泰美克:提高氧化铝陶瓷热导率的几个要点

导热陶瓷有许多重要应用,其中用量最大也最受关注的莫过于陶瓷封装基板。尤其是随着电子器件精密程度的增加,元件的散热问题也开始变得棘手,因此对陶瓷基板的要求也变得更加苛刻。

氧化铝导热基板
能够用于导热的陶瓷材料被成为导热陶瓷材料,主要包括SiC、AIN、BeO、Al2O3等。其中SiC虽然具有较为优良的导热性以及热膨胀系数,但SiC有半导性,绝缘电阻小;AIN的粉体制备工艺复杂难以掌握,烧结也比较困难,整体成本较高;BeO陶瓷原材料价格昂贵,且BeO粉末具有毒性(但制品无毒)不容易被接受。
而Al2O3陶瓷是目前人类研究最透彻,应用最广泛的陶瓷材料,具有力学性能优异、抗腐蚀、耐磨性好、储量丰富、价格低廉等优点,在高端行业的关键器件中处处可见其身影。然而Al2O3陶瓷的导热性能在一众导热陶瓷中并不出众,尽管出色的性价比让它能够长期活跃在导热陶瓷领域中,但面对日益苛刻的导热要求,Al2O3陶瓷必须要最大限度地“榨出”潜能,使制品热导率持续接近其理论值,才可持久发展下去。
泰美克成立于1996年,专注于硬脆材料精密、精细加工。借助精湛的研磨、抛光等加工技术,可对陶瓷基板材料进行单、双面研磨、抛光加工,可获得优异的TTV、WARP,表面粗糙度可达到Ra:0.03-0.05μm,无孔洞现象,可应用于体积小、精度要求高、布线密度高的相关产品。
影响材料热导率的原因及解决方法
对绝缘陶瓷材料来说,声子的传播决定了材料的热导率。声子类似于点阵波,与光同样具有波动性,因此它在绝缘陶瓷材料内部的传递会与光具有相同之处。光在陶瓷材料中传播的阻碍主要为杂质、气孔和晶界对光的吸收和散射,那么热的传递也应如此,主要体现在材料的孔隙率、晶界、点缺陷、杂质等对声子传播的影响。
热量在陶瓷材料表面、晶界、气孔以及杂质中的传递过程模拟图
以上的几个参数,其实都和陶瓷的制备工艺有着非常紧密的关系。而在陶瓷材料的制备过程中,原料粉体的制备是非常重要的一个环节,可以说它们直接决定了陶瓷成品的性能。因此要提高陶瓷导热性能,必须要研究清楚原料对相关性能的影响机制。以下就从几个影响陶瓷导热性能的主要因素出发,分析原料对其的影响。
①致密度
致密度对陶瓷材料的性能有着直接显著的影响,对于导热性能来说,陶瓷材料的致密度越高其导热性能越好,主要体现在材料的低气孔率,即气孔越少,声子传播的阻力越小,陶瓷材料的导热性能越好。Zivcova等用淀粉作成孔剂制备了不同气孔率的氧化铝陶瓷材料,探究了气孔率对氧化铝陶瓷热导率的影响,实验表明,在相同温度下,气孔率越大热导率越低。
目前行业内一般会采用球形度高的氧化铝粉体作为原料。曾有研究员使用片状氧化铝粉体进行干压成型和烧结后,制备出互锁多孔结构的氧化铝陶瓷,其密度为0.920g/cm³,气孔率达到了76.34%,显然不适合作为导热陶瓷使用。而球形粉体具有更高的流动性,会对后续的成型和烧结会产生积极的影响,比如说LiuF等就在5.5GPa和900℃的高压环境下采用球形氧化铝粉体成功制备出了高致密度且近乎透明的氧化铝陶瓷。若原始粉体球形度不足时,也可以加入粘结剂对粉末进行造粒,形成类球状的形貌,同样能有效提高陶瓷的致密度。

