本发明涉及一种超薄金属层状复合材料结合强度的测试装置及其评价方法。所述装置由上模冲、和下模座组成；所述上模冲设有凸起部分；所述下模座带有凹槽；将上模冲上带有凸起部分的一面向下，将下模座带有凹槽一面朝上，进行组装，上模冲上带有的凸起部分进入下模冲上的凹槽。其应用为：在层状金属复合材料一个面涂上胶，并将带有胶的一面粘贴于下模冲上；此时层状金属复合材料中的一条对称轴落在下模冲带有的凹槽上；得到待加热试样；待加热试样经低温胶粘处理后；将上模冲固定于压力实验机上；向下移动使得上模冲的凸起部分正对下模座的凹槽进行压缩，完成测试。本发明装置合理，测试方法简单，便于携带和应用。同时本发明还能用于一些特殊环境。
1.一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用，其特征在于：所述装置由上模冲和下模座组成；所述上模冲设有凸起部分；所述下模座带有凹槽；将上模冲上带有凸起部分的一面向下，将下模座带有凹槽一面朝上，进行组装，上模冲上带有的凸起部分进入下模座上的凹槽；下模座所带凹槽的宽度为5-10mm；槽深为槽宽的1-2倍；
上模冲上的凸起部分其凸起高度为下模座上的凹槽槽深的0.8-1倍；上模冲上，凸起部分的顶部为弧形；所述弧形的半径为2-3mm、圆心角度数为120-180度；上模冲凸起部分的宽度为下模座所带凹槽宽度的0.5-0.8倍；
取超薄层状金属复合材料，裁剪成圆形；所述超薄层状金属复合材料由n层金属层构成，且n层金属中至少有2层的密度不相同；所述超薄层状金属复合材料的厚度小于5毫米；
在层状金属复合材料一个面涂上胶，并将带有胶的一面粘贴于下模座上；此时层状金属复合材料中的一条对称轴落在下模座带有的凹槽上；得到待加热试样；
将步骤二所得试样加热至60-80℃并施加3-10KPa的压力，保温保压4-6小时；冷却；得到待测试样；
将上模冲固定于压力试验机上；向下移动使得上模冲的凸起部分正对下模座的凹槽进行压缩；此时试验机自动记录上冲模的位移和载荷；当层状材料翘起、完全分离，压力试验机工作停止；
将步骤四记载的位移和载荷绘制成位移-载荷曲线，寻找位移-载荷曲线上发生波动时的载荷及其对应的位移值，作为层状金属复合材料界面结合强度的评价指标；波动点表示层状材料开裂，载荷瞬间下降，随后又缓慢上升。
2.根据权利要求1所述的一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用，其特征在于：步骤一中，取超薄层状金属复合材料，加工成φ30mm的圆形试样。
3.根据权利要求1所述的一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用，其特征在于：所述超薄层状金属复合材料通过热压扩散方式制备。
4.根据权利要求1所述的一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用，其特征在于：n层金属层中，任意一层的厚度小于2mm；总厚度小于等于10mm；
所用胶水的粘接强度大于超薄层状金属复合材料结合强度。
5.根据权利要求1所述的一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用，其特征在于：下模座所带凹槽的的上边沿为弧形；所述弧形的半径为1-2mm、圆心角度数为30-
90度；当带有弧度时，下模座所带凹槽的宽度是指凹槽上两个平行上边沿的最短距离；该距离大于凹槽上同一平面上两个壁之间的最短垂直距离。
一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置及其评价
方法
技术领域
[0001] 本发明属于层状复合材料的性能评价领域，具体涉及一种超薄金属层状复合材料结合强度的测试装置及其评价方法。
背景技术
[0002] 层状金属复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学和力学性能不同的金属之间实现牢固冶金结合而得到的新型材料。其中的各层金属仍保持各自原有的特性，但其整体物理、化学和力学性能比单一金属有了很大的提高，广泛应用于航空航天、机械制造等领域。制备层状金属复合材料的主要方法有热轧法，扩散焊接法、涂层法、激光熔覆法等。层状金属复合材料的界面结构一般由扩散层、反应层等结构组成。
[0003] 各层之间的结合强度是衡量层状复合材料质量的重要指标之一。目前评价层状复合材料结合强度的方法主要有拉伸法和剪切法。通过对层状复合材料进行拉伸或剪切，测得其拉伸强度或剪切强度来评价其结合强度。但针对超薄层状金属复合材料，由于其厚度方向尺寸不满足制备拉伸或剪切测试样件要求。因此，通过常规测试方法无法评价层状金属复合材料各层之间的结合强度，亟需找到一种能够针对超薄层状金属复合材料的结合强度评价方法。尤其是需要一种能够针对模压方式制备的超薄层状金属复合材料界面结合强度的测试方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置及其评价方法。该装置结构简单，弥补现有测试方法不能评价超薄层状金属复合材料结合强度的不足，可以评价金属层状复合材料的结合强度。
[0005] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置，该装置由上模冲、和下模座组成；所述上模冲设有凸起部分；所述下模座带有凹槽；将上模冲上带有凸起部分的一面向下，将下模座带有凹槽一面朝上，进行组装，上模冲上带有的凸起部分进入下模座上的凹槽。
[0006] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置，下模座所带凹槽的宽度为5-10mm、优选为6-8mm；槽深为槽宽的1-2倍、优选为1.2-1.5倍。
