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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 测试表征 » 求助：胶粘剂粘结强度的性能测试方法，金币5枚！（成功）
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likeke19841207

金虫 (小有名气)

[交流] 求助：胶粘剂粘结强度的性能测试方法，金币5枚！（成功）

那位仁兄能提供胶粘剂拉伸剪切强度的测试，谁能帮我找一下标准：
  GB/T7124-1986

[ Last edited by likeke19841207 on 2007-12-10 at 16:53 ]
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1楼 2007-12-10 10:34:36
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robinluo20

银虫 (正式写手)
拉伸
　　单纯拉伸试验是负荷作用垂直于胶层平面并通过粘接面中心的试验。ASTM D897 粘接接头拉伸强度测试方法是保留在 ASTM 中有关胶粘剂最古老的方法之一。对于试验所用试件和夹具的制作必须给予重视，由于设计不妥，试验时会产生边缘应力，有很大的应力集中，所得到的应力数据进行类推求算不同粘接面积或不同构形接头的强度很可能是不真实的。因此，D897 已被 D2095 （条型和圆棒试件拉伸强度测试方法）所代替。这种试件按照 ASTM D2094 （粘接试验中条型和圆棒试件的制备）标准制作，很容易调整同心度。如果正确地制作试件和进行试验，便能较精确地测定拉伸粘接强度。拉伸试验是评价胶粘剂最普通的试验，尽管是有经验人员设计的接头，也不能保证加荷时完全是拉伸形式。大多数结构材料都比胶粘剂的拉伸强度高。拉伸试验的优点之一是能得到最基本的数据，如拉伸应变、弹性模量和拉伸强度。
　　加利福尼亚理工学院的维谦斯及其同事对拉伸试验的应力分布进行了分析，发现除非是当胶粘剂与被粘物的模量相匹配时，应力在整个试件里的分布是不均匀的。这种模量的差异造成了剪切应力沿界面传递。
　
剪切
　　单纯剪切应力是平行于粘接面所产生的应力。单搭接剪切试件不能代表剪切，但却很实用，制作比较简单，测得的数据有实用价值、重复性好。
　　剪切试验是很普通的试验（对比下列的几种试验），因其试件制备容易，且几何形状和操作条件对很多结构胶粘剂都适用。与拉伸试验一样，剪切试验的应力分布也是不均匀的，破坏应力是按常规方法将负荷除以粘接面积而得，胶层里承受的最大应力要比平均应力高得很多，胶 层受到的应力与纯剪切不同。粘接的“剪切”接头的破坏形式与胶层厚度和被粘物的刚度有关，有时以剪切破坏为主，有时以拉伸破坏为主。
　　目前所用的剪切试验方法，除了ASTM D1002 之外，还有ASTM D3163 ，它与ASTM D1002 相比，构形几乎相同，只是厚度不同。该方法解决了胶粘剂易从边缘挤出来的问题。ASTM D3165 （层压复合的胶粘剂们拉伸剪切强度测试方法）说明了如何制备试件来测定夹层结构的拉伸剪切强度。双搭接剪切试的标准为ASTM D3528 （双搭接粘接接头拉伸剪切强度测试方法），其优点是受力比较均衡，从而减小了单搭接试验中的劈裂应力和剥离应力。但也带来了新的问题，测试时两个或更多的胶层同时受力，比较试验就可能复杂化。
　　压缩剪切试通常也用，ASTM D2182 （金属对金属粘接压缩剪切强度测定方法）对试件与搭接剪切的相似性和压缩剪切试验设备进行了说明。ASTM D905 （粘接接头压缩剪切强度测试方法）是测定木材（硬木等）剪切强度的试验。ASTM E229 是测定扭转剪切强度和扭转剪切模量的试验。如果试件合适，且加荷时同心度良好，则在E229 中胶层比搭接剪切试验应力分布更均匀。
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4楼2007-12-10 18:47:06
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huweeson

