2月** 動態激勵計畫
評估粘接質量的最常見方法是確定粘接強度。 粘接強度是膠粘劑技術中的乙個重要指標，對膠粘劑的選擇、新型膠粘劑的開發、接縫的設計、粘接工藝的改進、膠粘結構的正確應用具有指導意義。
粘結強度定義
粘接強度是指在外力作用下，膠粘劑中的膠粘劑與被粘物或其附近接觸處損壞所需的應力，粘接強度也稱為膠粘劑粘接強度。
粘接強度是膠粘劑體系損壞時所需的應力，其大小不僅取決於粘接力、膠粘劑的力學效能、粘接物的效能和粘接工藝，還取決於接頭形式、力（型別、尺寸、方向、頻率）、環境因素（溫度、濕度、壓力、介質）、試驗條件、 實驗技術等 由此可見，粘接力只是決定粘接強度的重要因素之一，因此粘接強度和粘接力是兩個完全不同的概念，不能混淆。
粘接接頭上的力形式
外力作用下對膠層的受力可歸納為剪下、拉伸、不均勻撕裂和剝落四種形式。
1）剪下。外力大小相等，方向相反，基本平行於粘接面，均勻分布在整個粘接面上。
2）伸展運動。又稱均勻撕裂，它受到相反方向的拉扯作用，垂直於粘合劑表面，並均勻分布在整個粘合劑表面。
3）撕裂不均勻。 也稱為劈裂，雖然外力的方向也垂直於粘接面，但分布不均勻。
4）剝離。外力的方向與粘接麵成一定角度，基本分布在粘接面的直線上。
粘結強度的分類
根據粘接接頭受力的不同，粘接強度可分為剪下強度、拉伸強度、不均勻撕裂強度、剝離強度、抗壓強度、衝擊強度、彎曲強度、扭轉強度、疲勞強度、抗蠕變性等。
（1）剪下強度
剪下強度是指膠粘件斷裂時每單位膠粘劑表面所能承受的剪下力，其單位以兆帕（MPa）表示。 剪下強度根據試驗的受力方式分為拉伸剪下、壓縮剪下、扭轉剪下和彎曲剪下強度。
具有不同效能的膠粘劑具有不同的剪下強度，一般來說，堅韌的膠粘劑比柔性膠粘劑具有更高的剪下強度。 大量試驗表明，粘接層越薄，剪下強度越高。
試驗條件最重要的影響是環境溫度和試驗速度，剪下強度隨溫度的公升高而降低，隨著試驗速度的減慢而降低，說明溫度與速度有等效關係，即提高試驗溫度等於降低載入速度。
（2）抗拉強度
抗拉強度又稱均勻撕裂強度和正向拉伸強度，是指粘性力被破壞時單位面積的拉力，單位單位以兆帕（MPa）表示。 因為拉力比剪下力均勻得多，所以一般膠粘劑的拉伸強度遠高於剪下強度。 在實際測量中，在外力作用下，膠粘劑的變形力大於被粘物的變形力，外力的軸向度不同容易產生剪下和橫向壓縮，因此在撕裂時可能同時斷裂。 如果可以增加試樣的長度，減小粘結面積，可以減少撕裂時的剝落效應，使應力作用分布更均勻。 彈性模量、膠線厚度、試驗溫度和載入速度對拉伸強度的影響與剪下強度基本相似。
（3）剝離強度
剝離強度是在規定的剝離條件下分離時，膠粘劑單位寬度所能承載的最大載荷，其單位以kn m表示。 剝離的形式多種多樣，一般可分為L型剝離、U型剝離、T型剝離和表面剝離，如下圖所示。
隨著剝離角度的變化，剝離形式也會發生變化。 當剝離角度小於或等於90°時，為L型剝離，當剝離角度大於或等於180°時，為U型剝離。 這兩種形式適用於剛性和柔性材料粘結的剝離。 T型剝離用於粘合兩種柔性材料時的剝離。 剝離強度受試樣的寬度和厚度、粘合層的厚度、剝離強度、剝離角度等因素的影響。
（4） 不均勻的撕裂強度
不均勻的撕裂強度表示膠接頭在受到不均勻的拉拔力時所能承受的最大載荷，因為載荷主要集中在膠粘線的兩邊或乙個邊緣，所以它是單位長度而不是單位面積的力，單位是kn m2。
（5）衝擊強度
衝擊強度是指膠粘劑受到衝擊載荷破壞時單位粘接面積消耗的最大功，單位為kj m2。 根據接頭形式和應力模式的不同，衝擊強度分為彎曲衝擊、壓縮剪下衝擊、拉伸剪下衝擊、扭轉剪下衝擊和T型剝離衝擊強度。
衝擊強度受膠粘劑的韌性、膠層厚度、膠粘劑的種類、試樣的大小、衝擊角度、環境濕度、試驗溫度等的影響。 膠粘劑越堅韌，衝擊強度越高。 當膠粘劑模量較低時，衝擊強度隨膠粘線厚度的增加而增加。
（6）持久的強度
持久強度是膠粘劑在長期承受靜載荷後每單位粘接面積所能承受的最大載荷，單位以兆帕（MPa）表示。 耐久強度受載荷應力和試驗溫度的影響，隨載荷應力和溫度的公升高而降低。
（7）疲勞強度
