[发明专利]一种层状金属复合材料界面剥离强度测试装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置和方法，属于复合 材料测试技术领域。

背景技术

层状金属复合材料是指利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能 不同的金属在界面上实现牢固结合而制成的一种新型复合材料。界面结合强度是衡 量层状金属复合材料质量优劣的重要指标。目前，表征界面结合强度的方法主要有 剪切强度测试法、弯曲试验法和冲击试验法等。弯曲试验和冲击试验只能定性地评 价层状复合材料的结合性能。剪切强度测试是指用静压缩力或静拉伸力，通过相应 的试验装置，使平行于试验力方向的基材与复材的结合面承受剪切力直至分离，以 测定其剪切强度。但当复合材料厚度非常薄时，很容易在覆层最薄弱位置发生弯曲 和断裂，影响测试精度，甚至使材料测试失败。剥离强度是指粘贴在一起的材料从 接触面进行单位宽度剥离时所需要的力。在材料覆层厚度较薄时，剥离强度可以精 确定量地表征界面的结合强度，而且可以用来分析剥离过程中界面结合的均匀性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新型剥离强度测试装置，该装置可以方便地调整 试样位置，准确地测试层状金属复合材料界面的剥离强度，记录分析数据并生成曲 线；由剥离强度进一步精确定量地表征界面的结合强度，及分析剥离过程中界面结 合的均匀性。

一种层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，主要包括测力模块、夹具、 样品固定平台、运动模块和显示与控制模块等；所述的运动模块包括水平位移装置 和竖直位移装置，所述的样品固定平台设置在水平位移装置的滑台上，所述的夹具 通过连接轴安装在测力模块下方，所述的测力模块通过连接件固定在竖直位移装置 的滑台上，显示与控制模块安装于试验箱中，所述的水平位移装置、竖直位移装置 和测力模块分别通过线路与显示与控制模块连接。

所述的水平位移装置和竖直位移装置，分别包括滑台、滚珠丝杠、光轴、伺服 电机和连接件等。

所述的测力模块包括拉力传感器和连接件等，拉力传感器通过连接件固定在竖 直位移装置的滑台上。拉力传感器可以精确地测量并记录剥离过程中的拉力值。

所述的夹具为手动平口夹具，可以有效地夹紧试样的外金属层，并使试样受力 均匀。

所述的样品固定平台位于水平位移装置的滑台上，滑台上设有固定装置，通过 螺栓与垫片固定样品。

所述的显示与控制模块可以同时控制和调节水平位移装置和竖直位移装置的 位移与速度，可以将拉力传感器测量的数值随时间生成曲线显示出来。

本发明还提供了利用上述装置进行层状金属复合材料界面剥离强度测试的方 法。

一种层状金属复合材料界面剥离强度的测试方法，包括如下步骤；将层状金属 复合材料用小刀剥开一侧，将基体材料通过螺栓和垫片固定在水平位移装置的滑台 上，用夹具夹紧剥开的外金属层，通过显示与控制模块调节水平位移装置的滑台与 夹具的位置，使外金属层与基体呈90°；然后通过显示与控制模块控制水平位移装 置和垂直位移装置，使它们以相同速度同时开始位移；由测力模块记录数据并生成 曲线。

该装置通过同时控制水平位置装置和垂直位移装置，使覆层与样品在实验过程 中一直呈90度角剥离，显示拉力传感器测量的数据，记录数据并生成曲线。剥离 完成后，去除剥离开始后1cm和结束前1cm位移的强度数据，计算得到平均剥离强 度。通过观察曲线也可以分析试样界面复合的均匀性。

本发明的层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置和方法，可以方便地调整 试样位置，准确地测试层状金属复合材料界面的剥离强度，记录分析数据并生成曲 线。通过本发明测试装置和方法可计算生成复合材料界面平均剥离强度，表征界面 复合性能的优异，分析界面复合的均匀性。

附图说明

图1是本发明的剥离强度测试装置的结构示意图。

图2是本发明的剥离强度测试装置的实体结构示意图。

主要附图标记：

1竖直光轴2竖直滚珠丝杠

3竖直滑台及连接件4紧固螺栓

5拉力传感器6连接轴

7夹具8螺栓

9垫片10水平滑台

11伺服电机12水平光轴

13水平滚珠丝杠14显示与控制面板

15试验箱16开关

具体实施方式