2月** 动态激励计划
评估粘接质量的最常见方法是确定粘接强度。 粘接强度是胶粘剂技术中的一个重要指标，对胶粘剂的选择、新型胶粘剂的开发、接缝的设计、粘接工艺的改进、胶粘结构的正确应用具有指导意义。
粘结强度定义
粘接强度是指在外力作用下，胶粘剂中的胶粘剂与被粘物或其附近接触处损坏所需的应力，粘接强度也称为胶粘剂粘接强度。
粘接强度是胶粘剂体系损坏时所需的应力，其大小不仅取决于粘接力、胶粘剂的力学性能、粘接物的性能和粘接工艺，还取决于接头形式、力（类型、尺寸、方向、频率）、环境因素（温度、湿度、压力、介质）、试验条件、 实验技术等 由此可见，粘接力只是决定粘接强度的重要因素之一，因此粘接强度和粘接力是两个完全不同的概念，不能混淆。
粘接接头上的力形式
外力作用下对胶层的受力可归纳为剪切、拉伸、不均匀撕裂和剥落四种形式。
1）剪切。外力大小相等，方向相反，基本平行于粘接面，均匀分布在整个粘接面上。
2）伸展运动。又称均匀撕裂，它受到相反方向的拉扯作用，垂直于粘合剂表面，并均匀分布在整个粘合剂表面。
3）撕裂不均匀。 也称为劈裂，虽然外力的方向也垂直于粘接面，但分布不均匀。
4）剥离。外力的方向与粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的直线上。
粘结强度的分类
根据粘接接头受力的不同，粘接强度可分为剪切强度、拉伸强度、不均匀撕裂强度、剥离强度、抗压强度、冲击强度、弯曲强度、扭转强度、疲劳强度、抗蠕变性等。
（1）剪切强度
剪切强度是指胶粘件断裂时每单位胶粘剂表面所能承受的剪切力，其单位以兆帕（MPa）表示。 剪切强度根据试验的受力方式分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切强度。
具有不同性能的胶粘剂具有不同的剪切强度，一般来说，坚韧的胶粘剂比柔性胶粘剂具有更高的剪切强度。 大量试验表明，粘接层越薄，剪切强度越高。
试验条件最重要的影响是环境温度和试验速度，剪切强度随温度的升高而降低，随着试验速度的减慢而降低，说明温度与速度有等效关系，即提高试验温度等于降低加载速度。
（2）抗拉强度
抗拉强度又称均匀撕裂强度和正向拉伸强度，是指粘性力被破坏时单位面积的拉力，单位单位以兆帕（MPa）表示。 因为拉力比剪切力均匀得多，所以一般胶粘剂的拉伸强度远高于剪切强度。 在实际测量中，在外力作用下，胶粘剂的变形力大于被粘物的变形力，外力的轴向度不同容易产生剪切和横向压缩，因此在撕裂时可能同时断裂。 如果可以增加试样的长度，减小粘结面积，可以减少撕裂时的剥落效应，使应力作用分布更均匀。 弹性模量、胶线厚度、试验温度和加载速度对拉伸强度的影响与剪切强度基本相似。
（3）剥离强度
剥离强度是在规定的剥离条件下分离时，胶粘剂单位宽度所能承载的最大载荷，其单位以kn m表示。 剥离的形式多种多样，一般可分为L型剥离、U型剥离、T型剥离和表面剥离，如下图所示。
随着剥离角度的变化，剥离形式也会发生变化。 当剥离角度小于或等于90°时，为L型剥离，当剥离角度大于或等于180°时，为U型剥离。 这两种形式适用于刚性和柔性材料粘结的剥离。 T型剥离用于粘合两种柔性材料时的剥离。 剥离强度受试样的宽度和厚度、粘合层的厚度、剥离强度、剥离角度等因素的影响。
（4） 不均匀的撕裂强度
不均匀的撕裂强度表示胶接头在受到不均匀的拉拔力时所能承受的最大载荷，因为载荷主要集中在胶粘线的两边或一个边缘，所以它是单位长度而不是单位面积的力，单位是kn m2。
（5）冲击强度
冲击强度是指胶粘剂受到冲击载荷破坏时单位粘接面积消耗的最大功，单位为kj m2。 根据接头形式和应力模式的不同，冲击强度分为弯曲冲击、压缩剪切冲击、拉伸剪切冲击、扭转剪切冲击和T型剥离冲击强度。
冲击强度受胶粘剂的韧性、胶层厚度、胶粘剂的种类、试样的大小、冲击角度、环境湿度、试验温度等的影响。 胶粘剂越坚韧，冲击强度越高。 当胶粘剂模量较低时，冲击强度随胶粘线厚度的增加而增加。
（6）持久的强度
持久强度是胶粘剂在长期承受静载荷后每单位粘接面积所能承受的最大载荷，单位以兆帕（MPa）表示。 耐久强度受载荷应力和试验温度的影响，随载荷应力和温度的升高而降低。