疲勞強度是指粘結接頭在一定載荷上反覆施加到指定次數而不引起破壞的最大應力。 通常，10倍時的疲勞強度稱為疲勞強度極限。 一般來說，剪下強度高的膠粘劑總是具有較低的剝離、彎曲、衝擊等強度; 剝離強度高的膠粘劑具有較高的衝擊力和抗彎強度。 不同型別的膠粘劑具有廣泛的強度特性。
下面簡要介紹測量拉伸強度和剪下衝擊強度的方法。
拉伸強度的測定方法
a.金屬粘結劑拉伸強度的測定
用於確定金屬鍵抗拉強度的最常用試樣如下圖左側所示。
試樣兩個圓柱體的直徑應相同，同軸度應為01mm，兩個鍵合面的平行度為02 mm，加工粗糙度 50μm。試樣按工藝要求粘接，為保證膠層的一致性，0將約1（2 3）mm的銅線置於層壓前，通過專用裝置定位固化（見上圖右圖）。
在測量之前，從粘合線的兩側測量圓柱體的直徑d（精確到1 10-6 m）。 測量時，將試樣安裝在拉力試驗機的夾具上，調整力中心線使其與試樣軸線一致，並在（10 20）mmmin處拉伸載入速度，記錄拉伸斷裂時的破壞載荷，並按以下公式計算抗拉強度， 單位是MPA。
f A：f - 試樣損壞時的載荷;
A - 試樣的粘附面積，a = d2 4.
每組膠粘試樣不少於5個，按允許偏差15%取算術平均值，保留3位有效位數。 如果需要測量高低溫下的抗拉強度，應將試樣和夾具放在加熱或冷卻裝置中，並在所需溫度下保持（40 60）min，然後進行測量。
b.非金屬-金屬鍵拉伸強度的測定
非金屬與金屬結合拉伸強度的測定採用在兩種金屬之間夾一層非金屬的方法。 在這裡，我們將介紹一種測量橡膠與金屬粘合的撕裂強度的方法。 橡膠厚度為（2 0.）。3）mm，粘結試樣的尺寸如下圖所示。
試樣按工藝條件要求粘接，粘接面位錯不大於02 mm。試驗時，將試樣安裝在夾具上，調整位置，使力方向垂直於粘接面，以（50 5）mm的載入速度拉伸，記錄失效時的最大載荷，並按以下公式計算撕裂強度， 單位為MPa。
c=f A：f - 試樣破碎時的載荷;
a – 鍵合面積，a = d2 4.
試樣數不得少於5個，四捨五入後數數不得少於原數的60%，取算力平均值，允許偏差為10%。
膠粘劑剪下衝擊強度的測定
剪下衝擊強度是指試樣在一定速度下受到剪下衝擊載荷破壞時單位粘接面積所消耗的功，其單位用jm2表示。 膠粘劑的剪下衝擊強度按GB T6328-1986標準測定。
1.原則
將兩個試塊組成的試樣粘合在一起，使膠接面在一定速度下承受剪下衝擊載荷，試樣損壞時所消耗的功，計算單位膠面積所承受的剪下衝擊損傷力。
測試塊 - 具有指定形狀、尺寸和精度的塊狀粘附物。
試樣 - 在一定的工藝條件下，上部和下部試塊粘合在一起。
撞擊高度——當擺葉片撞擊上述試塊時，葉片到下試塊上表面的距離用h表示，如下圖所示。
2.儀器裝置
1）試驗機。膠粘劑剪下衝擊試驗機應採用擺錘衝擊試驗機。 其鐘擺的速度為335m/s。試樣的損傷工作應選擇在試驗機測量板容量的（15 85）%以內。
2）固定裝置。所使用的夾具應能保證試樣的衝擊高度在（0.）。8～1.0）mm，並保持試樣的衝擊面和下試塊的上表面平行於擺刀。
3）量具。所用量具的最小刻度值為 005 mm。
3.砌塊和試樣製備
1） 測試塊
塊狀材料。 試塊可以由鋼、鋁、銅及其合金等金屬材料製成，也可以由木材、塑料等非金屬材料製成。 但是，木材試塊需要使用大於0的堆積密度55 g cm3 樺木或等效的直木紋樹種。 上部和下部試塊的堆積密度應大致相同。 有節、有斑點、有腐爛、顏色異常的木材不能用於加工試塊。 木材的含水量保持在（12 15）%（基於總幹質量）。
塊大小。 上部試塊的尺寸為：長度（25 0.）。5） mm， 寬度 （25 0..）5） mm， 厚度 （10 0..）5)mm;下部試塊的尺寸為：長度（45 0.）。5） mm， 寬度 （25 0..）5） mm， 厚度 （25 0..）5)mm。
加工非金屬試塊時，應注意不要因過熱而損壞試塊。
2） 試樣製備
試塊膠面、膠塗、試樣製備工藝的預處理方法應根據產品的工藝規程確定。
木材試塊膠合時，上下試塊的木紋方向應一致。
