一种涂层/基体材料界面结合强度的测量方法

摘要

本发明涉及表面工程和材料科学测量领域，特指一种用于涂层/基体材料界面结合强度的测量方法，包括如下步骤：(I)将被测基体固定；(II)在基体平面上涂布一层均匀的所述胶粘剂；(III)在涂布的所述胶粘剂上粘接用来施加载荷的器材——所述拉钩；(IV)转动所述刀盘，利用所述刀盘端面上的所述刀头去除多余的所述胶粘剂，刻画出一个圆形的涂层，取出所述刀盘；(V)在所述拉钩的一端施加拉伸载荷F，逐渐增大所施加的拉伸载荷F，直到刚好将圆形的涂层剥离为止，记此时施加在所述拉钩上的拉伸载荷F为FP。根据涂层与基体界面断开所对应的载荷FP除以涂层与基体的接触面积A，即此拉伸强度为其界面结合的拉伸强度。

权利要求

1.一种涂层/基体材料界面结合强度的测量方法，测量器材主要包括拉钩、刀盘、胶粘剂，所述刀盘上有刀头，所述刀头用螺钉固定，其特征在于，包括如下步骤：(I)将被测基体固定，选择一个有良好涂层的较大的基体平面用于测量；

(II)在选定的基体平面上涂布一层均匀的所述胶粘剂；

(III)在涂布的所述胶粘剂上粘接用来施加载荷的器材——所述拉钩；

(IV)将所述刀盘套入所述拉钩，所述刀盘的小圆柱孔与所述拉钩的小圆柱配合，所述刀盘的大圆柱孔与所述拉钩的大圆柱配合，调节所述刀盘端面上的所述刀头的刀尖恰好至所述刀盘的大圆柱孔的内圆柱面上，拧紧所述螺钉将所述刀头固定，转动所述刀盘，利用所述刀头去除多余的所述胶粘剂，并刻画出一个圆形的涂层，取出所述刀盘；

(V)在所述拉钩的一端施加拉伸载荷F，逐渐增大所施加的拉伸载荷F，直到刚好将圆形的涂层剥离为止，记此时施加在所述拉钩上的拉伸载荷F为FP；

令所述刀头刀尖到所述刀盘中心轴线的距离为半径R，根据涂层与基体界面断开所对应的载荷FP除以涂层与基体的接触面积A，即此拉伸强度为其界面结合的拉伸强度，记σ，计算公式为：2

σ＝FP/A＝FP/πR

据此，计算得到该涂层/基体材料界面的结合强度。

说明书

一种涂层/基体材料界面结合强度的测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及表面工程和材料科学测量领域，特指一种用于涂层/基体材料界面结合强度的测量方法。

背景技术

[0002] 在表面工程和材料科学中，广泛采用各种各样的涂层技术以达到防护基体材料或增强基体表面性能的目的。界面结合强度是涂层/基体材料体系中的一项重要力学性能指标。而表征与评价涂层/基体材料的界面结合强度又得依靠实验方法的测定。由于涂层/基体材料体系的多样性与复杂性，至今还没有形成适合于测量各类材料的界面结合强度的较准确和定量化的方法。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本发明提供一种涂层/基体材料界面结合强度的测量方法。

[0004] 本发明所采用的技术方案是：

[0005] 一种涂层/基体材料界面结合强度的测量方法，测量器材主要包括拉钩、刀盘、胶粘剂，所述刀盘上有刀头，所述刀头用螺钉固定，其特征在于，包括如下步骤：

[0006] (I)将被测基体固定，选择一个有良好涂层的较大的基体平面用于测量；

[0007] (II)在选定的基体平面上涂布一层均匀的所述胶粘剂(如环氧树脂)；

[0008] (III)在涂布的所述胶粘剂上粘接用来施加载荷的器材——所述拉钩；

[0009] (IV)将所述刀盘套入所述拉钩，所述刀盘的小圆柱孔与所述拉钩的小圆柱配合，所述刀盘的大圆柱孔与所述拉钩的大圆柱配合，调节所述刀盘端面上的所述刀头的刀尖恰好至所述刀盘的大圆柱孔的内圆柱面上，拧紧所述螺钉将所述刀头固定，转动所述刀盘，利用所述刀头去除多余的所述胶粘剂，并刻画出一个圆形的涂层，取出所述刀盘；

[0010] (V)在所述拉钩的一端施加拉伸载荷F，逐渐增大所施加的拉伸载荷F，直到刚好将圆形的涂层剥离为止，记此时施加在所述拉钩上的拉伸载荷F为FP。

[0011] 根据涂层与基体界面断开所对应的载荷FP除以涂层与基体的接触面积A，即此拉伸强度为其界面结合的拉伸强度，记σ，计算公式为：

[0012] σ＝FP/A

[0013] 令所述刀头刀尖到所述刀盘中心轴线的距离为半径R，于是有：

[0014] σ＝FP/A＝FP/πR2

[0015] 据此，计算得到该涂层/基体材料界面的结合强度。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 这种测量方法所需要的测量器材简单，测量过程简便，能够较准确和定量测量出界面结合的拉伸强度。

附图说明

[0018] 下面结合本发明的图形进一步说明：

[0019] 图1是本发明的测量的示意图。

[0020] 图2是所述拉钩的结构示意图。

[0021] 图3是所述刀盘的结构示意图。

[0022] 图中，1.基体，2.涂层，3.胶粘剂，4.拉钩，5.刀盘，6.刀头，7.螺钉。

具体实施方式

[0023] (I)将被测基体(1)固定，选择一个有良好涂层(2)的较大的基体平面用于测量；

[0024] (II)在选定的基体(1)平面上涂布一层均匀的所述胶粘剂(3)；

[0025] (III)在涂布的所述胶粘剂(3)上粘接用来施加载荷的器材——所述拉钩(4)；

[0026] (IV)将所述刀盘(5)套入所述拉钩(4)，所述刀盘(5)的小圆柱孔与所述拉钩(4)的小圆柱配合，所述刀盘(5)的大圆柱孔与所述拉钩(4)的大圆柱配合，调节所述刀盘(5)端面上的所述刀头(6)的刀尖恰好至所述刀盘(5)的大圆柱孔的内圆柱面上，拧紧所述螺钉(7)将所述刀头(6)固定，转动所述刀盘(5)，利用所述刀头(6)去除多余的所述胶粘剂(3)，并刻画出一个圆形的涂层，取出所述刀盘(5)；

[0027] (V)在所述拉钩(4)的一端施加拉伸载荷F，逐渐增大所施加的拉伸载荷F，直到刚好将圆形的涂层剥离为止，记此时施加在所述拉钩(4)上的拉伸载荷F为FP。

[0028] 令所述刀头(6)刀尖到所述刀盘(5)中心轴线的距离为半径R，根据涂层与基体界面断开所对应的载荷FP除以涂层与基体的接触面积A，即此拉伸强度为其界面结合的拉伸强度，记σ，计算公式为：

[0029] σ＝FP/A＝FP/πR2

[0030] 据此，计算得到该涂层/基体材料界面的结合强度。