涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置及方法，其装置包括试验机、数据采集与控制系统和试样装夹机构，试验机包括机架、移动横梁、丝杠和动力机构，动力机构包括电机、带轮轴座、同步带轴、第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮、第四同步带轮、第一同步带和第二同步带；试样装夹机构包括刻度盘、上辊、基体夹持器、涂层夹持器、称重传感器、下辊、第一位移传感器和第二位移传感器；数据采集与控制系统包括计算机、数据采集卡和电机驱动卡；其方法包括步骤：一、被测试样的安装；二、给被测试样施加压力并进行数据采集；三、数据分析处理。本发明专利技术实现了对涂层/基体复合材料界面结合强度的量化测量，推广应用价值高。

【技术实现步骤摘要】
涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置及方法
本专利技术属于复合材料界面结合强度测量
，具体涉及一种涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置及方法。
技术介绍
涂层/基体复合材料被广泛的应用于许多领域，在基体的表面涂上一层涂层后不仅可以保护基体，还可以增强材料的耐磨性、耐蚀性和表面硬度。涂层和基体材料之间结合层的剥离、开裂等是这种复合材料的主要失效形式，所以界面结合强度是表征复合材料质量的一个重要指标。由于涂层/基体复合材料体系的多样性与复杂性，至今还没有形成适合于测量这类材料的界面结合强度的标准方法。目前，常用来测量涂层/基体复合材料的界面结合强度的方法有：拉伸法、剪切法和划痕法等。拉伸法的好处在于能够较准确地和定量化地测出涂层/基体复合材料的界面结合强度，但是所测的结合强度值有一定的限制，通常要小于90MPa，因为这种方法需要用到粘结剂，且要求涂层/基体复合材料的界面结合强度必须要小于粘结剂的粘结强度。剪切法常用于测量涂层较厚的复合材料的界面结合强度，凸出的涂层在载荷的作用下被剪切掉。但是这种方法不足之处在于靠近涂层自由边界的界面处存在应力集中，为了减少应力集中，可在试样上预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：包括试验机和数据采集与控制系统，以及安装在试验机上且用于夹装被测试样(1)的试样装夹机构；所述被测试样(1)由基体(1‑1)和设置在基体(1‑1)底部的涂层(1‑2)构成，所述涂层(1‑2)的宽度与基体(1‑1)的宽度相等，所述涂层(1‑2)的长度小于基体(1‑1)的长度；所述试验机包括门框形的机架(2‑1)、设置在机架(2‑1)上的移动横梁(2‑3)和设置在机架(2‑1)底部的动力箱(10)，所述动力箱(10)内设置有用于带动移动横梁(2‑3)上下移动的动力机构；所述机架(2‑1)的左右两侧立柱内均安装有丝杠(2‑4)，两根所述丝杠(2...

【技术特征摘要】
1.一种涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：包括试验机和数据采集与控制系统，以及安装在试验机上且用于夹装被测试样(1)的试样装夹机构；所述被测试样(1)由基体(1-1)和设置在基体(1-1)底部的涂层(1-2)构成，所述涂层(1-2)的宽度与基体(1-1)的宽度相等，所述涂层(1-2)的长度小于基体(1-1)的长度；所述试验机包括门框形的机架(2-1)、设置在机架(2-1)上的移动横梁(2-3)和设置在机架(2-1)底部的动力箱(10)，所述动力箱(10)内设置有用于带动移动横梁(2-3)上下移动的动力机构；所述机架(2-1)的左右两侧立柱内均安装有丝杠(2-4)，两根所述丝杠(2-4)上均安装有丝杠螺母，所述移动横梁(2-3)的两端分别与两个所述丝杠螺母固定连接；所述动力机构包括安装在动力箱(10)内的电机(2-12)和带轮轴座(2-8)，所述带轮轴座(2-8)上转动连接有分别穿出到带轮轴座(2-8)上下两端外部的同步带轴(2-13)，所述电机(2-12)的输出轴上固定连接有第一同步带轮(2-14)，所述同步带轴(2-13)的上端固定连接有第二同步带轮(2-6)，所述同步带轴(2-13)的下端固定连接有第三同步带轮(2-10)，两根所述丝杠(2-4)的下部