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膠黏劑拉伸剪切強度的試驗方法
膠黏劑是通過界面的黏附和內(nèi)聚等作用,能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機的或無機的一類物質(zhì),統(tǒng)稱為膠黏劑,又叫黏合劑,習(xí)慣上簡稱為膠。簡而言之,膠黏劑就是通過黏合作用,能使被黏物結(jié)合在一起的物質(zhì)?!澳z黏劑"是通用的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語,亦包括其他一些膠水、膠泥、膠漿、膠膏等。
一、實驗原理
試樣為單搭接結(jié)構(gòu),在試樣的搭接面上施加縱向拉伸剪切力,測定試樣能承受的最大負荷。搭接面上的平均剪應(yīng)力為膠粘劑的金屬對金屬搭接的拉伸剪切強度,單位為 MPa。
二、實驗裝置及試樣
1)試驗機:使用的試驗機應(yīng)使試樣的破壞負荷在滿標(biāo)負荷的(15~85)%之間。試驗機的力值示值誤差不應(yīng)大于1%。試驗機應(yīng)配備一副自動調(diào)心的試樣夾持器,使力線與試樣中心線保持一致。試驗機應(yīng)保證試樣夾持器的移動速度在 (5±1) mm/min 內(nèi)保持穩(wěn)定。
2)量具:測量試樣搭接面長度和寬度的量具精度不低于 0.05 mm。
3)夾具:膠接試樣的夾具應(yīng)能保證膠接的試樣符合要求,在保證金屬片不破壞的情況下,試樣與試樣夾持器也可用銷、孔連接的方法,但不能用于仲裁試驗。
4)標(biāo)準(zhǔn)試樣的搭接長度是(12.5±0.5)mm,金屬片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm,試樣的搭接長度或金屬片的厚度不同對試驗結(jié)果會有影響。
5)建議使用 LY12-CZ 鋁合金、1Cr18Ni9Ti不銹鋼、45 碳鋼、T2 銅等金屬材料。
6)試樣數(shù)量不應(yīng)少于 5 個,仲裁試驗試樣數(shù)量不應(yīng)少于 10 個;對于高強度膠粘劑,測試時如出現(xiàn)金屬材料屈服或破壞的情況,則可適當(dāng)增加金屬片厚度或減少搭接長度,兩者中選擇前者較好。
測試時金屬片所受的應(yīng)力不要超過其屈服強度 σS ,金屬片的厚度 δ可按式( 11-12)計算:
δ=( L·τ) /σ S (11-12)式中:
δ——金屬片厚度;
L——試樣搭接長度;
τ——膠粘劑拉伸剪切強度;
σS ——金屬材料屈服強度(MPa)。
三、試樣制備
1)試樣可用不帶槽或帶槽的平板制備,也可單片制備。
2)膠接用的金屬片表面應(yīng)平整,不應(yīng)有彎曲、翹曲、歪斜等變形。金屬片應(yīng)無毛刺,邊緣保持直角。
3)膠接時,金屬片的表面處理、膠粘劑的配比、涂膠量、涂膠次數(shù)、晾置時間等膠接工藝以及膠粘劑的固化溫度、壓力、時間等均按膠粘劑的使用要求進行。
4)制備試樣都應(yīng)使用夾具,以保證試樣正確地搭接和精確地定位。
5)切割已膠接的平板時,要防止試樣過熱,應(yīng)盡量避免損傷膠接縫。
四、試驗條件
試樣的停放時間和試驗環(huán)境應(yīng)符合下列要求:
1)試樣制備后到試驗的最短時間為 16 h,最長時間為 30 d。
2)試驗應(yīng)在溫度為( 23±2)℃ 、相對濕度為( 45~55)%的環(huán)境中進行。
3)對僅有溫度要求的測試,測試前試樣在試驗溫度下停放時間不應(yīng)少于 0.5 h;對有溫度、濕度要求的測試,測試前試樣在試驗溫度下停放時間一般不應(yīng)少于 16 h。
五、實驗步驟
1)用量具測量試樣搭接面的長度和寬度,精確到 0.05 mm。
2)把試樣對稱地夾在上下夾持器中,夾持處到搭接端的距離為( 50± 1)mm
3)開動試驗機,在 (5±1) mm/min 內(nèi),以穩(wěn)定速度加載。記錄試樣剪切破壞的最大負荷,記錄膠接破壞的類型(內(nèi)聚破壞、粘附破壞、金屬破壞)。
六、試驗結(jié)果
對金屬搭接的膠粘劑拉伸剪切強度 τ按式( 11-13)計算,單位為 MPa。
τ= F /(b·l) (11-13)式中:
F——試樣剪切破壞的最大負荷;
b——試樣搭接面寬度;
l——試樣搭接面長度;
試驗結(jié)果以剪切強度的算術(shù)平均值、最高值、低值表示。取 3 位有效數(shù)字
上海保圣TA.XTC-18膠黏劑拉伸剪切強度試驗機是電子技術(shù)配合軟件技術(shù)與機械傳動相結(jié)合的新型材料試驗機,采用單空間結(jié)構(gòu),主要用于負荷低于10kN的材料試驗,結(jié)構(gòu)牢固,操作方便,維護簡單,是各工廠,企業(yè)進行力學(xué)檢測的理想試驗儀器。
TA.XTC-18膠黏劑拉伸剪切強度試驗機具有寬廣準(zhǔn)確的加載速度和測力范圍,對載荷、變形、位移的測量和控制有較高的精度和靈敏度,具有應(yīng)力、應(yīng)變、位移方式,可求出最大力值、抗拉強度、彎曲強度、壓縮強度、彈性模量、斷裂延伸率、屈服強度等參數(shù),適用于拉伸、壓縮、剝離、撕裂、剪切…等力學(xué)性能試驗及分析。