在沒有特殊要求的情況下，一般取10個金屬樣品，一般取12個非金屬樣品。
4.測試程式
1）將正常條件下停放的樣品置於測試環境（溫度23，相對濕度50%）30min以上。
2）啟動試驗機前，用測量工具測量膠接頭3點處的長度和寬度，精確到01mm。採用算術平均值來計算膠合面積。
3） 根據需要將試樣安裝在夾具上。
4）啟動試驗機，使鐘擺落下擊中試樣，記錄試樣W1的損壞工作。
5）將要敲出的上部試塊與下部試塊重疊，重複操作（4）1次，記錄樣品的慣性功w0。
6）記錄每個樣品的失效型別，如：介面失效、膠層粘結失效、混合失效和試塊變形狀態。
5.測試結果
剪下衝擊強度根據以下公式計算，單位為 J m。
is=(w1-w0)/a
式中：W1——試樣的衝擊損傷工作;
w0 – 試樣的慣性功;
a - 膠合區域。
試驗結果表示為剪下衝擊強度的算術平均值，取 3 個有效數字。
無損檢測方法
目前，確定粘接強度最常見的應用是破壞性試驗，由於抽樣試驗，粘接質量的可靠性無法得到充分保證。 隨著膠粘劑技術在航空航天等高科技領域的應用越來越多，對粘接質量和可靠性的要求越來越嚴格，對無損檢測方法的需求迫在眉睫。 因此，粘接強度無損檢測的研究是粘接工藝和實際應用中的重要課題。 自20世紀60年代以來，粘結強度與粘附物體的某些物理性質之間的關係一直被用來確定粘結強度，例如基於超聲波測定粘合劑動態模量的粘接強度測定方法。 近年來，由於新技術的應用和方法的不斷改進，粘結強度的無損檢測已經從定性發展到定量，從人工資料處理發展到計算機智慧型，無損檢測方法主要採用超聲波、聲學和應力波技術。
1.超聲波技術
a.聚偏二氯乙烯壓電探頭採用金屬化聚偏二氯乙烯（PVDF）薄膜作為探頭進行超聲無損檢測，已成功應用於超聲波回波、透射和應力波的檢測。 它重量輕、柔性好、超薄、價格低廉，響應頻率比傳統陶瓷壓電探頭快，不需要任何偶聯劑。
b.超聲耦合技術使用橡膠襯裡探頭，不使用液體偶聯劑，即乾式耦合技術。 根據材料內部聲能的變化來檢查粘接接頭的質量是快速檢測缺陷的理想選擇。
c.平面洩漏檢測平面洩漏 （LLW） 是在鍵合節點水平激發的邊界敏感平面波。 LLW無效區的補償階段對膠線的介面條件非常敏感，膠粘劑的缺乏和膠粘劑的特性會顯著改變LLW響應。 當平面波傳遞到粘結表面時，會產生壓縮應力和剪下應力，這些應力受介面特性的影響不同，使該無損檢測具有更好的檢測結果。
d.該方法測得的訊號是從鍵合介面反射回來的單調脈衝的相位和輻射值。 根據波在多層介質中的傳播特性與介面強度的關係，可以推導出粘結質量引數，與拉伸強度具有良好的線性關係。
e.超聲波光譜檢測採用超聲波光譜技術測量膠線的厚度和模量，共振頻率對膠線厚度和模量的變化敏感。 超聲波譜分析有助於提高粘接接頭特性的靈敏度，具有巨大的潛力。
2.聲學技術
a.聲發射
聲發射是一種動態無損檢測技術，它將試樣的動態載荷與變形過程聯絡起來，可以在動態測試儀中表徵試樣的微小變形，是一種顯示缺陷發展過程和缺陷破壞性的檢測方法。
b.聲光測量
採用非接觸式雷射激發方法，將粘結接頭作為乙個整體，分析了材料的微觀力學響應。 動態響應引數與粘接條件密切相關，可用於輕鬆快速地測試粘接質量。
3.其他無損檢測方法
a.應力波應力波是聲發射與超聲波相結合的產物，是一種比較新的無損檢測技術，它吸收了傳統超聲波和聲波發射的優點，本質上仍然是超聲波檢測。 應力波法可以顯示結構中缺陷和失效的綜合效果，可以區分粘結強度高和粘結強度弱，可用於監測粘結質量，在控制粘結質量和**粘結強度方面非常有前途。
b.可攜式全息干涉測試系統 可攜式全息干涉測試系統可以檢測粘接接頭的缺膠和較弱的粘接強度，為粘接部位提供可行的完整性測試裝置。
c.熱成像技術模擬了一系列影響鍵合件熱交換的因素，計算分析了這些因素與鍵合缺陷型別和鍵合條件的關係，結果表明，檢測過程中存在最佳傳熱時間，檢測的最大溫差與脫膠寬度呈線性關係。
d.渦流法採用一種新的脈衝頻率響應技術，在試樣上加入電磁波使其熱振動，然後利用渦流探頭檢查測試樣品的響應特性，經計算分析得到損耗因數，與粘接缺陷和粘接強度有很好的相關性。