一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置的制作方法

本实用新型属于薄膜与基体结合力测量领域，具体涉及一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置。

背景技术：

目前，各式各样的具有优秀力学性能薄膜在石油、化工、制药、电子等生产领域具有广泛的应用前景。薄膜大都是附着在各种基体上，薄膜与基体结合质量的好坏会对薄膜性能的发挥产生重要的影响，附着性不好的薄膜无法使用。通常来说，高校与相关研究院大多利用机械手段测量薄膜结合力，即在薄膜表面黏上规则金属块，将金属块与拉伸试验机相连接，进行单轴拉伸。利用薄膜完全分离基底时的载荷和接触面积来计算薄膜结合力。但是拉伸试验机通常比较笨重，不能随身携带，并且拉伸试验机操作繁琐，极大的影响试验效率。因此如何精确地、快速地、操作简便地测量薄膜与基体的结合力，已经成为影响薄膜研发领域的关键难题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置；以实现随时随地地、高精度地测量薄膜与基体的结合力。

本实用新型采用以下技术方案:

一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置，其特征在于，包括步进电机驱动装置、手动驱动装置及薄膜结合力测量装置；所述步进电机驱动装置，包括中空圆柱形支撑套筒、设置在中空圆柱形支撑套筒上方的金属盖板及设置在金属盖板一侧的步进电机及控制器；所述手动驱动装置，包括摇杆固定架及设置在摇杆固定架上的摇杆，所述摇杆中部固定连接有摇杆齿轮，所述摇杆齿轮与第一连杆齿轮啮合设置；所述薄膜结合力测量装置包括第一连杆、第二连杆、设置在第二连杆下端的拉力传感器及设置在拉力传感器下端的第三连杆，所述第一连杆上端固定连接有第一连杆齿轮，所述第一连杆上的第一连杆齿轮与步进电机及控制器的转轴上的步进电机齿轮啮合，所述第一连杆中部设有螺纹，并通过螺纹与中空圆柱形支撑套筒螺接配合；所述第一连杆的下端连接有推力球轴承，所述第二连杆上设有用于固定推力球轴承的凹槽，并凹槽与推力球轴承固定连接，所述第三连杆的下端设有可拆卸金属块。

所述的一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置，其特征在于，所述中空圆柱形支撑套筒外侧设有小型传感器显示屏，所述拉力传感器的输出信号线与小型传感器显示屏电路连接。

所述的一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置，其特征在于，所述中空圆柱形支撑套筒的一侧中部固定连接有便携式金属手柄，所述便携式金属手柄中部固定连接有防滑橡胶套。

所述的一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置，其特征在于，所述摇杆上端连接有橡胶摇杆手柄。

本实用新型的有益效果：该设计巧妙，结构合理，安全牢固，使用方便。应用本装置测量薄膜与基体的结合力，大幅简化了测试过程，减少测试时间，提高了测量的效率，保证了测量的薄膜与基体的结合力的稳定性与精确性，对薄膜的研究领域具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-第一连杆，2-步进电机齿轮，3-步进电机及其控制器，4-金属盖板，5-便携式金属手柄，6-防滑橡胶套，7-中空圆柱形支撑套筒，8-薄膜，9-基体，10-粘合剂，11-可拆卸金属块，12-第三连杆，13-小型传感器显示屏，14-拉力传感器，15-第二连杆，16-推力球轴承，17-摇杆固定座，18-摇杆齿轮，19-第一连杆齿轮，20- 橡胶摇杆手柄，21-摇杆。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的描述：

如图1所示，一种薄膜与基体结合力电动或手动测量装置，包括第一连杆1、步进电机齿轮2、步进电机及其控制器3、金属盖板4、便携式金属手柄5、防滑橡胶套6、中空圆柱形支撑套筒7、薄膜8、基体9、粘合剂10、可拆卸金属块11、第三连杆12、小型传感器显示屏13、拉力传感器14、第二连杆15、推力球轴承16、摇杆固定座17、摇杆齿轮18、第一连杆齿轮19、橡胶摇杆手柄20及摇杆21。

