[发明专利]一种测量薄膜附着力的装置及定量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及附着力测试领域，尤其是一种测量薄膜附着力的装置及定量测量方法。

背景技术

石墨烯是一种sp2杂化的二维碳质新材料。2004年，英国曼彻斯特大学的Geim和Novoselov等用胶带剥离石墨晶体首次获得了石墨烯。石墨烯物理化学性质独特，具有超高的强度和硬度，良好的导电导热性，理论比表面积高达2630m²/g，高速的电子迁移率(200000cm²/(V.s))。石墨烯优异的特性成为当今科学界和产业界的研究热点，当前主要研究领域集中在在电极材料、超级电容器、太阳能电池、薄膜材料等领域。

环境污染是当前人类社会面临的棘手问题，研究表明石墨烯可以作为光催化剂直接参与催化，用于污染物(特别是有机污染物)的降解。为了充分发挥石墨烯比表面积大的特性，提高降解效率，利用石墨烯在各类基底上镀膜逐渐成为研究的热点。但是要想保证石墨烯薄膜更好地发挥作用，前提就是薄膜与基底有足够的附着力，保证薄膜不脱落。

附着力是薄膜的基本属性，直接影响到薄膜的环境稳定性、使用寿命和性能。至今为止，还没有一种工程方法来直接测量基本附着力，即界面结合强度，所以人们提出了不少间接的测试方法来表征薄膜的附着力。薄膜附着力的检测按在界面区域产生的应力类型，可以分为拉力法和剪切法。直接拉离、加速和冲击波法等属于拉力法，而胶带、直接剪切、剥离和划痕等方法属于剪切法。

目前比较常用的是划格法和超声震荡法。划格法是指使用切割刀具切割涂膜至底材形成不同形状(网格形或交叉形)划痕，再用胶粘带粘附后撕开，查看涂料的剥落情况，然后对涂膜的附着情况进行评级。超声震荡法是指对薄膜进行超声脱落时间计时，通过比较各自脱落时间长短间接比较附着力大小。两种方法虽然都能反映出薄膜的附着力，但是对样品来说都是破坏型的；其次由于人的参与，比如粘贴胶带的力度、超声计时、判断薄膜脱落与否很容易有个体差异，因此最好是试验一旦开始，没有掺杂个体主观因素，试验自动化进行最好，排除干扰；而且试验参数要定量，具有很好的重复性；另外由于薄膜要在净水领域使用，所以附着力检测最好能在水中进行，这样试验结果简单明了，不必担心薄膜在水中附着力的好坏；最重要的是由于净水薄膜厚度非常薄，颜色基本透明，而且该净水薄膜镀在玻璃、PET或其它材料的基底上，现有的附着力检测方法不能很好地检测其附着力，为后续镀膜工艺的优化带来了巨大困难。对于要在净水领域使用的薄膜，目前还没有发现检测这类薄膜的其他方法的相关报道。

发明内容

鉴于以上分析，针对现有方案中的不足，本发明旨在提供一种定量测量薄膜附着力的装置，用于实验室关于净水薄膜镀膜工艺的研究，该装置可以测试参数量化，自动化运行监测，定量检测薄膜附着力，具有可比性，为净水薄膜的镀膜工艺的优化提供理论依据。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种测量薄膜附着力的装置，包括设置在集液槽内的测试参数调节机构，试样台和循环泵；其中：

所述试样台用于固定薄膜样品；

所述循环泵位于液面下方，用于向薄膜样品喷射水流，并调节所述水流的流量和速度；

所述测试参数调节机构用于调节喷射水流的高度、调节喷射水流距薄膜试样的距离或调节薄膜样品的倾斜角度。

进一步地，所述测试参数调节机构包括距离调节模块，高度调节模块和角度调节模块，所述距离调节模块用于调节喷射水流距薄膜试样的距离，所述高度调节模块用于喷射水流和调整喷射水流的高度，所述角度调节模块用于调节薄膜试样的倾斜角度。

进一步地，所述距离调节模块包括水平滑块和水平导轨，所述水平导轨的一端固定在集液槽内壁上，安装在水平导轨上的水平滑块可沿水平导轨水平移动；所述水平导轨高于液面；所述角度调节模块固定设置在所述水平滑块上。

进一步地，所述高度调节模块包括升降滑块和升降导轨，安装在升降导轨上的升降滑块可沿升降导轨垂直移动；所述升降导轨的下端与水平导轨的一端相连，两条导轨相互垂直；所述循环泵的出水喷头固定在所述升降滑块上。

进一步地，所述角度调节模块位于所述试样台下方，包括支撑滑块和支撑导轨，安装在支撑导轨上的支撑滑块可沿支撑导轨水平移动；支撑滑块在试样台下方支撑试样台，当支撑滑块水平移动时，所述试样台发生转动。

进一步地，所述试样台为平面试样台，铰接设置在所述水平滑块上，所述试样台能够以与水平滑块的连接处为轴心转动；所述试样台上部设有试样夹，用于固定薄膜样品。