СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТОДОМ ОТРЫВА ЛИПКОЙ ЛЕНТЫ Российский патент 2025 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к неразрушающему способу измерения адгезии, и предназначено для исследования адгезионных свойств поверхности материалов.

Известен способ определения адгезии методом отрыва (ГОСТ 32299 -2013 (ISO 4624:2002)). Способ заключается в том, что на пластинки для испытаний одинаковой толщины и текстуры наносят испытуемый материал. Цилиндрические заготовки приклеивают непосредственно к поверхности с помощью клея. Склеенные образцы после затвердевания клея испытывают на отрыв, измеряя усилие, необходимое для отрыва покрытия от поверхности. Результатом испытания является усилие отрыва, необходимое для нарушения адгезии в испытуемом покрытии.

Недостатком указанного метода является то, что он разработан для испытания адгезии лакокрасочных покрытий и является разрушающим методом. К тому же метод позволяет определить усредненное значение адгезии всей поверхности испытуемого образца.

Известен способ определения адгезии нанесенного на твердое основание диэлектрического слоя (патент RU 2406076 С1; МПК G01N 19/04 (2006/01)). На этапе подготовки в образце выполняют паз и несколько перпендикулярных пазу сквозных надрезов. Диэлектрический слой прорезают в направлении сквозных разрезов до металлического основания, фрагмент образца, расположенный между сквозными надрезами, отламывают от основания и, перемещая фрагмент в противоположную пазу сторону, отделяют диэлектрический слой от основания. За результат измерения принимают минимальное значение измеренного усилия отрыва диэлектрического слоя по длине образца.

Недостатками указанного способа являются: 1) способ является разрушающим; 2) не позволяет определить адгезию свободной поверхности диэлектрического слоя; 3) применяется только для оценки прочностных свойств изделия.

Известен метод испытаний для измерения прочности адгезии методом клейкой ленты (стандарт ASTM D 3359 - 02). На пленке выполняется крестообразный надрез, либо решетка из шести или семи надрезов до подложки. На них накладывается, а затем отрывается клейкая лента. Прочность адгезии определяется в количественном отношении по пятибалльной шкале: 0-5, либо сравнительным анализом с описанием и рисунками.

Недостатками метода являются: 1) адгезия определяется непосредственно в месте проведения испытания; 2) невозможность получения количественной характеристики адгезии.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения адгезии пленки к подложке (патент RU 2421707 С1; МПК G01N 19/04; (2006.01)), который относится к области испытания материалов. Способ включает операции подготовки образца, приложения отрывающей нагрузки к покрытию, путем подачи равномерного внутреннего давления рабочей среды, наблюдения за отрывом покрытия от подложки и определения прочности сцепления. Наблюдают за изменением давления и диаметра образуемого купола пленки по мере подачи давления рабочей среды. Замеряют изменение диаметра основания купола в процессе отслаивания покрытия. За результат принимают напряжение сцепления, характеризующее прочность сцепления образца с подложкой.

Недостатками способа являются: 1) способ является разрушающим; 2) необходимость предварительной подготовки образца в виде формирования отверстия в подложке путем местного удаления материала подложки до покрытия; 3) адгезия определяется в непосредственном месте проведения испытаний и не дает адекватной картины адгезионных свойств всего образца; 4) вероятность повреждения образца при формировании отверстия, 5) за результат принимают напряжение сцепления, которое рассчитывается косвенным методом по рабочему давлению и изменению диаметра основания купола.

Предлагается неразрушающий способ определения показателя адгезии материала как по всей его поверхности, так и в каждой точке исследуемой области путем отрыва с постоянной скоростью v под углом 90 градусов предварительно приклеенной к поверхности липкой ленты (фиг. 1). За показатель адгезии принимается усилие отрыва Fa.

