一种胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的制作方法

本发明涉及一种试验用夹具，特别涉及胶黏剂粘接的柔性非金属薄膜与刚性金属材料之间的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具，适用于胶黏剂粘接的柔性非金属膜与刚性金属材料之间室温～4.2K剥离强度的测试。

背景技术：

目前，随着胶黏剂种类的增多及应用领域的不断扩大，不同种类的胶黏剂不仅应具有良好的导电、导热、绝缘等性能，还需要有良好的粘接强度。特别是随着胶黏剂在低温环境下的应用增多，此环境下众多的非金属材料与金属材料除了通过胶黏剂来实现导热、导电、绝缘等要求外，还需要胶黏剂具有牢靠的粘接力，防止彼此剥离脱落。这就需要通过试验获得利用胶黏剂粘接在一起的非金属材料与金属材料之间的剥离强度。如何获得胶黏剂在低温环境下的剥离强度，特别是柔性非金属薄膜通过胶黏剂粘接的刚性金属之间的低温剥离强度，是一个急需解决的问题。

目前GB/T 7122-1996里面介绍了胶黏剂剥离强度的室温测试工装，但是该测试工装不适合在低温环境中应用。一方面是室温测试工装不能够根据实际测试的需求提供不同剥离角度的剥离测试；另一方面是室温测试工装需要的测试区域过大，由于测试区域必须是稳定的低温温度场，特别是有些低温剥离测试需要在77K～4.2K的温度下进行，这就要求测试的空间尽可能的缩小，以实现稳定控制温度场并尽可能的减少战略资源液氦的消耗量从而节约测试的成本等。基于此，有必要研制适用于低温环境下的胶黏剂剥离测试工装。国内目前还没有报道胶黏剂低温环境下的剥离试验工装，研制适合胶黏剂室温～4.2K的剥离强度的试验工装显得尤为迫切。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种适合从室温～4.2K的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具，其在低温环境下具有良好的滚动导向性能；具有90°～150°宽泛可调的剥离角度；安装及测试方便；适用于粘接在柔性非金属薄膜与刚性金属之间胶黏剂的低温剥离强度的测试。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具，其组成如下：

一下表面正中心处带有一垂向螺杆4的长方体型支座1；

装于所述长方体型支座1上的支架滚筒；每一支架滚筒均由一对分别固定安装在长方体型支座1前后两侧面上的支架片、装于支架片上部之间的支架滚轴及套装于每个支架滚轴外表面的内径大于支架滚轴外径的外套轴筒22组成；每一支架滚筒有上下二个呈水平状的支架滚轴及套装于其外表面的外套轴筒22；

所述支架滚筒分为固定支架滚筒2和滑动支架滚筒21两种；

每一固定支架滚筒2的一对支架片分别固定安装于所述垂向螺杆4中心线上方的长方体型支座1的前后两侧面上及垂向螺杆4左侧的长方体型支座1的前后两侧面上；

所述垂向螺杆4右侧的长方体型支座1的前后两侧面上分别设有呈水平态的水平滑槽导轨3；所述水平滑槽导轨3为丁字形纵截面凹槽，丁字形纵截面凹槽的底部槽宽大于上部槽宽；水平滑槽导轨3的滑槽内装嵌有凸型滑块23；所述凸型滑块23的底部位于的水平滑槽导轨3的滑槽内，凸型滑块23外端面中心处设有一呈前后方向的螺纹孔；水平滑槽导轨3的深度一致，位于其内的凸型滑块23高度等于水平滑槽导轨3的深度；所述凸型滑块23外端面与长方体型支座1的前后两侧面在同一平面；

