Способ испытания адгезионных соединений Советский патент 1990 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использо-. вано для оценки энергии адгезионного разрушения при воздействии поверхностно- активных жидких сред на границе раздела фаз адгезионных соединений на основе слоистых композиционных материалов, лакокрасочных покрытий и клеевых соединений,

Цель изобретения - повышение информативности путем получения зависимости адгезионных свойств границы раздела от степени деформации подложки и точности за счет обеспечения устойчивого развития

трещин.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - зависимость знергии адгезионного разрушения от деформации подложки. , Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из двух зажимных дисков 1 и 2. Нижний зажимной диск 2 имеет штуцер 3 для подвода жидкости, деформирующей подложку. Штуцер 4 зажимного диска 2 служит для подачи поверхностно-активной жидкости поддавлением через силь- фон 5, к седлу 6 которого герметично привинчен испытуемый образец. Датчики 7 и 8 служат соответственно для контроля давления, по которому определяется деформация подложки и, нагрузки в момент начала процесса разрушения границы раздела фаз испытуемого образца.

Способ осуществляют следующим образом.

Для осуществления способа берут образцы в виде металлических дисков с выпол- ненными в центре отверстиями, на поверхности каждого из них устанавливают строго по центру образца пленочную накладку из антиадгезионного материала в виде диска, имитирующую трещину на границе раздела фаз испытуемого образца. а затем на поверхности образцов с накладками наносят клеевой или лакокрасочный

ел со ел

VI Сл5 СП

состав. После окончания процесса полимеризации на подложки поочередно воздействуют давлением жидкости, При этом подложки деформируются, причем поле растягивающих напряжений, возникающих в подложке, убывает от центра к периферии, что приводит к устойчивому развитию трещин. Давление жидкости повышают до значений, соответствующих требуемым значениям величин деформации подложки. Степень деформации изменяют от образца к образцу и разрушают каждый образец путем подачи в устья сформированных трещин поверхностно-активной жидкой среды под давлением, фиксируют нагрузку в моменты начала процесса разрушения границы раздела фаз образцов (в моменты страгивания трещин) и определяют зависимость энергии адгезионного разрушения от степени деформации образцов.

В этом случае, имея тарировочную зависимость перемещения точек основной поверхности, полученную, например, тен- зометрическим методом, от величины давления, деформирующего подложку образца, можно реализовать заданные деформации границы раздела фаз адгезии-подложка, повышая давление до соответствующих значений,

Регистрация нагрузки Ркр, создаваемой поверхностно-активной жидкой средой в ус- тьесформированной трещины в момент образования новой поверхности, необходима для оценки энергии уа адгезионного разрушения

30-1) Ркр . 32Е

г

3

h

где V- коэффициент Пуассона клеевого состава;

Е - модуль упругости клеевой композиции;

г - радиус сформированной трещины:

h - толщина клеевой композиции.

Энергия адгезионного разрушения выбрана в качестве критерия оценки прочностных свойств границы раздела фаз адгезионного соединения, так как эта величина согласно современным принципам механики разрушения наиболее объективно определяет работоспособность и надежность конструкций.

П р и м е р . На фиг. 2 представлены экспериментально полученные результаты зависимости энергии адгезионного разрушения соединений: сталь ст.З - клей УП-5- 233-1 .(кривая 1) и сталь ст.З - клей

Спрут-9м (кривая 2), от степени деформации подложки. Толщина подложки 1000 мкм, толщина адгезива 1500 мкм. Диаметр образца составлял 0,12 м, диаметр

сформированной трещины 6000 мкм. Воздействуя давлением жидкости через штуцер, деформировали образцы. При этом деформацию основной поверхности на контуре сформированной трещины рассчитывали по тарировочным кривым зависимости, перемещения точек основной поверхности от давления Р, деформирующего подложку. Как показали эксперименты, выполненные тензометрическим методом, в

данном случае перемещения на контуре сформированной трещины в меридиональном и радиальном направлениях практически одинаковы:

20

e/z е г.

Анализчприведенных на фиг, 2 зависимостей указывает, что, если подложка в процессе эксплуатации испытывает относи- 5 тельные деформации до 0,3%, предпочтительней использовать композицию УП-5-233-1, в этом случае адгезионное соединение имеет более высокий уровень энергии адгезионного разрушения. Если же 0 относительная деформация подложки может превысить значение 0,33 %, необходимо использовать композицию. Спрут-9м, адгезионные связи которой лучше сопротив- ЛЯ.ЮТСЯ напряженному состоянию основной 5 металлической поверхности.

Формула изобретения Способ испытания адгезионных соединений, заключающийся а .том, что в аналогичных соединениях, выполненных в виде 0 подложек и нанесенных на них- покрытий, формируют начальные трещины, в устья которых подают поверхностно-активную жидкую среду под давлением, увеличивают его до разрушения соединений и по величине 45 этого давления судят об адгезии, отлича- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения информатив.ности путем получения зависимости адгезионных свойств границы раздела от степени деформации подложки и 50 точности за счет обеспечения устойчивого развития трещин, до подачи в устья трещин поверхностно-активной жидкой среды на границе раздела фаз формируют поле растягивающих напряжений, убывающих от 55 центра к периферии, путем деформации каждой подложки односторонним давлением жидкости, а давление поверхностно-активной среды определяют в момент страгивания трещины.

аФ

О

0.2

0.3 ОЛ / фие.2

0.5 0,6 0,7

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для оценки адгезии слоистых композиционных материалов и адгезионных соединений на основе клеевых композиций. Целью изобретения является повышение информативности и точности путем получения зависимости адгезионных свойств границы раздела испытуемых адгезионных соединений от степени деформации поверхности подложки. Подложки одинаковых образцов, в которых на границе раздела фаз сформированы начальные трещины, подвергают деформации давлением жидкости, создавая в них поле растягивающих напряжений, убывающее от центра к периферии, на границу раздела фаз подают поверхностно-активную жидкую среду до разрушения покрытия, регистрируют давление поверхностно-активной жидкой среды в момент страгивания трещины и определяют энергию адгезионного разрушения. 2 ил.