类球形氧化铝和片状氧化铝
但球形度到位后也要注意粉末的粒度分布。JMa等对此进行了研究,他们将烧结分为初、中、后期三个阶段,较宽粒度分布的粉体因提高了生坯的密度所以在烧结初期可使陶瓷的致密化速率加快,除此之外,在烧结中期,宽粒度分布的粉体提高了晶粒生长的速率,材料中的封闭隔离孔被嵌入较大的颗粒状基体中,因此具有更好的烧结性,而且有助于在烧结后期保持较高的烧结速度。但是较宽的粒度分布会导致材料局部颗粒的堆积而产生致密化的差异,甚至在超过一定的粒度分布时,烧结体的晶粒尺寸会过大,孔结构变粗。
②杂质
陶瓷材料的导热性能受杂质含量的影响很大,主要分为两种形式,一是粉体原料的纯度;二是在烧结过程中所添加的烧结助剂。
陶瓷原料的纯度指的是材料中主要成分占总成分的百分含量。陶瓷粉体中或多或少都会含有杂质,这些杂质包括一些氧化物或金属离子,以及一些杂相。例如,氧化铝中的杂质往往为制备过程中的粉尘、大颗粒异物、设备加工带入的金属杂质等。除此之外,还包括一些杂相,比如结构疏松的β-Al2O3、γ-Al2O3,若其存在会影响材料成型之后的密度,从而影响导热性能。另外,氧化铝陶瓷粉体中还会存在一些杂质离子,如Na+、K+、Mg+和Ca2+等,它们的存在会加强粒子对声子的散射、增加声子传播自由程,使材料的热导率降低。
在陶瓷材料的烧结工艺中,加入烧结助剂是为了降低陶瓷材料的烧结温度,防止因晶粒的急剧长大而导致的晶粒尺寸不均匀以及减少材料的气孔率,这对提高陶瓷材料的致密度有很大作用。但同时也相当于引入了杂质,可能会对其导热性能产生不利的影响。
但这不代表烧结助剂不该加,主要得看最终效果。比如说AlN在Y2O3烧结助剂作用下,经过1800℃煅烧后,热导率还比较低,因为其晶粒和晶界间还存在少量氧元素和烧结助剂引入的杂质元素,当在N2气氛1900℃煅烧100h后,晶粒与晶界中的氧含量减少,晶界中的杂质元素消失,AlN热导率提升至272W/(m·K),这表明烧结助剂的加入是为了减少AlN中存在的氧原子,从而减少其中存在的杂质,提高热导率。
③晶粒尺寸
声子传播的过程中会受到各方面因素的影响,而这其中,晶粒尺寸对材料的导热系数影响也很大,Pabst等采用两步相混合建模的方法计算了纯氧化铝-氧化锆陶瓷材料不同晶粒尺寸的热导率,并与实验所得的结果进行了对比。
他们得出:材料的实际热导率要比理论计算得出的要低,是因为陶瓷中存在纳米级别的孔隙率,造成了热导率的差异,而不仅仅是晶粒尺寸的问题。由此可见,晶粒尺寸决定了孔隙的尺寸,如果晶粒尺寸处于纳米级别,材料中会出现极难消除的纳米级孔隙,这是无法避免的,因为通过任何手段都无法达成致密度100%的陶瓷材料,只有尽可能降低材料的孔隙率,所以,初步得出纳米级别的晶粒尺寸可以提高陶瓷材料的热导率。
但是从另一方面分析,晶粒越细小,材料的晶界越多,增大了晶界对声子散射的强度,降低材料的导热性能,例如单晶氧化铝与多晶氧化铝的导热性能差异(如下图)。所以,陶瓷的晶粒尺寸对其热导率的影响还需要更多的研究。
单晶和多晶氧化铝的热导率比较

总结
总的来说,提高氧化铝粉体的性能会对其陶瓷制品的烧结和导热性产生积极的影响。除此之外,选择合适的成型烧结方式也非常重要。

甲醛的危害,这些年已经深入人心,引起儿童白血病早已不是什么新闻,在我们身边因装修污染致白血病案例之多,足以使大家谈醛色变。

➽那么如何应对装修污染对我们造成的健康威胁呢?

