一种涂层材料表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种涂层材料表面大面积结冰条件下固‑冰界面断裂韧性的测试装置及方法，所述测试方法采用的是单悬臂梁加载的原理，并利用金属基片的弯曲应力诱导了固‑冰界面处微裂纹的萌生与扩展，旨在对以金属为基底的涂层材料表面与冰层之间的界面断裂行为进行观察，获得冰层与基体表面间的界面断裂韧性。本发明专利技术的有益之处在于：该测试方法可以准确地评价大面积构件涂层材料的防冰性能，操作简单，方便，实现了对大面积结冰条件下的固‑冰界面的断裂韧性进行客观评价的目的，对防冰表面的工业化应用及发展具有重要的意义；该测试装置，结构简单，设计精妙，操作简单，具有很好的使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种涂层材料表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试装置及方法
本专利技术属于材料表面工程
，涉及一种用于测试评价大面积工程应用材料表面与冰层界面结合处断裂韧性的测试方法，具体涉及一种涂层材料表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试装置及方法。
技术介绍
随着工业技术的不断创新及发展，普通的工程应用材料已经不能满足现有的服役环境的要求，迫切需要开发面向各种极端苛刻服役环境的新材料与新技术。与此同时，面向低温高湿服役环境的功能应用型材料引起了各国科研工作者的研究兴趣，并取得了一定的研究进展，尤其在降低冰层对材料表面的粘附作用方面。冰层与基体材料之间由于弹性模量相差较大，容易在固-冰界面处形成微裂纹，目前常用冰层粘附强度来表征材料的防覆冰性能。常用的评价冰层粘附强度大小的主要方法为，横向剪切试验、垂直剪切试验以及离心试验等，但这些方法多用于小尺度范围内的除冰测试。而面向大面积几平方厘米甚至更大结冰条件下的低冰粘附表面的研究甚少，尤其是从固-冰界面断裂韧性的角度出发来表征大面积冰层对基体材料表面的粘附作用的研究更是鲜有报本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试装置，其特征在于，所述装置包括：测力计(1)、实验室试验台(2)、夹持装置(3)、高速显微摄像仪(4)；所述实验室试验台(2)用于水平放置已结冰的涂层试样，所述夹持装置(3)用于固定所述已结冰的涂层试样，所述测力计(1)用于连接所述已结冰的涂层试样，所述高速显微摄像仪(4)用于观察所述涂层试样表面与冰层之间的断裂行为。/n

【技术特征摘要】
1.一种涂层表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试装置，其特征在于，所述装置包括：测力计(1)、实验室试验台(2)、夹持装置(3)、高速显微摄像仪(4)；所述实验室试验台(2)用于水平放置已结冰的涂层试样，所述夹持装置(3)用于固定所述已结冰的涂层试样，所述测力计(1)用于连接所述已结冰的涂层试样，所述高速显微摄像仪(4)用于观察所述涂层试样表面与冰层之间的断裂行为。


2.一种涂层表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1所述的一种涂层表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试装置进行涂层表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试。


3.根据权利要求2所述的一种涂层表面大面积结冰条件下固-冰界面断裂韧性的测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
①将已结冰的涂层试样置于所述实验室试验台(2)上，并采用水平仪将整个系统调平；且所述涂层试样是以金属为基体的；
②采用所述夹持装置(3)固定所述涂层试样，所述涂层试样的一端被夹紧，另一端可以在垂直方向上移动；所述涂层试样的自由端与所述测力计(1)相连接；
③对所述涂层试样的自由端施加垂直于梁方向上的作用力，此时所述涂层试样受到作用力有发生脱粘的趋势，继续施加作用力，并用所述高速显微摄像仪(4)实时观察和记录界面微裂纹的扩展过程，直至冰层脱落为止，记录此时测力计(1)显示的数值P；
④通过对所述高速显微摄像仪(4)所得图像进行分析，得到微裂纹在涂层试样表面的扩展速率Vi；
⑤将所述微裂纹在涂层试样表面的扩展速率Vi与冰层脱落时测力计显示的数值P代入公式即可得到固-冰界面的断裂韧性；式中P为裂纹失稳扩展时...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈一洲，陶杰，曾朝娇，谢欣瑜，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32