[发明专利]涂层结合强度测试用夹具

说明书

本公开提供一种涂层结合强度测试用夹具，其包括两个对偶夹具单元，各对偶夹具单元包括夹具拉杆、鱼眼万向节、销钉以及连接拉杆；夹具拉杆包括受拉段和安装段，安装段包括两个平板部，两个平板部彼此间隔开，各平板部沿厚度方向贯通的圆柱形孔，两个平板部的圆柱形孔彼此对齐；鱼眼万向节包括鱼眼轴承段和螺柱段，鱼眼轴承段包括鱼眼珠、限位框以及外框，鱼眼珠为开设有贯通的圆柱形的通孔，螺柱段设有外螺纹；销钉用于穿过鱼眼珠的通孔和两个平板部的圆柱形孔；连接拉杆包括第一连接段和第二连接段，第一连接段设置有内螺纹，内螺纹用于与螺柱段的外螺纹配合，第二连接段用于粘接固定连接于待测样品。由此，能消除平行于涂层方向的横向剪切力。

技术领域

本公开涉及涂层领域，更具体地涉及一种涂层结合强度测试用夹具。

背景技术

涂层与基体表面之间的高的结合强度是发挥其保护基体功能的关键，结合强度与涂层耐久性和完整性直接相关，结合强度不足的最直接的结果就是涂层鼓包、开裂，甚至剥落。良好的结合强度是涂层实现其功能而进行服役的前提条件。

常见的涂层结合强度的表征方法有拉伸法、压痕法、改进的韧性实验法。拉伸法测量涂层材料的结合强度虽然会存在粘结剂使用而过高估计结合强度、涂层失效位置不可控制等缺点，但其试验原理简单、操作方便，成为最常见的涂层结合强度评估方法。

用拉伸法测量涂层材料的结合强度是将带有涂层的试样固定于设计好的结合强度测试夹具上，用万能力学试验机以一定拉伸速率将夹具和试样拉开，记录拉伸过程的载荷和位移，计算得到涂层材料的结合强度值，具体为最大载荷数值除以所施加载荷的面积(P＝F/S，其中P单位为MPa，F单位为N，S单位为m²)。但该方法要求涂层和基体只受到拉伸试验机所施加的拉力，而没有平行于涂层方向的剪切力。若装载夹具时发生倾斜，或者待测试样与对偶夹具固定时未能同心固定，均会在涂层水平的方向产生一个横向剪切力，对测量结果造成严重影响，甚至导致测试数据失效。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种涂层结合强度测试用夹具，其能消除平行于涂层方向的横向剪切力，进而保证涂层强度拉伸测试的结果的一致性、可重复性、可靠性、准确性。

由此，在一些实施例中，一种涂层结合强度测试用夹具包括两个对偶夹具单元，两个对偶夹具单元分别用于与在基材上设置有涂层的待测样品的相反的两表面固定连接以进行涂层强度测试，各对偶夹具单元包括夹具拉杆、鱼眼万向节、销钉以及连接拉杆；夹具拉杆包括受拉段和安装段，受拉段的一端用于连接涂层强度拉伸测试机，受拉段的另一端连接于安装段，安装段包括两个平板部，两个平板部彼此间隔开且彼此对称，两个平板部彼此对称的对称面的中心线与受拉段的中心线共线，各平板部沿厚度方向贯通的圆柱形孔，两个平板部的圆柱形孔彼此对齐；鱼眼万向节包括鱼眼轴承段和螺柱段，鱼眼轴承段包括鱼眼珠、限位框以及外框，限位框镶嵌在外框内，鱼眼珠镶嵌在限位框内且能够相对限位框旋转，鱼眼珠为球形珠且沿球心线开设有贯通的圆柱形的通孔，鱼眼轴承段用于定位在夹具拉杆的安装段，螺柱段连接于鱼眼轴承段，螺柱段设有外螺纹，螺柱段的轴线与两个平板部彼此对称的对称面的中心线与受拉段的中心线共线；销钉用于穿过鱼眼万向节的鱼眼轴承段的鱼眼珠的通孔和夹具拉杆的安装段的两个平板部的圆柱形孔，以将鱼眼万向节的鱼眼轴承段的鱼眼珠固定且将鱼眼万向节的鱼眼轴承段与夹具拉杆的安装段固定连接；连接拉杆包括第一连接段和第二连接段，第一连接段设置有内螺纹，内螺纹的轴线与鱼眼万向节的螺柱段的轴线共线，内螺纹用于与螺柱段的外螺纹配合以使第一连接段和鱼眼万向节的螺柱段连接，第二连接段用于粘接固定连接于待测样品的相反的两表面中的一个表面；其中，两个对偶夹具单元配置成两个对偶夹具单元的受拉段连接涂层强度拉伸测试机时两个对偶夹具单元的受拉段的中心线共线。

在一些实施例中，受拉段为单平板段。

在一些实施例中，夹具拉杆还包括倒角过渡段，倒角过渡段采用圆弧形倒角将受拉段和安装段连接。

在一些实施例中，鱼眼万向节还包括中间过渡段，中间过渡段将鱼眼轴承段和螺柱段颈缩连接。