有人说简装修,我也提倡简装。但是简装就一定不会被污染么。
房屋装修是我们对居家生活的需求,对生活体验的品质追求,因为怕污染而不去必要的装修,显然并不符合社会的发展与进步,某种角度说这属于消极的防御。犹如:交通意外频发,我们就不出门吗。
那么如何积极面对呢?我们在山西做了4000余户的检测与交流,与您分享。

在与诸多业主交流中了解到他们一开始的方式,相信有不少也是您正在做的。

1、开窗通风数月,味道没了甲醛就没了。

我们分析一下味道和甲醛有多大关系?
甲醛物理特性无色无味有刺激性气味。一般我们嗅觉感知的多数并非甲醛,在超过0.06mg/m³时我们才能感知,也因人而异有些人敏感些直接就能感觉鼻子、眼睛、嗓子的不适。有些不敏感的超过0.1的标准值都丝毫没有感觉。所以单靠嗅觉很难判断。一般只要是新装修添置家具的房屋都是有甲醛的,且大多数超标,只是超标严重程度的区别。

那么开窗为什么甲醛难散去呢?
甲醛的另一个物理特性,比重大,甲醛重沉于空气底部,一般处于在家中50公分上下,而多数家庭窗户高度50公分,要想使挥发到空气中的甲醛通过通风排除室内,有实验室数据表明需要4级风力才可以。

另外,我们都知道甲醛污染长达3-15年,换句话说不同的材质所释放的甲醛靠自然挥发需要长达3-15年的时间持续释放。
那么开窗通风可以自然散去的甲醛占修装及家具带来的甲醛又能有多少呢!

2、安装新风系统、空气净化器来持续的除甲醛。

我们先研究下这个新风系统的工作原理
与空调不同它是两根管子,一个进气预热预冷过滤净化,向室内源源不断的输送空气。另一个排气智能识别污染气体向室外排出。先不说智能的识别度如何,单说新风量及过滤的速率,大功率基本无法达到静音工作,小功率仅限于机器周围小面积区域。过滤哪些气体呢?粉尘颗粒等也就是常说的PM2.5,假如楼上正装修开窗,能否过滤掉来自邻居的装修污染呢。

新风系统的排气工作比起进气就很难数据分析了,第一点智能识别,这个好像意义不大,因为第二点。第二点分离,这个哪个可以做到。第三点排出去,这个又要看新风机的功率了。第四点安装位置中央式、立式、壁挂式,从污染物物理特性看中央新风要弱于后二者。(中央新风系统往往用于大型商城、楼宇)

总之,新风系统功率与新风量是最重要的参考指数。当然新风系统的问世并非是为了解决装修污染问题的,人家初次实验是在霾都北京作为解决PM2.5诞生的,你非要拿来除甲醛,工具不对何谈效果。

我们再看看室内空气净化器
这个工作原理就更为简单了,室内循环,杀菌、过滤释放负离子,当然有些产品可能其功能仅为有,并无量的参考。过滤就不赘述,与新风系统一样解决PM2.5嘛。

说说释放负离子,也就是电离氧气成不稳定的负价氧离子,可以与部分甲醛进行反应生成二氧化碳和水,这个化学方程式如下:

HCHO+Oˉ→CO2+H2O
但是问题来了,需要释放多少负离子呢,反应的速率呢?然而负氧多了依然对我们人体相当有害,它可以分解氨基酸,氧化反应嘛加速老化,所以尽管许多净化器都注有睡眠模式、静音模式,我建议睡觉后停止工作或设置定时工作。

3、活性炭满屋放。

这个使用者可谓众多
因为确实马上能看到效果,味道小了嘛,但是始终是物理现象啊,活性炭的吸附可以短时间内解决味道及少量的甲醛、苯等毒害气体。注意仅仅为短时间并且及其少量。对于密闭的新装修房放置活性炭比不放更可怕,吸附能力强的碳包短则三五天长则一周半个月就饱和了,继续放置只能使得碳包吸附更多的水分、粉尘颗粒,而游离态的甲醛可能已经被挤到空气中,如此持续释放的家具板材就使得家中污染数值更高。甚至交叉污染,如选用布艺沙发、开了密封的床垫、沙发垫、软包及布艺壁纸的,又再一次吸附,因此万万不可仅靠活性炭解决装修污染之甲醛等污染物。