所述滑动支架滚筒21的一对支架片分别通过设于长方体型支座1前后两侧面上的水平滑槽导轨3内的凸型滑块23固定装于所述垂向螺杆4右侧的长方体型支座1的前后两侧面。

所述固定支架滚筒2与滑动支架滚筒21上、下外套轴筒中心高度分别相同；

所述水平滑槽导轨3有上、下两条且平行。

所述外套轴筒22为铝合金材质；其余部件均为耐低温的不锈钢材质。

垂向螺杆4中心线处与左侧的不锈钢长方体型支座1的前侧面10、后侧面11内各对称设有上下并排分布的多组螺纹孔24；垂向螺杆4右侧的不锈钢长方体支座1的前侧面10、后侧面11上分别设有上下并排分布的两条水平滑槽导轨3；所述水平滑槽导轨为丁字形纵截面凹槽，丁字形纵截面凹槽的底部槽宽大于上部槽宽；凸型滑块23位于水平滑槽导轨3内，凸型滑块23上端面中心处设有一前后方向的螺纹孔；所述固定支架滚筒2的支架片通过螺纹孔24用螺钉固定在不锈钢长方体型支座1左侧的前侧面10、后侧面11上；所述滑动支架滚筒21的支架片通过设于长方体型支座1前后两侧面上水平滑槽导轨3内的凸型滑块23固定装于所述垂向螺杆4右侧的长方体型支座1的前后两侧面上；所述固定支架滚筒2与滑动支架滚筒21上、下外套轴筒22中心高度分别相同；根据试验中胶黏剂剥离角度的具体要求，通过凸型滑块23滑动来调节支架滚筒21距长方体型支座1垂向中心线的距离；

试样5上的柔性非金属薄膜从一个支架滚筒21外套滚筒22上方外套滚筒的右侧绕过，然后与长方体型支座1垂向中心线上方的载荷传感器装置连接；柔性非金属薄膜的上表面与试样5的金属板右侧上表面夹角即为剥离夹角；通过凸型滑块23在水平滑槽导轨3滑动，改变支架滚筒21距长方体型支座1垂向中心线的距离；柔性非金属薄膜绕过与长方体型支座1垂向中心线不同距离的滚筒支架21外套轴筒22，实现柔性非金属薄膜上表面与试样2金属板右侧上表面夹角的改变；剥离角度可以在90°～150°内调节；在试验过程中外套滚筒22为试样5刚性金属板提供水平滚动导向。

本发明提供的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具有以下优点：

1、适用于较宽的温度范围(室温～4.2K)；

2、适用于柔性非金属薄膜与刚性金属材质粘接后剥离强度的测试；

3、可以根据剥离试验的需求实现剥离角度在90°～150°内调节；

4、适用于标准或非标准柔性非金属薄膜材料与刚性金属板材粘接的剥离试验；

5、结构简单，安装方便。

附图说明

图1为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的正面结构示意图；

图2为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的侧面结构示意图；

图3为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的水平滑槽导轨剖视图；

图4-1和图4-2为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的凸型滑块及A-A面剖视图。

具体实施方式

下面通过附图及实施例进一步描述本发明：

图1为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具正面结构示意图；图2为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具侧面结构示意图；图3为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的水平滑槽导轨剖视图；图4-1和图4-2为本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具的凸型滑块及A-A面剖视图。由图1、图2、图3、图4-1和图4-2可知，本发明的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具，其组成如下：

一下表面正中心处带有一垂向螺杆4的长方体型支座1；

装于所述长方体型支座1上的支架滚筒；每一支架滚筒均由一对分别固定安装在长方体型支座1前后两侧面上的支架片、装于支架片上部之间的支架滚轴及套装于每个支架滚轴外表面的内径大于支架滚轴外径的外套轴筒22组成；每一支架滚筒有上下二个呈水平状的支架滚轴及套装于其外表面的外套轴筒22；

所述支架滚筒分为固定支架滚筒2和滑动支架滚筒21两种；

每一固定支架滚筒2的一对支架片分别固定安装于所述垂向螺杆4中心线上方的长方体型支座1的前后两侧面上及垂向螺杆4左侧的长方体型支座1的前后两侧面上；

所述垂向螺杆4右侧的长方体型支座1的前后两侧面上分别设有呈水平态的水平滑槽导轨3；所述水平滑槽导轨3为丁字形纵截面凹槽，丁字形纵截面凹槽的底部槽宽大于上部槽宽；水平滑槽导轨3的滑槽内装嵌有凸型滑块23；所述凸型滑块23的底部位于的水平滑槽导轨3的滑槽内，凸型滑块23外端面中心处设有一呈前后方向的螺纹孔；水平滑槽导轨3的深度一致，位于其内的凸型滑块23高度等于水平滑槽导轨3的深度；所述凸型滑块23外端面与长方体型支座1的前后两侧面在同一平面；

