试样、其制备方法及确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，包括：1，将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层状复合材料，通过剥离试验确定不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力；所述剥离力包括使金属层状复合材料某一金属层断裂时的力FB,critical，以及对应的临界下压量Rc；2，通过拉伸获得发生断裂金属层材料的拉伸曲线，并将拉伸曲线转换为真应力-应变曲线；计算出剥离时界面分离的瞬时有效面积S，3，利用步骤1中获得的不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力以及瞬时有效面积S，计算出与剥离力对应某一下压量的金属层状复合材料的界面结合强度。本发明专利技术方法具有界面结合强度误差较小、试验结果的统计性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属层状复合材料试样，所述金属层状复合材料试样的制备方法，以及确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法。
技术介绍
金属层状复合材料兼具组元材料的强度、耐腐蚀、导热、导电等良好综合性能，广泛应用于建筑、电力、汽车、航空、化工、炊具和家电等领域。金属层状复合材料界面结合质量的高低直接决定了材料的使用性能和使用寿命，因此有效、定量、准确评价界面结合强度对于该种材料的开发及应用至关重要。现有对金属层状复合材料的界面结合强度一般是采用剪切试验结果来评价，剪切试验方法为拉剪测试和压剪测试。但由于试样加工精度及其与模具的配合很难精确控制，该方法对试样界面的平直度要求也较高，因此通过该方法获得的界面结合强度误差较大。另外，由于每个试样的剪切面积较小，试验结果的统计性也不强，并且需要大量的试样来对界面结合的稳定性进行评价。通过剥离试验可以有效地评价界面的结合质量，一次剥离的面积较大，结果具有较好的统计性，但剥离试验只能测定界面的结合力，而无法确定界面的结合强度。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，以解决剪切试验获得的界面结合强度误差较大、试验结果的统计性也不强，并且需要大量的试样来对界面结合的稳定性进行评价的技术问题。本专利技术的第二目的是提供一种金属层状复合材料试样。本专利技术的第二目的是提供一种金属层状复合材料试样的制备方法。为了实现上述第一目的，本专利技术提供一种确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，其包括以下步骤：步骤1，将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层状复合材料，通过剥离试验确定不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力；所述剥离力包括使金属层状复合材料某一金属层断裂时的的力FB,critical，以及对应的临界下压量Rc；步骤2，通过拉伸获得发生断裂金属层材料的拉伸曲线，并将拉伸曲线转换为真应力-应变曲线如式1；σclad＝Kεn(式1)；在式1中，σclad是发生断裂金属层材料的真应力强度值，K是硬化系数，n是材料的硬化指数；轧制后发生断裂金属层材料的压下量和应变的关系可以通过式2来表达，ϵ=23ln11-R]]>(式2)；设复层断裂时界面结合强度的临界值与复层断裂强度相等，则可得出复层断裂时界面结合强度的临界值σB,critical按式3计算，σB,critical=K[23ln11-Rc]n]]>(式3)；根据金属层状复合材料某一金属层断裂时对应的力FB,critical结合式4可以计算出剥离时界面分离的瞬时有效面积S，S=FB,criticalσB,critical=FB,criticalK[23ln11-Rc]-n]]>(式4)；步骤3，利用步骤1中获得的不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力以及瞬时有效面积S，计算出与剥离力对应某一下压量的金属层状复合材料的界面结合强度。本专利技术如上所述的确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，进一步，步骤1中，将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层状复合材料的具体过程为，利用轧机对第一金属层和第二金属层进行一道下压量为N的轧制，保留变形区试样，该试样的压下量包括了从0到N％的变形状态。本专利技术如上所述的确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，进一步，所述压量为N大于临界下压量Rc。为了实现上述第二目的，本专利技术提供一种金属层状复合材料试样，其特征在于，所述试样包括第一金属层和第二金属层，该试样的压下量包括了从0到N％的连续变形状态。为了实现上述第三目的，本专利技术提供一种金属层状复合材料试样的制备方法，利用轧机对第一金属层和第二金属层进行一道下压量为N的轧制，保留变形区试样，该试样的压下量包括了从0到N％的变形状态。本专利技术的有益效果是：本专利技术要通过边界条件来获得剥离试验时的瞬时剥离面积，通过测得的力与瞬时面积的比值来计算复合材料界面的剥离强度。本专利技术方法具有界面结合强度误差较小、试验结果的统计性强的优点。