文档介绍：界面分析技术
界面力学性能测试
界面的物理与化学状态分析
界面力学性能测试
1)拔脱试验(pull-out test)
2)顶出法
3)临界长度法
4)界面粘结能试验
5)力学性能测试方法-层间剪切强度
拔出应力与纤维埋入长度的关系
1)拔脱试验(pull-out test)
埋入长度大时,纤维被拉断-非界面破坏
埋入长度小时,纤维被拔出-界面剪切
拔脱试验示意图,力学平衡:σi·
夹具
模具
基体
界面剪切强度τi :反抗纤维拔出的切应力
临界长度时:π r2σuf=2πrLceτi
r:纤维半径; σuf:纤维拉伸强度;Lce:临界长度的一半;
此方法的缺点:
1、实际拔脱实验中,由于界面残余应力等因素的影响,使得曲线偏离理论曲线图。
2、基体浸润纤维时,会沿纤维四周向上延伸,测量时这部分树脂的影响无法估计。
3、由于界面存在着纤维与基体之间的摩擦力,且所占比例难以确定,所以所测结果实际上大于界面粘结强度。
2)顶出法
适用于测定相对界面粘结强度。
顶出试验示意
以顶出强度作为界面粘结的剪切强度τi ,即:
τi =Pf/2πrδ
Τi:界面剪切强度;
Pf:顶出载荷;
δ:试样厚度
注:该方法依旧没有考虑纤维顶出时摩擦力的影响,所以测试值大于实际界面粘结强度。
3)临界长度法(单纤维碎裂测试)
适合于热塑性基体或延伸率较高的基体,试样制备较为方便。
临界纤维长度法示意图
临界长度:断裂的小段纤维中最大的长度,取lc=(4/3)l平均,则:
τi = σufd/2 lc
σ uf :纤维拉伸强度 d:纤维直径
结论:随着温度的增高,临界纤维长度lc增大,界面剪切强度τi 下降。偶联剂的使用使lc减小,界面剪切强度提高。