Для осуществления предлагаемого способа на поверхность исследуемого образца накладывается липкая лента так, что один ее край оставляем свободным. Лента разглаживается ракелем с фетровым лезвием (фиг. 2) при небольшом усилии так, чтобы между лентой и поверхностью не было воздушных пузырьков. Для обеспечения равномерности прижатия липкой ленты к поверхности, образец с наклеенной липкой лентой помещается под опорные плиты пресса с приклеенными к ним резиновыми прокладками и снабженного измерителем давления (фиг. 3). Для обеспечения воспроизводимости и сравнимости результатов при испытаниях величины сила прижатия и время выдержки под прессом фиксированы. Подготовленный образец устанавливается в держатель и свободный конец ленты фиксируется в устройстве измерения усилия, например, тензометрического датчика силы. Производится отрыв липкой ленты от поверхности образца с постоянной скоростью фиксируя усилие F отрыва, через одинаковые промежутки времени до полного отрыва ленты от поверхности образца. По результатам испытания строится зависимость усилия отрыва от времени t (фиг. 4). Полученная зависимость позволяет определить показатель адгезии в каждой области образца вдоль приклеенной ленты. За усредненный показатель адгезии принимается значение усилия отрыва ленты от поверхности соответствующее выходу зависимости F=f(t) на плато. Используя несколько параллельно приклеенных липких лент имеется возможность получения трехмерной картины распределения адгезии по всей поверхности образца.

В качестве примера реализации предложенного способа представлен результат измерения адгезии поверхности нефольгированного стеклотекстолита марки FR-4. В качестве липкой ленты использовалась полиимидная клейкая лента «RageX», шириной 15 мм. Клейкая лента разглаживалась ракелем с фетровым лезвием (фиг. 2), прижималась к поверхности с помощью ручного пресса с величиной силы прижатия 2000 Н и временем выдержки под прессом 30 с. (фиг 3). Образец фиксировался на подвижном столике, при движении которого сохранялся угол отрыва 90 градусов. Свободный конец липкой ленты при помощи зажима фиксировался к неподвижному тензометрическому датчику силы. В процессе движения столика с постоянной скоростью снимались показания с датчика силы F через одинаковые промежутки времени 0,3 с. Результат эксперимента представлен на фиг. 4 Усредненный показатель адгезии исследуемой поверхности составил величину Fa=5,8 Н, что соответствует значению усилия отрыва липкой ленты, соответствующее выходу полученной зависимости F=f(t) на плато.

Предложенный способ позволяет исследовать адгезию широкого круга различных поверхностей и подложек, а также проводить исследования изменения адгезии с течением времени и под действием различных внешних факторов, например, температуры, влажности и др.

Изобретение относится к неразрушающему способу измерения адгезии и предназначено для исследования адгезионных свойств поверхности материалов. Предлагается неразрушающий способ определения показателя адгезии материала как по всей его поверхности, так и в каждой точке исследуемой области путем отрыва с постоянной скоростью v под углом 90 градусов предварительно приклеенной к поверхности липкой ленты. За показатель адгезии принимается усилие отрыва Fa. Для осуществления предлагаемого способа на поверхность исследуемого образца накладывается липкая лента и разглаживается ракелем с фетровым лезвием при небольшом усилии. Для обеспечения равномерности прижатия образец с наклеенной липкой лентой помещается под опорные плиты пресса, снабженного измерителем давления. Подготовленный образец устанавливается в держатель и свободный конец ленты фиксируется в устройстве измерения усилия. Производится отрыв липкой ленты от поверхности образца с постоянной скоростью, фиксируя усилие F отрыва через одинаковые промежутки времени до полного отрыва ленты от поверхности образца. По результатам испытания строится зависимость усилия отрыва от времени t. За усредненный показатель адгезии принимается значение усилия отрыва ленты от поверхности, соответствующее выходу зависимости F=f(t) на плато. Технический результат: возможность определить показатель адгезии в каждой области образца вдоль приклеенной ленты. 4 ил.

Способ определения адгезии поверхности методом отрыва липкой ленты от поверхности образца, отличающийся тем, что на поверхность исследуемого образца накладывается липкая лента и разглаживается ракелем с фетровым лезвием, образец помещается под опорные плиты пресса для обеспечения равномерности прижатия липкой ленты к поверхности, затем устанавливается в держатель и свободный конец ленты фиксируется в устройстве измерения усилия отрыва, производится отрыв липкой ленты от поверхности образца с постоянной скоростью и фиксируется усилие отрыва через одинаковые промежутки времени, строится зависимость усилия отрыва от времени, которая позволяет определить показатель адгезии в каждой области образца вдоль приклеенной ленты, за усредненный показатель адгезии принимается значение усилия отрыва ленты от поверхности, соответствующее выходу полученной зависимости на плато.