Образец для определения энергии адгезионного разрушения Советский патент 1989 года по МПК G01N19/04 

Фиг.1

, Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для количественной оценки энергии адгезионного разрушения по границе раздела фаз слоистых композиционных материалов и клеевых композиций.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов определения энергии адгезионного разрушения путем реализации строго адгезионного типа разрушения соединения, а также снижение длительности ис- пытаний образца путем исключения проведения дополнительных испытаний для выбора угла наклона оси зоны непроклея .

На фиго представлена схема образца и устройство для его испытания; на фиг.2 - экспериментальные зависимости давления жидкости (а) и газа (б) от соотношения Ь/а, где а - большая полуось эллипса, а, b - малая полуось эллипса.

Образец содержит жесткую подложку 1 со сквозным отверстием 2 и нанесан ный на подложку слой адгезива 3. На поверхности раздела фаз подложка - адгезив сформирована зона 4 непрокле в виде эллипса, центр пересечения осей которого совпадает с центром отверстия в подложке, а отношение полуосей эллипса имеет вид 0,8 Ь/а ,0 (фиг„1).

Повышение достоверности получае- ьых результатов достигается за счет того, что в условиях воздействия давления (3 в полости, представляющей зону непроклея в виде эллиптической тре1дины с соотношением полуосей 0,8 Ь/а -«с 1,0, началу быстрого динамического разрушения предшествует медленное, стабильное подрастание вдоль малой оси эллипса, в процессе которого трещина стремится к круговой с диаметром 2а, а энергия Уд адгезионного разрушения оказьша- ется независящей от длины трещины и вычисляется по формуле

f. Sl|...,

где С - давление жидкости или воздуха в полости зоны непроклея;

- коэффициент Пуассона;

Е - модуль упругости слоя адгезива;

а -.половина большой оси эллипса

b - половииа малой оси эллипса

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Кроме того, возможность реализации медленного, устойчивого подрастания трещины позволяет осуществить строго адгезионный тип отрыва как под действием жидкости, так и воздушной среды, что дает возможность сравнить среды по их агрессивному воздействию на адгезионную связь границы раздела фаз (фиг.2). Это также повышает достоверность получаемых результатов.

Устройство для испытания предлагаемого образца состоит из двух зажимных дисков 5 и 6, между которыми устанавливается испытуемый образец. Нижний зажимной диск 5 имеет штуцер

7для подвода к образцу жидкости под давлением, измеряемым датчиком

8давления.

Энергия адгезионного разрушения на предлагаемом образце определяется следующим образом.

Подают жидкость или газовую среду под повьш аемым давлением, измеряемым датчиком 8 давления, через штуцер 7 на границу раздела адгезив 3 - подложка 1„ При этом страгивается и на- чикает расти трешина по границе раздела фаз адгезив - субстрат. При повышении давления происходит остановка процесса разрушения. Последовательные этапы повышения до момента начала разрушения и понижения давления до его остановки с регистраци ей давления по датчику 8 дают возможность определения с высокой степенью достоверности за счет получения на одном образце нескольких значений JCa .

I

Образец испытьшают следующим образом.

В качестве жидкой среды используется дистиллированная вода, в качестве адгезива - акрилатный клей„ Материалом подложки служит сталь Ст.З Экспериментально полученные величины энергии адгезионного разрушения составляют: У 25 Н/м воздуха 54 м/м. Наилучшая воспроизводимость результатов получена при толщине адгезива 5 Э За. Кроме того, микроскопическое исследование поверхности подложки после разрушения образца воздушной средой показывает отсутствие слоев полимера, т.е. реализацию строго адгезионного типа разрушения .

ормула

5

изо

15

бретения

Образец для определения энергии адгезионного разрушения, выполненный в виде жесткой подложки со сквозным отверстием и слоя адгезива, нанесенного на поверхность подложки, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности результатов определения знергии адгезионного разрушения, поверхность раздела

1516904

фаз подложка - адгезнв выполнена с зоной непроклея в форме эллипса,центр пересечения осей которого сорпадает с центром отверстия в подложке, а соотношение полуосей выбрано в диапазоне

0,8 ё 1,0

а

10

где а b

-большая полуось эллипса;

-малая полуось эллипса.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности результатов определения энергии адгезионного разрушения путем реализации строго адгезионного типа разрушения соединения, а также сокращение длительности испытаний образца путем исключения проведения дополнительных испытаний для выбора угла наклона оси зоны непроклея. Для достижения этой цели в образце, содержащем жесткую подложку 1 со сквозным отверстием 2 и нанесенным на нее одгезивом 3, на поверхности раздела фаз сформирована зона 4 непроклея в виде эллипса, центр пересечения осей которого совпадает с центром отверстия в подложке, а отношение полуосей эллипса имеет вид 0,8≤B/A*981,0, где A - большая полуось эллипса, B - малая полуось эллипса. Энергию γ_A адгезионного разрушения определяют с учетом следующих величин: σ - давление жидкости или воздуха в полости зоны непроклея

ν - коэффициент Пуассона слоя адгезива

E - модуль упругости слоя адгезива

A - половина большой оси эллипса

B - половина малой оси эллипса. 2 ил.

V.

-6

г-гв

,f

q 0,8 0,9 Фиг. 2

X

S/ff