薄膜与基体结合力电动或手动测量装置，包括步进电机驱动装置、手动驱动装置及薄膜结合力测量装置；

步进电机驱动装置，包括中空圆柱形支撑套筒7，中空圆柱形支撑套筒7上方有金属盖板4，金属盖板4上固定连接有步进电机及其控制器3。第一连杆1上端固定连接有第一连杆齿轮19，第一连杆1上的第一连杆齿轮19与步进电机3转轴上的步进电机齿轮2啮合；第一连杆1中部有矩形螺纹，矩形螺纹可以传递力；第一连杆1的下端连接有推力球轴承16。在中空圆柱形支撑套筒7的一侧中部固定连接有便携式金属手柄5，在便携式金属手柄5中部固定连接有防滑橡胶套6。

手动驱动装置，包括摇杆21，摇杆21下端插入摇杆固定架17中，摇杆21中部固定连接有摇杆齿轮18，摇杆齿轮18与第一连杆齿轮19啮合，摇杆21上端连接有橡胶摇杆手柄20，摇杆21可以绕轴线转动。

薄膜结合力测量装置，包括第二连杆15，第二连杆15上端有固定推力球轴承16的凹槽，固定有推力球轴承16，第二连杆15的下端与拉力传感器14的上端固定连接。拉力传感器14的下端与第三连杆12上端固定连接，第三连杆12的下端与可拆卸金属块11连接。拉力传感器14的输出信号线与小型传感器显示屏13固定连接。

步进电机驱动工作过程：首先在试样的薄膜8上用金刚石刀片划出一个检测区域（检测区域面积与可拆卸金属块11面积相等），将可拆卸金属块11的下表面均匀涂上粘合剂10，将其与已经镀好的薄膜的试样（包括基体9和薄膜8）的检测区域薄膜一侧粘合在一起，等待粘合剂10的粘合效果达到最佳后。利用便携式金属手柄5将中空圆柱形支撑套筒7放置在薄膜表面，同时保持中空圆柱形支撑套筒7与试样上表面的法向方向平行，然后将金属盖板4放置在中空圆柱形支撑套筒7的上面，并且保持金属盖板4与薄膜表面平行。调整金属盖板4的位置使第一连杆1的轴线与试样表面垂直。打开步进电机3，第一连杆1受到向上的拉力缓慢向上移动，拉力传感器13会将即时的薄膜8和基体9的载荷数值传输到小型传感器显示屏13上。等到检测区域薄膜8从基体9上脱落的时候停止步进电机3，并记录下来小型传感器显示屏13显示的载荷。最后利用记录的薄膜完全分离基体9时的载荷和可拆卸金属块11与薄膜8接触面积来计算薄膜结合力。

手动驱动工作过程：当不方便使用步进电机的时候可使用手动装置。首先在试样的薄膜8上用金刚石刀片划出一个检测区域（检测区域面积与可拆卸金属块11面积相等），将可拆卸金属块11的下表面均匀涂上粘合剂10，将其与已经镀好的薄膜的试样（包括基体9和薄膜8）的检测区域薄膜一侧粘合在一起，等待粘合剂10的粘合效果达到最佳后。利用便携式金属手柄5将中空圆柱形支撑套筒7放置在薄膜表面，同时保持中空圆柱形支撑套筒7与试样上表面的法向方向平行，然后将金属盖板4放置在中空圆柱形支撑套筒7的上面，并且保持金属盖板4与薄膜表面平行。调整金属盖板4的位置使第一连杆1的轴线与试样表面垂直。将摇杆21下端插入摇杆固定架17中，用手摇动摇杆21，第一连杆1受到向上的拉力缓慢向上移动，拉力传感器13会将即时的薄膜8和基体9的载荷数值传输到小型传感器显示屏13上。等到检测区域的薄膜8从基体9上脱落的时候停止步进电机3，并记录下来小型传感器显示屏13显示的载荷。最后利用记录的薄膜完全分离基体9时的载荷和可拆卸金属块11与薄膜8接触面积来计算薄膜结合性。

结合性可用以上公式计算，其中l为薄膜与基体的结合性指数，F为小型传感器显示屏记录的最大数值，m为传感器下方连杆和规则金属块的总质量，s为检测区域面积。