金虫 (小有名气)
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2楼2007-12-10 17:31:33
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robinluo20

银虫 (正式写手)
（一）剪切和抗拉强度：
1、剪切强度：胶接头在单位面积上能承受平行于胶接面的最大负荷。根据受力方式分为：拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切。
2、剪切强度的测试方法：
A、单搭接拉伸剪切强度测试方法：此法为最常用的铝片单面搭接方法，其标准尺寸： 试片在测定时应不少于5对，取其算术平均值并观察试片的破坏特征。
B、压缩剪切强度测试方法： 该法用于厚的非金属板材的胶接强度测试。
3、胶接头抗剪强度的因素。
A、胶粘剂的应力集中：由于胶接头的应力分布是不均匀的，剪切加载测试中应力集中在搭接头的端部，渐渐地引起破坏。
B、被粘物和胶粘剂的影响：被粘物的模量E和厚度越大，则应力集中系数越小，胶接头的抗剪强度越大。胶粘剂模量高，应力集中严重，胶接头的抗剪强度就越小。
C、胶粘剂层厚度的影响：根据应力分布：胶层越厚，接头应力集中系数越小，抗剪强度越大。然而，胶层越厚抗剪强度越低。这是因为胶层越厚，内部缺陷呈指数关系增加，使胶层内聚强度下降；胶层越厚，由于温度变化引起收缩应力和热应力等内应力的产生，导致内聚强度的损失。 这并不是说胶层越簿越好，胶层太簿就容易造成缺胶，致使胶接强度下降。因此，一个均匀的簿胶层厚度最好控制在0.03-0.15mm之内。
D、搭接长度的影响 由应力分布可知，应力集中系数随着搭接长度的增加而增加，接头的抗剪强度却下降了。因此，必须确定最佳的搭接测试。
4、抗拉强度的测试
4.1、抗拉强度是指胶接头在单位面积上所能承受垂直于胶接面的最大负荷。
4.2、影响抗拉强度的因素：根据应力分布知，接头的应力集中在胶接边缘上，当边缘应力集中达到一个临界值以上，边缘区胶层发生开裂，裂缝瞬间扩展到整个胶接面。


（二）、剥离和不均匀扯离强度
1、剥离强度：当应力集中在试片胶缝边缘时的拉伸强度。刚性材料（如金属）与柔性材料如橡胶、织物胶接时，需测定剥离强度。
2、剥离强度和不均匀扯离强度的测试方法：
2.1、剥离强度的测试方法：“T”型180度剥离也是标准的“T”剥离。
2.2、不均匀扯离强度的测试方法：
3、影响剥离强度的因素：
3.1、胶接头“线受力”的应力分布
3.2、剥离角对剥离强度的影响 剥离强度随剥离角度的增加而迅速下降，当剥离角接近90度后剥离强度就趋于一个定值。
3.3、胶层厚度的影响 胶层越厚，胶接强度就越低，但不能太薄。


（三）、冲击和持久强度
1、冲击强度：胶粘剂在冲击负荷作用下，产生破坏时单位面积上所做的功。“T”剥离冲去实验主要用来测试胶粘剂的韧性。
2、持久强度：又称蠕变性能，指胶粘剂固化后及反抗恒定负荷随时间作用的能力。
其实验时间较长均需在103H以上。


（四）疲劳强度
1、疲劳强度：由于受到不断循环交变的应力作用而使胶头产生疲劳以至被破坏。即在给定条件下对胶接头重复施加一定载荷至规定次数不同引起破坏的最应力，循环次数为107次。
2、影响疲劳强度的因素
2.1、疲劳强度S与疲劳寿命的关系：S=A-KtgN A,K为常数。
2.2、疲劳寿命N与温度的关系：tgN=A+B/T A，B为常数
2.3、应力复变的频率对疲劳强度的影响：tgN=tgb-mtgf b,m为常数，f为频率
因此，疲劳强度随频率减少而有所降低。
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3楼2007-12-10 18:43:39
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kkxx