所述滑动支架滚筒21的一对支架片分别通过设于长方体型支座1前后两侧面上的水平滑槽导轨3内的凸型滑块23固定装于所述垂向螺杆4右侧的长方体型支座1的前后两侧面。

所述固定支架滚筒2与滑动支架滚筒21上、下外套轴筒中心高度分别相同；

所述水平滑槽导轨3有上、下两条且平行。

所述外套轴筒22为铝合金材质；其余部件均为耐低温的不锈钢材质。

垂向螺杆4中心线处与左侧的不锈钢长方体型支座1的前侧面10、后侧面11内各对称设有上下并排分布的多组螺纹孔24；垂向螺杆4右侧的不锈钢长方体支座1的前侧面10、后侧面11上分别设有上下并排分布的两条水平滑槽导轨3；所述水平滑槽导轨为丁字形纵截面凹槽，丁字形纵截面凹槽的底部槽宽大于上部槽宽；凸型滑块23位于水平滑槽导轨3内，凸型滑块23上端面中心处设有一前后方向的螺纹孔；所述支架滚筒2的支架片通过螺纹孔24用螺钉固定在不锈钢长方体型支座1左侧的前侧面10、后侧面11上；所述滑动支架滚筒21的支架片通过设于长方体型支座1前后两侧面上水平滑槽导轨3内的凸型滑块23固定装于所述垂向螺杆4右侧的长方体型支座1前后两侧面；所述固定支架滚筒2与滑动支架滚筒21上、下外套轴筒22中心高度分别相同；根据试验中胶黏剂剥离角度的具体要求，通过凸型滑块23滑动来调节支架滚筒21距长方体型支座1垂向中心线的距离；

试样5上的柔性非金属薄膜从一个支架滚筒21外套滚筒22上方外套滚筒的右侧绕过，然后与长方体型支座1垂向中心线上方的载荷传感器装置连接；柔性非金属薄膜的上表面与试样5的金属板右侧上表面夹角即为剥离夹角；通过凸型滑块23在水平滑槽导轨3滑动，改变支架滚筒21距长方体型支座1垂向中心线的距离；柔性非金属薄膜绕过与长方体型支座1垂向中心线不同距离的滚筒支架21外套轴筒22，实现柔性非金属薄膜上表面与试样2金属板右侧上表面夹角的改变；剥离角度可以在90°～150°内调节；在试验过程中外套滚筒22为试样5刚性金属板提供水平滚动导向。

下面详细描述其测试过程：

测试时，将固定支架滚筒2通过螺母固定在长方体型支座1左侧的前后侧面上；滑动支架滚筒21通过水平滑槽导轨3及其内的凸型滑块23固定在长方体型支座1右侧的前后侧面上；组装成一体的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具通过长方体型支座1下表面正中心的垂向螺杆4固定在低温测试装置的下部；试样5水平放置在固定支架滚筒2上下并排外套轴筒22上下两个外套轴筒之间；根据不同剥离角度试验的要求，试样5上的柔性非金属薄膜从一个支架滚筒21外套轴筒22上方轴筒的右侧绕过，并与长方体型支座1垂向中心线上方的载荷传感器装置连接；柔性非金属薄膜的上表面与试样2金属板的右侧上表面夹角即为剥离夹角；通过凸型滑块23在水平滑槽导轨3滑动，改变支架滚筒21距长方体型支座1垂向中心线的距离；柔性非金属薄膜绕过与长方体型支座1垂向中心线不同距离的滚筒支架21外套轴筒22，实现柔性非金属薄膜上表面与试样2金属板右侧上表面夹角的改变；剥离角度可以在90°～150°内调节；在试验过程中外套滚筒22为试样5刚性金属板提供水平滚动导向。

在室温-77K范围内根据不同测试温度的要求，把低温杜瓦内装卡好试样5的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具冷却到规定的温度，然后通过试验机横梁运动拉动柔性非金属薄膜的端头向上运动，试样5的刚性金属板逐渐从长方体型支座1左侧的固定支架滚筒2上下并排的外套滚筒22中间空隙内滑动到支架滚筒21上下并排的外套滚筒22中间空隙内，滚筒水平导向，柔性非金属薄膜的上表面始终与试样5的刚性金属板右侧上表面之间保持固定的剥离角度；随着试验机横梁的向上运动，粘接在刚性金属板上的柔性非金属薄膜逐渐被剥离，直至完成最后剥离测试。

由上可以得知：本发明提供的胶黏剂低温剥离强度测试工装夹具有以下优点：

1、适用于较宽的温度范围(室温～4.2K)；

2、适用于柔性非金属薄膜与刚性金属材质粘接后剥离强度的测试；

3、可以根据剥离试验的需求实现剥离角度在90°～150°内调节；

4、适用于标准或非标准柔性非金属薄膜材料与刚性金属板材粘接的剥离试验；

5、结构简单，安装方便。