均固定连接有第四同步带轮(2-9)，两个第四同步带轮(2-9)对称设置，所述第一同步带轮(2-14)和第二同步带轮(2-6)上跨接有第一同步带(2-7)，所述第三同步带轮(2-10)和两个第四同步带轮(2-9)上跨接有第二同步带(2-11)；所述试样装夹机构包括安装在动力箱(10)顶部的刻度盘(4)和吊装在移动横梁(2-3)底部的上辊(5)，以及用于夹持被测试样(1)的基体(1-1)的基体夹持器(8)和用于夹持被测试样(1)的涂层(1-2)的涂层夹持器(7)；所述上辊(5)与移动横梁(2-3)的底面之间设置有用于对上辊(5)施加到被测试样(1)上的压力进行检测的称重传感器(15)，所述刻度盘(4)的顶部固定连接有传感器支架(9)和两个对称设置在上辊(5)两侧且用于支撑被测试样(1)的下辊(3)，所述刻度盘(4)的侧壁上设置有用于指示下辊(3)所处位置的刻度，所述传感器支架(9)上固定连接有用于检测基体(1-1)与基体夹持器(8)接触的受力点位置处基体(1-1)的位移的第一位移传感器(6-1)和用于检测涂层(1-2)与涂层夹持器(7)接触的受力点位置处涂层(1-2)的位移的第二位移传感器(6-2)，所述第一位移传感器(6-1)的上部与基体夹持器(8)相接触，所述第二位移传感器(6-2)的上部与涂层夹持器(7)相接触；所述数据采集与控制系统包括计算机(12)以及接在计算机(12)上的数据采集卡(13)和电机驱动卡(14)，所述称重传感器(15)的输出端、第一位移传感器(6-1)的输出端和第二位移传感器(6-2)的输出端均与数据采集卡(13)的输入端连接，所述电机(2-12)与电机驱动卡(14)的输出端连接。2.按照权利要求1所述的涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：所述机架(2-1)的左右两侧立柱内均安装有与丝杠(2-4)平行间隔设置的导柱(2-2)，所述移动横梁(2-3)的两端分别穿过两根导柱(2-2)。3.按照权利要求2所述的涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：所述机架(2-1)的左右两侧立柱内侧面上均安装有用于将丝杠(2-4)和导柱(2-2)覆盖在所述立柱内的防尘帘(2-5)。4.按照权利要求1所述的涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：所述传感器支架(9)的形状为U字形，所述传感器支架(9)通过两个第一内六角螺钉(11-1)固定连接在刻度盘(4)的顶部，相应所述传感器支架(9)的底面上设置有两个供第一内六角螺钉(11-1)穿过的光孔；所述第一位移传感器(6-1)通过四个第二内六角螺钉(11-2)固定连接在传感器支架(9)的一侧侧面上，相应所述传感器支架(9)的一侧侧面上设置有四个供第二内六角螺钉(11-2)穿过的螺纹孔；所述第二位移传感器(6-2)通过四个第三内六角螺钉(11-3)固定连接在传感器支架(9)的另一侧侧面上，相应所述传感器支架(9)的另一侧侧面上设置有四个供第三内六角螺钉(11-3)穿过的螺纹孔。5.按照权利要求1所述的涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：所述基体夹持器(8)包括用于横向卡在被测试样(1)的基体(1-1)上的基体夹持块(8-1)和用于拧在基体夹持块(8-1)上且用于紧固基体夹持块(8-1)与基体(1-1)的基体紧固螺钉(8-2)，相应所述基体夹持块(8-1)的一侧侧面设置有供基体紧固螺钉(8-2)穿过的螺纹孔，所述基体夹持块(8-1)上与设置基体紧固螺钉(8-2)相对的一侧侧面固定连接有基体夹持块伸长杆(8-3)，所述基体夹持块伸长杆(8-3)与第一位移传感器(6-1)的上部相接触。6.按照权利要求1所述的涂层/基体复合材料界面结合强度测量装置，其特征在于：所述涂层夹持器(7)包括用于横向卡在被测试样(1)的涂层(1-2)上的涂层夹持块(7-1)和用于拧在涂层夹持块(7-1)上且用于紧固...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴蓉霞，李凯凯，张传伟，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61