TC14工陶《粘结剂的粘结界面拉伸与剪切强度试验方法-十字交叉法》-验证试验报告

《粘结剂的粘结界面拉伸与剪切强度试验方法-

十字交叉法》团体标准

验证试验报告

起草编制组

2021年6月

1

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1、试验内容

为了对标准的试验方法进行验证，起草编制组开展了全面的验证工作，对试验方法

的适用性及稳定性进行了实验室内部对比。所用到的十字交叉试样都按照标准中的粘结

界面拉伸与剪切强度试验方法进行测试。试验方法的原理为：对十字交叉试样施加载荷

在粘结界面处产生均匀拉伸或剪切应力，从而导致界面脱粘。试验方法的操作步骤为：

对于界面拉伸粘结强度测试，将十字交叉试样以图1(a)的放置方式固定好，施加压缩载

荷于水平试样条上，在粘结界面产生单轴拉伸应力。以某一恒定的速率加载直至界面断

开，记录试样界面断开时对应的载荷值，测量粘结界面的面积，计算得到拉伸强度。对

于界面剪切粘结强度测试，将十字交叉试样以图1(b)的放置方式固定好，施加压缩载荷

于垂直试样条上，在粘结界面产生纯剪切应力。以某一恒定的速率加载直至界面断开，

记录试样界面断开时对应的载荷值，测量粘结界面的面积，计算得到剪切强度。

（a）界面拉伸粘结强度试验中十字交叉试样承载方式、支撑面和粘结面示意图

(b)界面剪切粘结强度试验中十字交叉试样承载方式、支撑面和粘结面示意图

1

1—粘结界面；

F—载荷；

q—支撑面反作用力。

图1测量十字交叉试样的界面拉伸和剪切粘结强度示意图

2、验证标准适用性

25℃条件下，采用本标准对不同粘结剂的界面拉伸与剪切强度进行测试。

试验一

试验样品：95%氧化铝陶瓷，环氧树脂粘结剂

试验条件：25℃，大气压（101KPa），1mm/min加载，界面拉伸测试

试验结果：试样条长39.95mm及40.03mm，厚10.01mm及9.91mm，粘结区域长

9.94mm，宽10.10mm，粘结面积100.39mm2，界面拉伸强度6.30MPa。

试验二

试验样品：95%氧化铝陶瓷，硅酸盐高温粘结剂

试验条件：25℃，大气压（101KPa），1mm/min加载，界面拉伸测试

试验结果：试样条长39.95mm及39.99mm，厚9.92mm及9.90mm，粘结区域长

9.83mm，宽9.84mm，粘结面积96.73mm2，界面拉伸强度1.76MPa。

试验三

试验样品：95%氧化铝陶瓷，环氧树脂粘结剂

试验条件：25℃，大气压（101KPa），1mm/min加载，界面剪切测试

试验结果：试样条长40.08mm及40.02mm，厚10.02mm及9.94mm，粘结区域长

9.94mm，宽9.99mm，粘结面积99.30mm2，界面剪切强度17.18MPa。

试验四

试验样品：95%氧化铝陶瓷，硅酸盐高温粘结剂

试验条件：25℃，大气压（101KPa），1mm/min加载，界面剪切测试

试验结果：试样条长39.98mm及40.04mm，厚9.92mm及9.97mm，粘结区域长

9.90mm，宽9.88mm，粘结面积97.81mm2，界面剪切强度9.56MPa。

3、验证标准稳定性

标准起草编制组按照标准中的检测方法，选用环氧树脂粘结剂和硅酸盐高温粘结剂

进行结果稳定性验证试验。以环氧树脂粘结剂和硅酸盐高温粘结剂粘结95%氧化铝陶

2

瓷，制成十字交叉试样，测试界面拉伸或剪切强度，每组试验包含10个样品，测试结

果如表1和表2所示。由表中数据可以看出，对于同一批试样在相同条件下，粘结界面

拉伸强度及粘结界面剪切强度测试结果离散性较小，离散系数最大8.5%，最小8.0%，

表示该方法和测试装置的稳定性和重复性较好。

表1环氧树脂粘结剂及硅酸盐高温粘结剂界面拉伸强度数据

单位：MPa

试验名称：界面拉伸强度试验

试验温度（℃）

环氧树脂粘结剂硅酸盐高温粘结剂

18.021.87

27.031.94

36.821.76

46.451.56

56.291.78

25

67.151.98

76.301.57

86.491.91

97.911.70

107.112.01

平均值6.961.81

标准差0.590.15

离散系数/%8.58.5

表2环氧树脂粘结剂及硅酸盐高温粘结剂界面剪切强度数据

单位：MPa

试验名称：界面剪切强度试验

试验温度（℃）

环氧树脂粘结剂硅酸盐高温粘结剂

117.189.48

25218.0710.06

319.5610.36

3

421.729.56

521.008.88

618.379.46

719.859.56

817.1411.00

921.428.26

1019.918.72

平均值19.429.53

标准差1.590.76

离散系数/%8.28.0

4、结论

通过对粘结剂的粘结界面拉伸与剪切强度试验进行实验室内部对比，得出以下结

论：

1、本试验方法适用于粘结剂的粘结界面拉伸与剪切强度的评价。

2、本试验方法测试结果的稳定性和重复性良好。

本试验方法制定的各项关键性指标合理