中华人民共和国国家标准

　

UDC 661.182:620.176

GB 7124-86


胶粘剂拉伸剪切强度测定方法 (金属对金属)
The method for determination of strength properties of adhesive in shear by tension loading (Metal to metal)

1 适用范围
    本标准规定了在室温下金属对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度测定方法。本标准适用于规定条件下制备，测试的标准试样。  
本标准等效采用ISO 4587—1979《胶粘剂——高强度胶粘剂拉伸搭接剪切强度的测定》。
2 原理  
试样为单搭接结构。在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度。  
3 装置
    3．1 试验机
    使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的15～85％之间。试验机的力值示值误差不应大于1％。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在5±1 mm／min内保持稳定。
    3．2 量具
    测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于0．05mm。
    3．3 夹具
    胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合第4章的要求。
    注：在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法。但不能用于仲裁试验。
4 试样  
    4．1 除非另有规定，试样应符合图1的形状和尺寸。标准试样的搭接长度是12．5±0．5mm，金属片的厚度是2．0±0．1mm(1))。试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。
    采用说明：
    1)ISO 4587厚度为1．6±0．1mm。



图1 试样形状和尺寸  

    4．2 建议使用LYl2—CZ铝合金、1 Cr18Ni 9 Ti不锈钢、45碳钢、T2铜等金属材料。
    4．3 常规试验，试样数量不应少于5个。仲裁试验试样数量不应少于10个。
    注：①对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度。两者中选择前者较好。
    ②测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度σs，金属片的厚度，可按下式计算：



式中：t——金属片厚度，mm；
L——试样搭接长度，mm；
τ——胶粘剂拉伸剪切强度，MPa；
σs，——金属材料屈服强度，MPa。

5 试样制备
    5．1 试样可用不带槽(如图2)或带槽的(如图3)的平板制备，也可单片制备。
    5．2 胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、跷曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。
    5．3 胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。
    5．4 制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。
    5．5 切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。



图3 可选试板

6 试验条件
    除非另有规定，试样的停放时间和试验环境应符合下列要求。  
    6．1 试样制备后到试验的最短时间为16h，最长时间为1个月。
    6．2 试验应在温度为23±2℃的环境中进行。仲裁试验或对温度、湿度敏感的胶粘剂应在温度为23±2℃、相对湿度为45％～55％的环境中进行。  
    6．3 对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于半小时；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验环境下的停放时间一般不应少于16h。
7 试验步骤  
    7．1 用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0．05mm。
    7．2 把试样对称地夹在上、下夹持器中，夹持处至搭接端的距离为50±1 mm。
    7．3 开动试验机，在5±1 mm／min内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷。记录胶按破坏的类型(内聚破坏、粘附破坏、金属破坏)。
8 试验结果
    8．1 对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度按下式计算：



式中：τ——胶粘剂拉伸剪切强度，MPa；
P——试样剪切破坏的最大负荷，N；
B——试样搭接面宽度，mm；
L——试样搭接面长度，mm。

    8．2 试验结果以剪切强度的算术平均值、最高值、最低值表示。取三位有效数字。
9 试验报告
    试验报告应包括下列内容：
    a．胶粘剂的型号和批号；
    b．金属材料的型号、厚度及表面处理方法；
    c．试样制备方法(不带槽平板、带槽子板，单片)和胶接工艺的必要说明；
    d．试样搭接长度：
    e．试样数量；  
    f．试验结果(算术平均值，最高值、最低值)；
    g．试样的破坏类型和数量；
    h．胶层的平均厚度；
    i．与本标准不同之处。

    附加说明：
    本标准由中华人民共和国化学工业部提出，由上海橡胶制品研究所归口。
    本标准由上海橡胶制品研究所、航空工业部第621研究所、上海合成树脂研究所负责起草。
    本标准主要起草人居隐翰、颜铁锽。


    国家标准局1986—12—30发布 1987—10—01实施
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5楼2007-12-10 21:06:33
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