一種層狀金屬復合材料界面剝離強度測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，屬于復合材料測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]層狀金屬復合材料是指利用復合技術(shù)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(xiàn)牢固結(jié)合而制成的一種新型復合材料。界面結(jié)合強度是衡量層狀金屬復合材料質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標。目前，表征界面結(jié)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(jié)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(jié)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(fā)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(jié)合強度，而且可以用來分析剝離過程中界面結(jié)合的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的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(diào)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(shù)據(jù)并生成曲線；由剝離強度進一步精確定量地表征界面的結(jié)合強度，及分析剝離過程中界面結(jié)合的均勻性。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]所述的顯示與控制模塊可以同時控制和調(diào)節(jié)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(shù)值隨時間生成曲線顯示出來。
[0010]本實用新型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。
[0011]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(cè)，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(diào)節(jié)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(shù)據(jù)并生成曲線。
[0012]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(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)并生成曲線。剝離完成后，去除剝離開始后Icm和結(jié)束前Icm位移的強度數(shù)據(jù)，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。
[0013]本實用新型的層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，可以方便地調(diào)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(shù)據(jù)并生成曲線。通過本實用新型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(yōu)異，分析界面復合的均勻性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的剝離強度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]主要附圖標記:
[0016]I豎直光軸2豎直滾珠絲杠
[0017]3豎直滑臺及連接件4緊固螺栓
[0018]5拉力傳感器6連接軸
[0019]7夾具8螺栓
[0020]9墊片10水平滑臺
[0021]11伺服電機12水平光軸
[0022]13水平滾珠絲杠14顯示與控制面板
[0023]15試驗箱16開關(guān)
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，本實用新型的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；運動模塊包括水平位移裝置和豎直位移裝置，豎直位移裝置包括豎直光軸1、豎直滾珠絲杠2、豎直滑臺及連接件3和伺服電機，水平位移裝置包括水平滑臺10、伺服電機11、水平光軸12、水平滾珠絲杠13和連接件。
[0025]測力模塊包括拉力傳感器5和連接件，拉力傳感器可以精確地測量并記錄剝離過程中的拉力值。拉力傳感器5通過緊固螺栓4固定在豎直滑臺上與豎直運動模塊相連，向下通過連接軸6與夾具7連接，可控制夾具7的上下位移并記錄拉力傳感器5的數(shù)值。水平位移裝置平放在試驗箱15上，樣品固定平臺設置在水平位移裝置的水平滑臺1上，在水平滑臺10上設有兩個固定裝置，通過螺栓8和墊片9可以固定試樣；顯示與控制模塊安裝于試驗箱15中，顯示與控制面板14嵌在試驗箱15上，水平位移裝置、豎直位移裝置和拉力傳感器5分別通過線路與顯示與控制模塊連接。
[0026]夾具7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。顯示與控制模塊可以同時控制和調(diào)節(jié)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5測量的數(shù)值隨時間生成曲線顯示出來。
[0027]在測試時，先打開開關(guān)16，準備層狀金屬復合材料(如銅包鋁薄帶)約20cm，用小刀剝開一側(cè)，將基體材料通過螺栓8和墊片9固定在滑臺10上，用顯示與控制面板14調(diào)節(jié)滑臺10與夾具7的位置，用夾具7夾緊剝開的外金屬層，使外金屬層與基體呈90°。然后通過顯示與控制面板14調(diào)節(jié)水平位移和垂直位移裝置，使其速度相等，并同時開始位移。
[0028]夾具7隨著位移將外金屬層逐漸剝離，在此過程中，外金屬層與基體一直呈90°剝離，拉力傳感器5 —直記錄數(shù)值，并生成曲線顯示在顯示與控制面板14上。剝離完成后，去除剝離開始后Icm和結(jié)束前Icm位移的強度數(shù)據(jù)，計算生成平均剝離強度。通過觀察曲線也可以分析試樣界面復合的均勻性。
[0029]本實用新型裝置可以方便地調(diào)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，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(yōu)異，分析界面復合的均勻性。
【主權(quán)項】
1.一種層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，其特征在于: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；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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，其特征在于: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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，其特征在于:所述的測力模塊包括拉力傳感器和連接件，拉力傳感器通過連接件固定在豎直位移裝置的滑臺上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，其特征在于:所述的夾具為手動平口夾具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，其特征在于: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。
【專利摘要】本實用新型涉及一種層狀金屬復合材料界面剝離強度的測試裝置，屬于復合材料測試技術(shù)領(lǐng)域。該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；運動模塊包括水平位移裝置和豎直位移裝置，樣品固定平臺設置在水平位移裝置的滑臺上，夾具通過連接軸安裝在測力模塊下方，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，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。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，準確地測試層狀金屬復合材料界面的剝離強度，表征界面復合性能的優(yōu)異，分析界面復合的均勻性。
【IPC分類】G01N19-04
【公開號】CN204405516
【申請?zhí)枴緾N201420847158
【發(fā)明人】董勇軍, 解浩峰, 黃純德, 王建偉, 高義斌, 畢虎才, 彭麗軍, 楊振
【申請人】國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院, 北京有色金屬研究總院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月26日