如果开窗上述交叉污染还会小很多,建议在没有治理时不要着急拆开床垫的包装,尤其是乳胶垫,吸附容易排出难。

活性炭是用来吸附异味、防潮、防霉,物尽所能才能行之有效。
活性炭使用之处:箱体床底部,储物间,衣帽间,榻榻米底部,切记一定要定期及时的晾晒或更换。

4、绿萝等十余盆的绿植满屋放。

这个科学依据又是什么呢?
先一个数据一个100平的房间在光照充足(紫外线)前提下需要200余盆绿萝同时进行光合作用。注意是仅在光合作用时哈,没有了光线它要进行呼吸作用,吸进去氧气呼出二氧化碳。然后对家装除甲醛并无任何作用,开窗通风的速率也远远高于植物。

若遇到喜欢绿植的朋友
建议大型绿叶植物仅放置客厅或阳台,卧室不放或放置一些低光线依然可以进行光合作用释放新鲜氧气的植物如君子兰等。

5、空气清新剂、柚子皮、醋等等。

这个不解释,掩耳盗铃之意,纯属掩盖法。

➽这些方法不行,找除甲醛的公司治理就靠谱吗?能完全除了甲醛吗?
在做公益的室内环境检测中,更多业主的提问,相信你也有这样的疑惑。

1、儿童得白血病是甲醛惹的祸么?除了甲醛家里空气就安全了么?

这个问题对于非医学临床经验专家的我们无法辩证,我们只能从各种报道看到医生开具的诊断结果,有诊断书中写的,因装修污染。

再结合世界卫生组织公布的主要环境致癌物质除了甲醛,苯及苯系物占了很多个,还有氨、氡,及TVOC(总挥发性有机物)中的诸多有机物均在列表。

装修污染主要毒害气体为:甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC。
因此室内空气治理要有效净化装修污染带来的以上多种毒害气体。

2、甲醛污染长达3-15年,几个小时就能除干净?一点都不会残留?

首先一点残留都没有绝对是假的,包括一些家具品牌广告称零甲醛家具,多数是赤裸裸的欺骗。

这个3-15年的释放期是怎么得来的?
如简单的腻子大白3-4个月就可以使甲醛挥发殆尽,为了美观,光泽与防潮就使得许多家装使用的涂料漆释放时间更长。再如壁纸,原纸浆的2-3年,绒布壁纸、无纺布需要4-8年,实木拼接的复合板材5-8年,颗粒板复合板材10-15年等。这些都是在自然释放的情况下需要的时间跨度,也受空间结构,南北朝向,气候温度等影响。

因此治理,一定要有专业的高温熏蒸流程,这是治理的开始工作也是最重要的环节之一。

其次采用高温熏蒸可使板材等材质中的游离态甲醛迅速释放至空气中,高压高温使中层结合态的甲醛活性增强易于挣脱,使得后续的药剂能与之充分反应,大大增加治理效果。

3、选择的板材都是环保板材,都是合格的,还需要治理吗。

先看下国内外对板材取样检测的方法和标准:
中国检测面积为180 C㎡;四周铝箔包裹,只留表面露出,室温检测即可
E2(≤5.0mg/L)、E1(≤1.5mg/L)、E0(≤0.5mg/L)、
日本JAS星级标准检测面积为1800 C㎡;不允许封边,水浴温度为65±2度时检测
F★(≤5.0mg/L)、F★★(≤1.5mg/L)、F★★★(≤0.5mg/L)、F★★★★(≤0.3mg/L)。

不难看出即使是国际上最高标准板材也有0.3mg/L,是空气质量标准的3倍。
而一个房间的空气质量不仅是一种板材,木地板、天花板、踢脚线、壁纸、柜床等总体积叠加释放形成实际的室内空气环境。

