這是一個專業且具體的問題。使用試驗機測試鋁蜂窩板復合膠黏劑的拉伸強度,通常采用“拉伸剪切強度測試"方法,有時也俗稱為“搭接剪切測試"。這是因為膠黏劑在實際應用中主要承受剪切力。下面將詳細說明測試的步驟、關鍵要點以及注意事項。
核心原理:
制備一個標準的、膠黏劑在中間的“夾心"式試樣,將其固定在萬能試驗機上,以恒定的速度施加拉伸力,直到膠層被破壞。通過記錄的最大載荷和膠黏劑的粘接面積,計算出拉伸剪切強度。
測試步驟詳解
第一步:試樣制備
這是測試成功最關鍵的一步。試樣制備的質量直接決定測試結果的準確性。
1.選擇基材:
必須與鋁蜂窩板實際使用的材料一致,通常是鋁合金板(例如6061或2024合金)。
基材的表面處理狀態(如陽極氧化、噴砂、化學轉化等)也應與實際生產一致。
2.試樣形狀和尺寸:
標準形狀為“單搭接"結構。最常見的設計是兩個長方形的金屬片,在一端通過膠黏劑重疊粘接在一起。
尺寸需遵循相關標準(如ASTMD1002、ISO4587或GB/T7124)。一個典型的尺寸例子是:
金屬片長度:100mm
金屬片寬度:25mm
金屬片厚度:1.5-2.0mm(厚度要足夠,確保測試中不變形)
搭接長度:12.5mm(這是關鍵尺寸,必須精確控制)
膠層厚度:需要嚴格控制,通常使用直徑為0.1mm或0.2mm的金屬絲或玻璃微珠作為墊片,放在搭接區兩端,固化后取出。
3.制備過程:
表面清潔:使用丙酮、乙醇等溶劑清洗金屬片粘接區域,去除油污和灰塵。
涂膠:將混合均勻的膠黏劑均勻涂布在規定的搭接區域內。
組裝:將另一片金屬片對齊壓上,確保搭接長度精確。使用夾具固定,并擠壓出多余的膠瘤。注意:不能將膠擠干,要保證膠層完整。
固化:嚴格按照膠黏劑廠商推薦的固化條件(溫度、壓力、時間)進行固化。
養護:固化完成后,試樣應在標準實驗室環境(如23±2°C,50±10%相對濕度)下放置一定時間(通常24小時)再進行測試。
數量:每組測試至少準備5個有效試樣。
第二步:測試設備與設置
1.試驗機:萬能材料試驗機,量程選擇合適(通常1kN到10kN即可)。
2.夾具:使用專用的自緊式楔形夾具或液壓平推夾具。這能確保在拉伸過程中,試樣受力對齊,避免產生額外的彎矩。
3.設置參數:
加載速度:根據標準設定,通常為1-2mm/min的恒定速度。速度過快或過慢都會影響結果。
數據采集:設置好采集載荷和位移數據的頻率。
第三步:測試過程
1.測量試樣:精確測量每個試樣的搭接區域的寬度和長度,計算粘接面積(A)。
2.裝夾試樣:將試樣對稱地裝入上下夾具中,確保試樣的縱軸與拉力方向保持一致,減少偏心加載。
3.開始測試:啟動試驗機,開始勻速拉伸。設備會自動記錄載荷-位移曲線。
4.破壞觀察:持續加載直至膠層發生破壞。記錄試樣的破壞模式(見下文)。
5.記錄最大載荷(Fmax):試驗機軟件會直接給出破壞時的最大載荷值。
關鍵注意事項
對齊至關重要:任何微小的不對中都可能產生剝離應力,導致結果偏低。
控制膠層厚度:膠層厚度對強度有顯著影響,必須保持一致。
表面處理一致性:所有試樣的表面處理工藝必須相同。
環境控制:溫度和濕度對高分子膠黏劑的性能有影響,測試應在標準溫濕環境下進行。
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