[0007] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置，下模座所带凹槽的的上边沿为弧形；所述弧形的半径为1-2mm、圆心角度数为30-90度。当带有弧度时，本发明中下模座所带凹槽的宽度是指凹槽上两个平行上边沿的最短距离。该距离大于等于凹槽上同一平面上两个壁之间的最短垂直距离。
[0008] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置，上模冲上的凸起部分其凸起高度为槽深的0.8-1倍。
[0009] 作为优选方案，上模冲上，凸起部分的顶部为弧形；所述弧形的半径为2-3mm、圆心角度数为120-180度。
[0010] 作为优选方案，上模冲凸起部分的宽度为下模座所带凹槽宽度的0.5-0.8倍；优选为0.7-0.8倍。
[0011] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用；包括下述步骤；
[0012] 步骤一
[0013] 取超薄层状金属复合材料，裁剪成圆形；所述超薄层状金属复合材料由n层金属层构成，且n层金属中至少有2层的密度不相同；所述超薄层状金属复合材料的厚度小于5毫米；
[0014] 步骤二
[0015] 在层状金属复合材料一个面涂上E7胶，并将带有E7胶的一面粘贴于下模座上；此时层状金属复合材料中的一条对称轴落在下模座带有的凹槽上；得到待加热试样；
[0016] 步骤三
[0017] 将步骤二所得试样加热至60-80℃并施加3-10KPa的压力，保温保压4-6小时；冷却；得到待测试样；
[0018] 步骤四
[0019] 将上模冲固定于压力实验机上；向下移动使得上模冲的凸起部分正对下模座的凹槽进行压缩；此时上冲模的位移和载荷；当层状材料翘起、完全分离，压力试验机工作停止。
[0020] 步骤五
[0021] 将步骤四记载的位移和载荷绘制成位移-载荷曲线，寻找位移-载荷曲线上发生波动时的载荷及其对应的位移值，作为层状金属复合材料界面结合强度的评价指标；波动点表示层状材料开裂，载荷瞬间下将，随后又缓慢上升。
[0022] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用；步骤一中，取超薄层状金属复合材料，加工成φ30mm的圆形试样。
[0023] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用；所述超薄层状金属复合材料通过热压扩散方式制备。所述超薄层状金属复合材料优选为Al/Mg层状复合材料。
[0024] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用；n层金属层中，任意一层的厚度小于2mm。总厚度小于等于10mm。
[0025] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置的应用；所用胶水的粘接强度大于超薄层状金属复合材料结合强度。
[0026] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置及其应用，能很好的研究超薄层状金属复合材料从开始出现开裂到最后完全裂开过程中的力学性能变化情况。
[0027] 本发明的有益效果在于：
[0028] 提供的超薄层状金属复合材料的结合强度评价方法，弥补现有测试方法不能评价超薄层状金属复合材料结合强度的不足。利用不同材料在压缩过程中变形量不同，通过实施简单的单向压力使层状材料开裂，从而定性的评价其界面结合强度。
附图说明
[0029] 附图1为本发明所设计上模冲的示意图和尺寸。
[0030] 附图2为本发明所设计下模座的示意图和尺寸。
[0031] 附图3为本发明所设计下模座粘上待测试样后的示意图；
[0032] 附图4为本发明所设计上模冲与下模座粘上待测试样后的相对位置的示意图；
[0033] 附图5为本发明所设计下模座粘上待测试样测试完成的示意图；
[0034] 图6为实施例AlMg层状金属复合材料的载荷-位移曲线图。
具体实施方式
[0035] 下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0036] 实施例1
[0037] 本发明一种超薄层状金属复合材料结合强度的测试装置，
[0038] 下模座所带凹槽的宽度为7mm；槽深为10mm。
[0039] 下模座所带凹槽的的上边沿弧形的半径为1mm、圆心角度数为90度。
[0040] 上模冲上的凸起部分的凸起高度为9mm，宽为5mm。
[0041] 上模冲上，凸起部分的顶部为弧形；所述弧形的半径为2.5mm、圆心角度数为180度。测试装置的具体尺寸如图1图2所示。
[0042] 一种超薄层状金属复合材料结合强度的评价方法，具体步骤如下：
[0043] (1)采用热压扩散方式制备Al/Mg层状复合材料，Al、Mg的厚度分别为0.5mm和0.8mm。采用电火花线切在制备的Al/Mg层状复合材料上取φ30mm的试样，作为本实施例的测试样品。
[0044] (2)在Mg面涂覆E7胶，在层状金属复合材料一个面涂上E7胶，并将带有E7胶的Mg面粘贴于下模座上；此时层状金属复合材料中的一条对称轴落在下模座带有的凹槽上，得到待加热试样。
[0045] (3)将试样加热至60℃并施加5KPa的压力，保温保压6小时；冷却；得到待测试样；
[0046] (4)将上模冲固定于压力实验机上；向下移动使得上模冲的凸起部分正对下模座的凹槽，利用万能试验机对待测试样进行压缩；此时试验机自动记录上冲模的位移和载荷；当层状材料翘起、完全分离，压力试验机工作停止。
[0047] (5)将步骤四记载的位移和载荷绘制成位移-载荷曲线，寻找位移-载荷曲线上发生波动时的载荷及其对应的位移值，作为层状金属复合材料界面结合强度的评价指标；波动点表示层状材料开裂。