4、我家都是实木板材哪里来的甲醛。

我们先了解一下一般性的实木家具的制作过程。为了增大生产一些家具加工企业会直接将原木或切段或切板丢尽药剂池中浸泡,其目的是为了防止木料变形、开裂、虫蛀、腐朽等,药剂有福尔马林即甲醛与水4:6的溶液。尤其在北方的实木家具更是为了防开裂成品后依然要定期护理油护理蜡的涂。

一些高端的红木家具其本身材质密度大树油精密是不用经过浸泡的,但变成成品时要上透明漆等各种涂层,一样甲醛含量不少。

事实说明实木家具依然含有甲醛而且品质一般的实木甲醛含量更高,相比复合板材,实木家具的健康优势在于前期挥发快,而复合板材则自然释放更持久。

5、治理会不会造成二次污染。

这个要看治理公司使用的药剂是否为化学制剂,若为化学制剂万不可使用。药剂要为生物制剂确保本身的无毒无害,产物的无毒无害。

6、治理会不会反弹。

一般有处理和治理的工艺之分。

处理多数为直接喷涂药剂,一种除甲醛,喷涂封闭蜡,再喷除异味药剂,短期看不出差别,时间不用太久封闭蜡的涂层风化磨损使之又恢复到原来的状态,此种方式操作简单工程时间段,带来的危害其实更大。

全面治理一般首先进行熏蒸,充分无死角的熏蒸伴随的是对施工人员的伤害,因此施工人员需要做好安全防护,同时需要喷涂的药剂用量更多,使得充分反应。然后依次分别进行甲醛、苯及苯系物、TVOC对应的喷涂、再加以专用的仪器进行臭氧的释放同样此时业主与施工者需做好安全防护,最后喷涂异味药剂。进行封闭充分反应。

治理全程应避免业主在室内,采用全程实时监控,技术管理远程监管、业主手机实时监督、现场监控录存。

7、治理后如何保证有效。

应采取多次复检及新增家具的及时治理义务,定期回访。承诺不合格的及时补救等保证。

以及其他保证,如使用的药剂需有保险公司的责任险,治理签署合同加盖公章,施工人员的施工证书等,尽可能多的资质及证书的规范。

胶粘剂和粘接的试验方法汇总

大连连晟 7月20日

 有许多理由都需要进行胶粘剂和粘接试验,其中一些是:

  (1)性能比较(拉伸、剪切、剥离、弯曲、冲击和劈裂强度;耐久性、疲劳、耐环境性和传导性等)。

  (2)对每批胶粘剂进行质量检查、确定是否达到标准要求。

  (3)检验表面及其处理的有效性。

  (4)确定对预测性能有用的参数(固化条件、干燥条件、胶层厚度等)。

  试验对于材料科学和工程的各个方面都十分重要,尢其是对胶粘剂显得更为重要。试验不仅能测定胶粘剂的本身强度,而且还能评价粘接技术、表面清洁、表面处理的有效性、表面腐蚀、胶粘剂涂布、胶层厚度和固化条件等人们非常关心的问题。

  本章首先一般性地讨论粘接接头试验的各种类型。包括一些比较重要的试验,继而列出某些学科领域中有关的ASTM方法和实践以及SAE航天局推荐的方法(ARP/s)。

  拉伸

  单纯拉伸试验是负荷作用垂直于胶层平面并通过粘接面中心的试验。ASTMD897粘接接头拉伸强度测试方法是保留在ASTM中有关胶粘剂最古老的方法之一。对于试验所用试件和夹具的制作必须给予重视。由于设计不妥,试验时会产生边缘应力,有很大的应力集中,所得到的应力数据进行类推求算不同。粘接面积或不同构形接头的强度很可能是不真实的。因此,D897已被D2095(条型和圆棒试件拉伸强度测试方法)所代替。这种试件按照ASTMD2094(粘接试验中条型和圆棒试件的制备)标准制作,很容易调整同心度。如果正确地制作试件和进行试验,便能较精确地测定拉伸粘接强度。拉伸试验是评价胶粘剂最普通的试验。尽管是有经验人员设计的接头,也不能保证加荷时完全是拉伸形式。大多数结构材料都比胶粘剂的拉伸强度高。拉伸试验的优点之一是能得到最基本的数据,如拉伸应变、弹性模量和拉伸强度。

