TC14工陶《粘結(jié)劑的粘結(jié)界面拉伸與剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法-十字交叉法》-驗(yàn)證試驗(yàn)報(bào)告

《粘結(jié)劑的粘結(jié)界面拉伸與剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法-

十字交叉法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

驗(yàn)證試驗(yàn)報(bào)告

起草編制組

2021年6月

1

2

1、試驗(yàn)內(nèi)容

為了對標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，起草編制組開展了全面的驗(yàn)證工作，對試驗(yàn)方法

的適用性及穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部對比。所用到的十字交叉試樣都按照標(biāo)準(zhǔn)中的粘結(jié)

界面拉伸與剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行測試。試驗(yàn)方法的原理為：對十字交叉試樣施加載荷

在粘結(jié)界面處產(chǎn)生均勻拉伸或剪切應(yīng)力，從而導(dǎo)致界面脫粘。試驗(yàn)方法的操作步驟為：

對于界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試，將十字交叉試樣以圖1(a)的放置方式固定好，施加壓縮載

荷于水平試樣條上，在粘結(jié)界面產(chǎn)生單軸拉伸應(yīng)力。以某一恒定的速率加載直至界面斷

開，記錄試樣界面斷開時(shí)對應(yīng)的載荷值，測量粘結(jié)界面的面積，計(jì)算得到拉伸強(qiáng)度。對

于界面剪切粘結(jié)強(qiáng)度測試，將十字交叉試樣以圖1(b)的放置方式固定好，施加壓縮載荷

于垂直試樣條上，在粘結(jié)界面產(chǎn)生純剪切應(yīng)力。以某一恒定的速率加載直至界面斷開，

記錄試樣界面斷開時(shí)對應(yīng)的載荷值，測量粘結(jié)界面的面積，計(jì)算得到剪切強(qiáng)度。

（a）界面拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)中十字交叉試樣承載方式、支撐面和粘結(jié)面示意圖

(b)界面剪切粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)中十字交叉試樣承載方式、支撐面和粘結(jié)面示意圖

1

1—粘結(jié)界面；

F—載荷；

q—支撐面反作用力。

圖1測量十字交叉試樣的界面拉伸和剪切粘結(jié)強(qiáng)度示意圖

2、驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)適用性

25℃條件下，采用本標(biāo)準(zhǔn)對不同粘結(jié)劑的界面拉伸與剪切強(qiáng)度進(jìn)行測試。

試驗(yàn)一

試驗(yàn)樣品：95%氧化鋁陶瓷，環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑

試驗(yàn)條件：25℃，大氣壓（101KPa），1mm/min加載，界面拉伸測試

試驗(yàn)結(jié)果：試樣條長39.95mm及40.03mm，厚10.01mm及9.91mm，粘結(jié)區(qū)域長

9.94mm，寬10.10mm，粘結(jié)面積100.39mm2，界面拉伸強(qiáng)度6.30MPa。

試驗(yàn)二

試驗(yàn)樣品：95%氧化鋁陶瓷，硅酸鹽高溫粘結(jié)劑

試驗(yàn)條件：25℃，大氣壓（101KPa），1mm/min加載，界面拉伸測試

試驗(yàn)結(jié)果：試樣條長39.95mm及39.99mm，厚9.92mm及9.90mm，粘結(jié)區(qū)域長

9.83mm，寬9.84mm，粘結(jié)面積96.73mm2，界面拉伸強(qiáng)度1.76MPa。

試驗(yàn)三

試驗(yàn)樣品：95%氧化鋁陶瓷，環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑

試驗(yàn)條件：25℃，大氣壓（101KPa），1mm/min加載，界面剪切測試

試驗(yàn)結(jié)果：試樣條長40.08mm及40.02mm，厚10.02mm及9.94mm，粘結(jié)區(qū)域長

9.94mm，寬9.99mm，粘結(jié)面積99.30mm2，界面剪切強(qiáng)度17.18MPa。

試驗(yàn)四

試驗(yàn)樣品：95%氧化鋁陶瓷，硅酸鹽高溫粘結(jié)劑

試驗(yàn)條件：25℃，大氣壓（101KPa），1mm/min加載，界面剪切測試

試驗(yàn)結(jié)果：試樣條長39.98mm及40.04mm，厚9.92mm及9.97mm，粘結(jié)區(qū)域長

9.90mm，寬9.88mm，粘結(jié)面積97.81mm2，界面剪切強(qiáng)度9.56MPa。

3、驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性

標(biāo)準(zhǔn)起草編制組按照標(biāo)準(zhǔn)中的檢測方法，選用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑和硅酸鹽高溫粘結(jié)劑

進(jìn)行結(jié)果穩(wěn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)。以環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑和硅酸鹽高溫粘結(jié)劑粘結(jié)95%氧化鋁陶

2

瓷，制成十字交叉試樣，測試界面拉伸或剪切強(qiáng)度，每組試驗(yàn)包含10個(gè)樣品，測試結(jié)

果如表1和表2所示。由表中數(shù)據(jù)可以看出，對于同一批試樣在相同條件下，粘結(jié)界面

拉伸強(qiáng)度及粘結(jié)界面剪切強(qiáng)度測試結(jié)果離散性較小，離散系數(shù)最大8.5%，最小8.0%，

表示該方法和測試裝置的穩(wěn)定性和重復(fù)性較好。

表1環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑及硅酸鹽高溫粘結(jié)劑界面拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)

單位：MPa

試驗(yàn)名稱：界面拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)溫度（℃）

環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑硅酸鹽高溫粘結(jié)劑

18.021.87

27.031.94

36.821.76

46.451.56

56.291.78

25

67.151.98

76.301.57

86.491.91

97.911.70

107.112.01

平均值6.961.81

標(biāo)準(zhǔn)差0.590.15

離散系數(shù)/%8.58.5

表2環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑及硅酸鹽高溫粘結(jié)劑界面剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)

單位：MPa

試驗(yàn)名稱：界面剪切強(qiáng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)溫度（℃）

環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑硅酸鹽高溫粘結(jié)劑

117.189.48

25218.0710.06

319.5610.36

3

421.729.56

521.008.88

618.379.46

719.859.56

817.1411.00

921.428.26

1019.918.72

平均值19.429.53

標(biāo)準(zhǔn)差1.590.76

離散系數(shù)/%8.28.0

4、結(jié)論

通過對粘結(jié)劑的粘結(jié)界面拉伸與剪切強(qiáng)度試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部對比，得出以下結(jié)

論：

1、本試驗(yàn)方法適用于粘結(jié)劑的粘結(jié)界面拉伸與剪切強(qiáng)度的評價(jià)。

2、本試驗(yàn)方法測試結(jié)果的穩(wěn)定性和重復(fù)性良好。

本試驗(yàn)方法制定的各項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)合理