一种层状金属复合材料界面剥离强度测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，属于复合材料测试技术领域。
【背景技术】
[0002]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】
[0003]本实用新型的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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]本实用新型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。
[0011]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。
[0012]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Icm和结束前Icm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。
[0013]本实用新型的层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，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。通过本实用新型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】
[0014]图1是本实用新型的剥离强度测试装置的结构示意图。
[0015]主要附图标记:
[0016]I竖直光轴2竖直滚珠丝杠
[0017]3竖直滑台及连接件4紧固螺栓
[0018]5拉力传感器6连接轴
[0019]7夹具8螺栓
[0020]9垫片10水平滑台
[0021]11伺服电机12水平光轴
[0022]13水平滚珠丝杠14显示与控制面板
[0023]15试验箱16开关
【具体实施方式】
[0024]如图1所示，本实用新型的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；运动模块包括水平位移装置和竖直位移装置，竖直位移装置包括竖直光轴1、竖直滚珠丝杠2、竖直滑台及连接件3和伺服电机，水平位移装置包括水平滑台10、伺服电机11、水平光轴12、水平滚珠丝杠13和连接件。
[0025]测力模块包括拉力传感器5和连接件，拉力传感器可以精确地测量并记录剥离过程中的拉力值。拉力传感器5通过紧固螺栓4固定在竖直滑台上与竖直运动模块相连，向下通过连接轴6与夹具7连接，可控制夹具7的上下位移并记录拉力传感器5的数值。水平位移装置平放在试验箱15上，样品固定平台设置在水平位移装置的水平滑台1上，在水平滑台10上设有两个固定装置，通过螺栓8和垫片9可以固定试样；显示与控制模块安装于试验箱15中，显示与控制面板14嵌在试验箱15上，水平位移装置、竖直位移装置和拉力传感器5分别通过线路与显示与控制模块连接。
[0026]夹具7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。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5测量的数值随时间生成曲线显示出来。
[0027]在测试时，先打开开关16，准备层状金属复合材料(如铜包铝薄带)约20cm，用小刀剥开一侧，将基体材料通过螺栓8和垫片9固定在滑台10上，用显示与控制面板14调节滑台10与夹具7的位置，用夹具7夹紧剥开的外金属层，使外金属层与基体呈90°。然后通过显示与控制面板14调节水平位移和垂直位移装置，使其速度相等，并同时开始位移。
[0028]夹具7随着位移将外金属层逐渐剥离，在此过程中，外金属层与基体一直呈90°剥离，拉力传感器5 —直记录数值，并生成曲线显示在显示与控制面板14上。剥离完成后，去除剥离开始后Icm和结束前Icm位移的强度数据，计算生成平均剥离强度。通过观察曲线也可以分析试样界面复合的均匀性。
[0029]本实用新型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，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。
【主权项】
1.一种层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，其特征在于: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；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。
2.根据权利要求1所述的层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，其特征在于: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。
3.根据权利要求1所述的层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，其特征在于:所述的测力模块包括拉力传感器和连接件，拉力传感器通过连接件固定在竖直位移装置的滑台上。
4.根据权利要求1所述的层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，其特征在于:所述的夹具为手动平口夹具。
5.根据权利要求1所述的层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，其特征在于: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。
【专利摘要】本实用新型涉及一种层状金属复合材料界面剥离强度的测试装置，属于复合材料测试技术领域。该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；运动模块包括水平位移装置和竖直位移装置，样品固定平台设置在水平位移装置的滑台上，夹具通过连接轴安装在测力模块下方，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，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。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，准确地测试层状金属复合材料界面的剥离强度，表征界面复合性能的优异，分析界面复合的均匀性。
【IPC分类】G01N19-04
【公开号】CN204405516
【申请号】CN201420847158
【发明人】董勇军, 解浩峰, 黄纯德, 王建伟, 高义斌, 毕虎才, 彭丽军, 杨振
【申请人】国网山西省电力公司电力科学研究院, 北京有色金属研究总院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月26日