  加利福尼亚理工学院的维谦斯及其同事对拉伸试验的应力分布进行了分析,发现除非是当胶粘剂与被粘物的模量相匹配时,应力在整个试件里的分布是不均匀的。这种模量的差异造成了剪切应力沿界面传递。

  剪切

  单纯剪切应力是平行于粘接面所产生的应力。单搭接剪切试件不能代表剪切,但却很实用,制作比较简单,测得的数据有实用价值、重复性好。

  剪切试验是很普通的试验(对比下列的几种试验),因其试件制备容易,且几何形状和操作条件对很多结构胶粘剂都适用。与拉伸试验一样,剪切试验的应力分布也是不均匀的,破坏应力是按常规方法将负荷除以粘接面积而得胶层里承受的最大应力要比平均应力高得很多。胶层受到的应力与纯剪切不同。粘接的"剪切"接头的破坏形式与胶层厚度和被粘物的刚度有关有时以剪切破坏为主,有时以拉伸破坏为主。

  目前所用的剪切试验方法,除了ASTMD1002之外,还有ASTMD3163,它与ASTMD1002相比,构形几乎相同,只是厚度不同。该方法解决了胶粘剂易从边缘挤出来的问题ASTMD3165(层压复合的胶粘剂们拉伸剪切强度测试方法)说明了如何制备试件来测定夹层结构的拉伸剪切强度。双搭接剪切试的标准为ASTMD3528(双搭接粘接接头拉伸剪切强度测试方法),其优点是受力比较均衡。从而减小了单搭接试验中的劈裂应力和剥离应力。但也带来了新的问题:测试时两个或更多的胶层同时受力,比较试验就可能复杂化。

  压缩剪切试通常也用ASTMD2182(金属对金属粘接压缩剪切强度测定方法)对试件与搭接剪切的相似性和压缩剪切试验设备进行了说明。ASTMD905(粘接接头压缩剪切强度测试方法)是测定木材(硬木等)剪切强度的试验。ASTME229是测定扭转剪切强度和扭转剪切模量的试验。如果试件合适,且加荷时同心度良好,则在E229中胶层比搭接剪切试验应力分布更均匀。

  剥离

  剥离试验用于测定柔韧性胶粘剂承受局部应力集中的能力。剥离力被认为是作用在一条线上,即是线受力。被粘物越柔软,胶粘剂模量越高,则面受力就越趋于线受力,因此应力就很大。由于受力面积取决于被粘物与胶粘剂的厚度和模量,所以很难估算,故一般认为作用应力和破坏应力是线受力,即牛顿/厘米(N/cm)。对于薄片金属被粘物较为广用的是T-剥离试验(ASTMD1876)。在这种试验中负荷全部传给接头,因此测得的剥离强度比其他形式的剥离试验都低。

  弹性体胶粘剂的剥离强度与胶层厚度有关,随着胶层厚度增加,胶粘剂因其弹性变形,而使粘接面积增大。接头在同样受力时,拉伸应力分布就宽,应力集中程度也小,所以剥离强度相对也要高一些。T-剥离试验是一种经常使用的试验方法。这种试验主要是测定两种柔韧性被粘物粘接接头对剥离的抵抗力。试件宽25.4mm、厚度通常为0.5mm、长304.8mm,被粘部分长度仅为228.6mm。"Bell"剥离试验是试件在25.4mm的钢辊上以固定半径剥离。试件由一薄金属片(厚度约0.635mm)与另一在测试中不产生塑性变形的金属片(厚度为1.6mm)粘接而成,它与T-剥离角度稍有不同,测得的数值比T-剥离试验的稍高,试验重复性较好。ASTMD1781是金属对金属爬鼓剥离试验方法,以直径为100mm的转动鼓得到固定的剥离半径。Bell试验和爬鼓试验所采用的装置都是为了稳定剥离角,但这种固定剥离半径的方法,并不能保证剥离半径为定值。因为高模量的金属对其与钢辊或鼓的紧密配合起了抵抗作用。在这两种方法中,有很大的能量消耗于金属产生变形,因此对于一定的胶粘剂而言,它们所测得的剥离强度要高于T-剥离试验。

