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金屬表面涂層的粘結(jié)強(qiáng)度研究

  發(fā)布時(shí)間:2021/4/26 點(diǎn)擊量:2080

金屬表面涂層的粘結(jié)強(qiáng)度研究

 

 

上文我們介紹了粘結(jié)力/附著力/粘結(jié)強(qiáng)度分析儀——LUMiFrac的原理和樣品組件的制備,本期我們就緊接著來介紹一篇利用LUMiFrac來研究金屬表面涂層的粘結(jié)強(qiáng)度的應(yīng)用。

    

首先我們來科普一下涂層技術(shù),涂層(coating)是涂料一次施涂所得到的固態(tài)連續(xù)膜,是為了防護(hù),絕緣,裝飾等目的,涂布于金屬,織物,塑料等基材上的薄層。涂料可以為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài),通常根據(jù)需要噴涂的基材決定涂料的種類和狀態(tài)。

而金屬基材在實(shí)際應(yīng)用中,我們多會(huì)需要到一個(gè)耐磨的涂層,這個(gè)耐磨涂層就是一種附著在該金屬基材上,以增加金屬基材的抗磨損的一層特殊材料。
    按耐磨涂層的性能可分為以下幾種:

1)耐粘著磨損涂層

2)耐磨粒磨損涂層

3)耐疲勞磨損涂層

4)耐沖蝕磨損涂層

    按附著方式可分熱噴涂涂層和化學(xué)粘涂耐磨涂層。

 

傳統(tǒng)測(cè)量涂層的粘結(jié)強(qiáng)度的儀器一般是采用拉力試驗(yàn)機(jī)。測(cè)試時(shí),將準(zhǔn)備好的試件裝在試驗(yàn)機(jī)上,均勻連續(xù)加荷至試件涂層破裂為止。但是這種傳統(tǒng)的拉力試驗(yàn)機(jī)需要根據(jù)樣品的抗拉強(qiáng)度選擇各種不同負(fù)載范圍的夾具,不僅單次只能測(cè)試一個(gè)樣品,而且重復(fù)性差,拉力試驗(yàn)機(jī)本身體積很大又非常占空間。LUMiFrac就能很好地解決了拉力試驗(yàn)機(jī)的這些弊端。所以接下來我們將帶來LUMiFrac研究金屬表面涂層的粘結(jié)強(qiáng)度的應(yīng)用。

 

 

目的:3種不同的金屬表面聚合物涂層的比較

樣品基材材質(zhì):金屬

膠粘劑:2-C-Epoxy環(huán)氧樹脂膠水

固化條件:室溫固化24h

涂層:(Reference) V2A-V2A

      (A)100 % PE  聚乙烯

      (B)80 % PE + 20 % Epoxy 80 %聚乙烯+20 %環(huán)氧樹脂

      (C)50 % PE + 50 % Epoxy 50 %聚乙烯+50 %環(huán)氧樹脂

 

樣品組件數(shù)量:3種不同的金屬表面聚合物涂層,以及一種參考的金屬表面聚合物涂層樣品,每個(gè)樣品組件各制備4個(gè),共計(jì)16個(gè)。

 

Figue 1

 

    如圖(1)所示,為3種不同的金屬表面聚合物涂層,以及一種參考的金屬表面聚合物涂層的樣品,其粘結(jié)強(qiáng)度柱狀圖比較。每個(gè)樣品組件均制作了4份,圖中已標(biāo)識(shí)出偏差。根據(jù)結(jié)果,我們可以得到樣品C——即50 % PE + 50 % Epoxy 50 %聚乙烯+50 %環(huán)氧樹脂的涂層,其粘結(jié)強(qiáng)度。

 

 

Figue 2

 

圖(2)所示為每一類涂層在斷裂時(shí)候的樣品表面,以及測(cè)試基座表面所對(duì)應(yīng)的照片。

我們來做一個(gè)LUMiFrac和傳統(tǒng)拉力試驗(yàn)機(jī)的比較

 

 

拉力試驗(yàn)儀

特點(diǎn)

LUMiFrac-CAT技術(shù)

一個(gè)

可測(cè)樣品數(shù)

可同時(shí)測(cè)8個(gè)

每個(gè)樣品15 分鐘

安裝 & 測(cè)試 & 拆卸

8個(gè)樣品5 分鐘

雙面

樣品固定

單面

需要

粘結(jié)

需要

一個(gè)樣品接一個(gè)樣品

測(cè)試順序

一批樣品接一批樣品

難以避免

剪切力

無(wú)

N, kN, MN:

負(fù)載范圍

0.1N-6.5 kN:

不同體系/夾具

同一儀器/體系

符合

DIN EN 15870

符合

符合

DIN EN ISO 4624

符合

 

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