（7）疲劳强度
疲劳强度是指粘结接头在一定载荷上反复施加到指定次数而不引起破坏的最大应力。 通常，10倍时的疲劳强度称为疲劳强度极限。 一般来说，剪切强度高的胶粘剂总是具有较低的剥离、弯曲、冲击等强度; 剥离强度高的胶粘剂具有较高的冲击力和抗弯强度。 不同类型的胶粘剂具有广泛的强度特性。
下面简要介绍测量拉伸强度和剪切冲击强度的方法。
拉伸强度的测定方法
a.金属粘结剂拉伸强度的测定
用于确定金属键抗拉强度的最常用试样如下图左侧所示。
试样两个圆柱体的直径应相同，同轴度应为01mm，两个键合面的平行度为02 mm，加工粗糙度 50μm。试样按工艺要求粘接，为保证胶层的一致性，0将约1（2 3）mm的铜线置于层压前，通过专用装置定位固化（见上图右图）。
在测量之前，从粘合线的两侧测量圆柱体的直径d（精确到1 10-6 m）。 测量时，将试样安装在拉力试验机的夹具上，调整力中心线使其与试样轴线一致，并在（10 20）mmmin处拉伸加载速度，记录拉伸断裂时的破坏载荷，并按以下公式计算抗拉强度， 单位是MPA。
f A：f - 试样损坏时的载荷;
A - 试样的粘附面积，a = d2 4.
每组胶粘试样不少于5个，按允许偏差15%取算术平均值，保留3位有效位数。 如果需要测量高低温下的抗拉强度，应将试样和夹具放在加热或冷却装置中，并在所需温度下保持（40 60）min，然后进行测量。
b.非金属-金属键拉伸强度的测定
非金属与金属结合拉伸强度的测定采用在两种金属之间夹一层非金属的方法。 在这里，我们将介绍一种测量橡胶与金属粘合的撕裂强度的方法。 橡胶厚度为（2 0.）。3）mm，粘结试样的尺寸如下图所示。
试样按工艺条件要求粘接，粘接面位错不大于02 mm。试验时，将试样安装在夹具上，调整位置，使力方向垂直于粘接面，以（50 5）mm的加载速度拉伸，记录失效时的最大载荷，并按以下公式计算撕裂强度， 单位为MPa。
c=f A：f - 试样破碎时的载荷;
a – 键合面积，a = d2 4.
试样数不得少于5个，四舍五入后数数不得少于原数的60%，取算力平均值，允许偏差为10%。
胶粘剂剪切冲击强度的测定
剪切冲击强度是指试样在一定速度下受到剪切冲击载荷破坏时单位粘接面积所消耗的功，其单位用jm2表示。 胶粘剂的剪切冲击强度按GB T6328-1986标准测定。
1.原则
将两个试块组成的试样粘合在一起，使胶接面在一定速度下承受剪切冲击载荷，试样损坏时所消耗的功，计算单位胶面积所承受的剪切冲击损伤力。
测试块 - 具有指定形状、尺寸和精度的块状粘附物。
试样 - 在一定的工艺条件下，上部和下部试块粘合在一起。
撞击高度——当摆叶片撞击上述试块时，叶片到下试块上表面的距离用h表示，如下图所示。
2.仪器设备
1）试验机。胶粘剂剪切冲击试验机应采用摆锤冲击试验机。 其钟摆的速度为335m/s。试样的损伤工作应选择在试验机测量板容量的（15 85）%以内。
2）固定装置。所使用的夹具应能保证试样的冲击高度在（0.）。8～1.0）mm，并保持试样的冲击面和下试块的上表面平行于摆刀。
3）量具。所用量具的最小刻度值为 005 mm。
3.砌块和试样制备
1） 测试块
块状材料。 试块可以由钢、铝、铜及其合金等金属材料制成，也可以由木材、塑料等非金属材料制成。 但是，木材试块需要使用大于0的堆积密度55 g cm3 桦木或等效的直木纹树种。 上部和下部试块的堆积密度应大致相同。 有节、有斑点、有腐烂、颜色异常的木材不能用于加工试块。 木材的含水量保持在（12 15）%（基于总干质量）。
块大小。 上部试块的尺寸为：长度（25 0.）。5） mm， 宽度 （25 0..）5） mm， 厚度 （10 0..）5)mm;下部试块的尺寸为：长度（45 0.）。5） mm， 宽度 （25 0..）5） mm， 厚度 （25 0..）5)mm。
加工非金属试块时，应注意不要因过热而损坏试块。
2） 试样制备
试块胶面、胶涂、试样制备工艺的预处理方法应根据产品的工艺规程确定。