附图说明图1为本专利技术实施例1中铝钢试样的剥离曲线，图1的横坐标为Displacement，纵坐标为Load。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述。将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层状复合材料，通过剥离试验确定不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力；但是剥离试验无法给出界面剥离强度而只能给出剥离力，本专利技术通过边界条件来获得剥离试验时的瞬时剥离面积，通过某一下压量下测得的剥离力与瞬时面积的比值来计算对应条件下金属层状复合材料界面的剥离强度。确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，其包括以下步骤：步骤1，将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层状复合材料，通过剥离试验确定不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力；所述剥离力包括使金属层状复合材料某一金属层断裂时的的力FB,critical，以及对应的临界下压量Rc；步骤2，通过拉伸获得发生断裂金属层材料的拉伸曲线，并将拉伸曲线转换为真应力-应变曲线如式1；σclad＝Kεn(式1)；在式1中，σclad是发生断裂金属层材料的真应力强度值，K是硬化系数，n是材料的硬化指数；轧制后发生断裂金属层材料的压下量和应变的关系可以通过式2来表达，ϵ=23ln11-R]]>(式2)；设复层断裂时界面结合强度的临界值与复层断裂强度相等，则可得出复层断裂时界面结合强度的临界值σB,critical按式3计算，σB,critical=K[23ln11-Rc]n]]>(式3)；根据金属层状复合材料某一金属层断裂时对应的力FB,critical结合式4可以计算出剥离时界面分离的瞬时有效面积S，S=FB,criticalσB,critical=FB,criticalK[23ln11-Rc]-n]]>(式4)；步骤3，利用步骤1中获得的不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力以及瞬时有效面积S，计算出与剥离力对应某一下压量的金属层状复合材料的界面结合强度。在本专利技术上述实施例的确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法中，步骤1中，可以通过设置一系列下压量对第一金属层和第二金属层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层状复合材料，通过剥离试验确定不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力；所述剥离力包括使金属层状复合材料某一金属层断裂时的的力FB,critical，以及对应的临界下压量Rc；步骤2，通过拉伸获得发生断裂金属层材料的拉伸曲线，并将拉伸曲线转换为真应力‑应变曲线如式1；σclad＝Kεn  (式1)；在式1中，σclad是发生断裂金属层材料的真应力强度值，K是硬化系数，n是材料的硬化指数；轧制后发生断裂金属层材料的压下量和应变的关系可以通过式2来表达，ϵ=23ln11-R]]>  (式2)；设复层断裂时界面结合强度的临界值与复层断裂强度相等，则可得出复层断裂时界面结合强度的临界值σB,critical按式3计算，σB,critical=K[23ln11-Rc]n]]>  (式3)；根据金属层状复合材料某一金属层断裂时对应的力FB,critical结合式4可以计算出剥离时界面分离的瞬时有效面积S，S=FB,criticalσB,critical=FB,criticalK[23ln11-Rc]-n]]>  (式4)；步骤3，利用步骤1中获得的不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离力以及瞬时有效面积S，计算出与剥离力对应某一下压量的金属层状复合材料的界面结合强度。...

【技术特征摘要】
1.一种确定金属层状复合材料界面剥离强度的方法，其特征在于，包
括以下步骤：
步骤1，将第一金属层和第二金属层通过轧制形成不同下压量的金属层
状复合材料，通过剥离试验确定不同下压量的金属层状复合材料对应的剥离
力；所述剥离力包括使金属层状复合材料某一金属层断裂时的的力FB,critical，
以及对应的临界下压量Rc；
步骤2，通过拉伸获得发生断裂金属层材料的拉伸曲线，并将拉伸曲线
转换为真应力-应变曲线如式1；
σclad＝Kεn(式1)；
在式1中，σclad是发生断裂金属层材料的真应力强度值，K是硬化系数，
n是材料的硬化指数；
轧制后发生断裂金属层材料的压下量和应变的关系可以通过式2来表达，
ϵ=23ln11-R]]>(式2)；
设复层断裂时界面结合强度的临界值与复层断裂强度相等，则可得出复
层断裂时界面结合强度的临界值σB,critical按式3计算，
σB,critical=K[23ln11-Rc]n]]>(式3)；
根据金属层状复合材料某一金属层断裂时对应的力FB,critical结合式4可
以计算出剥离时界面分离的瞬时有效面积S，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，张小军，陈鑫，高闯，周德敬，
申请(专利权)人：银邦金属复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32