膠黏劑拉伸剪切強度的試驗方法

膠黏劑是通過界面的黏附和內(nèi)聚等作用，能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機的或無機的一類物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠黏劑，又叫黏合劑，習(xí)慣上簡稱為膠。簡而言之，膠黏劑就是通過黏合作用，能使被黏物結(jié)合在一起的物質(zhì)。“膠黏劑"是通用的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語，亦包括其他一些膠水、膠泥、膠漿、膠膏等。

一、實驗原理

試樣為單搭接結(jié)構(gòu)，在試樣的搭接面上施加縱向拉伸剪切力，測定試樣能承受的最大負(fù)荷。搭接面上的平均剪應(yīng)力為膠粘劑的金屬對金屬搭接的拉伸剪切強度，單位為 MPa。

二、實驗裝置及試樣

1）試驗機：使用的試驗機應(yīng)使試樣的破壞負(fù)荷在滿標(biāo)負(fù)荷的（15~85）%之間。試驗機的力值示值誤差不應(yīng)大于1%。試驗機應(yīng)配備一副自動調(diào)心的試樣夾持器，使力線與試樣中心線保持一致。試驗機應(yīng)保證試樣夾持器的移動速度在 (5±1) mm/min 內(nèi)保持穩(wěn)定。

2）量具：測量試樣搭接面長度和寬度的量具精度不低于 0.05 mm。

3）夾具：膠接試樣的夾具應(yīng)能保證膠接的試樣符合要求，在保證金屬片不破壞的情況下，試樣與試樣夾持器也可用銷、孔連接的方法，但不能用于仲裁試驗。

4）標(biāo)準(zhǔn)試樣的搭接長度是（12.5±0.5）mm，金屬片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm，試樣的搭接長度或金屬片的厚度不同對試驗結(jié)果會有影響。

5）建議使用 LY12-CZ 鋁合金、1Cr18Ni9Ti不銹鋼、45 碳鋼、T2 銅等金屬材料。

6）試樣數(shù)量不應(yīng)少于 5 個，仲裁試驗試樣數(shù)量不應(yīng)少于 10 個；對于高強度膠粘劑，測試時如出現(xiàn)金屬材料屈服或破壞的情況，則可適當(dāng)增加金屬片厚度或減少搭接長度，兩者中選擇前者較好。

測試時金屬片所受的應(yīng)力不要超過其屈服強度 σS ，金屬片的厚度  δ可按式（ 11-12）計算：

δ＝（ L·τ） /σ S （11-12）式中：

δ——金屬片厚度；

L——試樣搭接長度；

τ——膠粘劑拉伸剪切強度；

σS ——金屬材料屈服強度（MPa）。

三、試樣制備

1）試樣可用不帶槽或帶槽的平板制備，也可單片制備。

2）膠接用的金屬片表面應(yīng)平整，不應(yīng)有彎曲、翹曲、歪斜等變形。金屬片應(yīng)無毛刺，邊緣保持直角。

3）膠接時，金屬片的表面處理、膠粘劑的配比、涂膠量、涂膠次數(shù)、晾置時間等膠接工藝以及膠粘劑的固化溫度、壓力、時間等均按膠粘劑的使用要求進(jìn)行。

4）制備試樣都應(yīng)使用夾具，以保證試樣正確地搭接和精確地定位。

5）切割已膠接的平板時，要防止試樣過熱，應(yīng)盡量避免損傷膠接縫。

四、試驗條件

試樣的停放時間和試驗環(huán)境應(yīng)符合下列要求：

1）試樣制備后到試驗的最短時間為 16 h，最長時間為 30 d。

2）試驗應(yīng)在溫度為（ 23±2）℃ 、相對濕度為（ 45~55）%的環(huán)境中進(jìn)行。

3）對僅有溫度要求的測試，測試前試樣在試驗溫度下停放時間不應(yīng)少于 0.5 h；對有溫度、濕度要求的測試，測試前試樣在試驗溫度下停放時間一般不應(yīng)少于 16 h。

五、實驗步驟

1）用量具測量試樣搭接面的長度和寬度，精確到 0.05 mm。

2）把試樣對稱地夾在上下夾持器中，夾持處到搭接端的距離為（ 50± 1）mm

3）開動試驗機，在 (5±1) mm/min 內(nèi)，以穩(wěn)定速度加載。記錄試樣剪切破壞的最大負(fù)荷，記錄膠接破壞的類型（內(nèi)聚破壞、粘附破壞、金屬破壞）。

六、試驗結(jié)果

對金屬搭接的膠粘劑拉伸剪切強度 τ按式（ 11-13）計算，單位為 MPa。

τ= F /（b·l）   （11-13）式中： 

F——試樣剪切破壞的最大負(fù)荷；

b——試樣搭接面寬度；

l——試樣搭接面長度；

試驗結(jié)果以剪切強度的算術(shù)平均值、最高值、低值表示。取 3 位有效數(shù)字

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