效面積S，
[0039]
[0040] 步驟3,利用步驟1中獲得的不同下壓量的金屬層狀復合材料對應的剝離力以及瞬 時有效面積S，計算出與剝離