木材试块胶合时，上下试块的木纹方向应一致。
在没有特殊要求的情况下，一般取10个金属样品，一般取12个非金属样品。
4.测试程序
1）将正常条件下停放的样品置于测试环境（温度23，相对湿度50%）30min以上。
2）启动试验机前，用测量工具测量胶接头3点处的长度和宽度，精确到01mm。采用算术平均值来计算胶合面积。
3） 根据需要将试样安装在夹具上。
4）启动试验机，使钟摆落下击中试样，记录试样W1的损坏工作。
5）将要敲出的上部试块与下部试块重叠，重复操作（4）1次，记录样品的惯性功w0。
6）记录每个样品的失效类型，如：界面失效、胶层粘结失效、混合失效和试块变形状态。
5.测试结果
剪切冲击强度根据以下公式计算，单位为 J m。
is=(w1-w0)/a
式中：W1——试样的冲击损伤工作;
w0 – 试样的惯性功;
a - 胶合区域。
试验结果表示为剪切冲击强度的算术平均值，取 3 个有效数字。
无损检测方法
目前，确定粘接强度最常见的应用是破坏性试验，由于抽样试验，粘接质量的可靠性无法得到充分保证。 随着胶粘剂技术在航空航天等高科技领域的应用越来越多，对粘接质量和可靠性的要求越来越严格，对无损检测方法的需求迫在眉睫。 因此，粘接强度无损检测的研究是粘接工艺和实际应用中的重要课题。 自20世纪60年代以来，粘结强度与粘附物体的某些物理性质之间的关系一直被用来确定粘结强度，例如基于超声波测定粘合剂动态模量的粘接强度测定方法。 近年来，由于新技术的应用和方法的不断改进，粘结强度的无损检测已经从定性发展到定量，从人工数据处理发展到计算机智能，无损检测方法主要采用超声波、声学和应力波技术。
1.超声波技术
a.聚偏二氯乙烯压电探头采用金属化聚偏二氯乙烯（PVDF）薄膜作为探头进行超声无损检测，已成功应用于超声波回波、透射和应力波的检测。 它重量轻、柔性好、超薄、价格低廉，响应频率比传统陶瓷压电探头快，不需要任何偶联剂。
b.超声耦合技术使用橡胶衬里探头，不使用液体偶联剂，即干式耦合技术。 根据材料内部声能的变化来检查粘接接头的质量是快速检测缺陷的理想选择。
c.平面泄漏检测平面泄漏 （LLW） 是在键合节点水平激发的边界敏感平面波。 LLW无效区的补偿阶段对胶线的界面条件非常敏感，胶粘剂的缺乏和胶粘剂的特性会显著改变LLW响应。 当平面波传递到粘结表面时，会产生压缩应力和剪切应力，这些应力受界面特性的影响不同，使该无损检测具有更好的检测结果。
d.该方法测得的信号是从键合界面反射回来的单调脉冲的相位和辐射值。 根据波在多层介质中的传播特性与界面强度的关系，可以推导出粘结质量参数，与拉伸强度具有良好的线性关系。
e.超声波光谱检测采用超声波光谱技术测量胶线的厚度和模量，共振频率对胶线厚度和模量的变化敏感。 超声波谱分析有助于提高粘接接头特性的灵敏度，具有巨大的潜力。
2.声学技术
a.声发射
声发射是一种动态无损检测技术，它将试样的动态载荷与变形过程联系起来，可以在动态测试仪中表征试样的微小变形，是一种显示缺陷发展过程和缺陷破坏性的检测方法。
b.声光测量
采用非接触式激光激发方法，将粘结接头作为一个整体，分析了材料的微观力学响应。 动态响应参数与粘接条件密切相关，可用于轻松快速地测试粘接质量。
3.其他无损检测方法
a.应力波应力波是声发射与超声波相结合的产物，是一种比较新的无损检测技术，它吸收了传统超声波和声波发射的优点，本质上仍然是超声波检测。 应力波法可以显示结构中缺陷和失效的综合效果，可以区分粘结强度高和粘结强度弱，可用于监测粘结质量，在控制粘结质量和**粘结强度方面非常有前途。
b.便携式全息干涉测试系统 便携式全息干涉测试系统可以检测粘接接头的缺胶和较弱的粘接强度，为粘接部位提供可行的完整性测试装置。
c.热成像技术模拟了一系列影响键合件热交换的因素，计算分析了这些因素与键合缺陷类型和键合条件的关系，结果表明，检测过程中存在最佳传热时间，检测的最大温差与脱胶宽度呈线性关系。
d.涡流法采用一种新的脉冲频率响应技术，在试样上加入电磁波使其热振动，然后利用涡流探头检查测试样品的响应特性，经计算分析得到损耗因数，与粘接缺陷和粘接强度有很好的相关性。