  ASTMD3167是测定胶粘剂浮辊剥离强度的试验。试件是由柔性被粘物与刚性的被粘物粘接而成,适用于测定半可挠曲的被粘物贴面粘接在硬质基材上的剥离强度。此法对验收和工艺控制特别有用,可作为ASTMD1781(爬鼓试验)的另一种可供选用的方法。此法由于剥离角度大,所以操作较严格。

  ASTMD903是粘接接头的剥离或撕裂强度的测定方法。这是一个标准1800剥离试验,被粘物之一应有足够的柔韧性,以使它能折叠。测定时从较刚硬的基材(如相当厚度的金属、塑料、玻璃、木材等)上剥离下柔韧的箔、膜或带。此法主要用于测定胶粘带以及橡胶、织物、薄膜等弹性或柔软材料贴在刚性被粘物上的剥离强度。

  劈裂

  劈裂和剥离都是线受力,破坏从端部开始。如果被粘物足够厚,刚性较大,负荷作用在试件一端并与粘接面垂直,被粘物不出现屈服变形,接头破坏则是突然发生的,这就是劈裂。ASTMD3807说明了用于工程塑料粘接的胶粘剂劈裂剥离的测定方法。

  蠕变

  粘接结构在使用中承受持久性负荷,特别是有振动存在的情况,胶粘剂的耐蠕变性是非常重要的。ASTM标准有两个方法是测定蠕变的。ASTMD2293是金属对金属粘接压缩剪切蠕变性能的测定方法,而ASTMD2294是金属对金属粘接,拉伸剪切蠕变性能的测定方法。ASTMD1780是进行蠕变试验的标准实践,这是一个通用测试方法,对于一个单搭接试件施加一个恒定的负荷,用显微镜监测胶层边缘的细刻线,记下随时间而变化的变形量。由于蠕变受温度的影响,测定时一定要在恒温下进行。

  疲劳

  虽然静态强度试验对于许多粘接应用选择胶粘是有用的,但却没有包括应力间断性作用的恶劣条件,即是疲劳。所谓接头的疲劳是指由于受到不断循环交变的应力作用而使接头强度会随时间延长不断地下降直至发生破坏的现象。在使用时经受巨大振动的接头似乎对疲劳最为敏感。因此,在一个粘接接头用到实际构件上之前,测定模拟使用条件下的疲劳强度是非常必要的。ASTMD3166(粘接拉伸剪切疲劳性能测定方法)虽然是用于金属对金属接头,但对于塑料被粘物也可用。所有的试件为ASTMD1002单搭接剪切接头形式,试验是在专用的拉伸试验机上进行,这种试验机能施加周期性或正弦波式负荷。通常在高到1800周/min或更高状态下进行疲劳试验,记录交变应力中的最大应力S,以发生破坏的交变循环次数N的对数作图,可得到接头的S-N疲劳曲线,这也是最为常用的方法。

  冲击

  冲击试验主要用来测定胶粘剂韧性的,即是测定胶粘剂在瞬间缓冲或吸收外力作用的能力。从根本上说,这些试验都是测定胶粘剂对加荷速率的敏感性。ASTMD950(粘接接头的冲击强度测试方法)说明了剪切试件受冲击力时的摆锤试验方法。试验结果是以试件受到冲击力作用而破坏时每单位粘接面积所吸收的能量(KJ/m2)来表示的。有些试验机是采用重力加速冲击法,利用一系列重量自由下落到试件上,此时破坏负荷等于重量乘以下落高度。其他先进的仪器是利用压缩空气,使负荷作用时间缩短到10-5s。

  耐久性

  很多ASTM试验和实践都可测定试件的耐久性,但其中最重要的是楔子试验。ASTMD3762介绍了在平接的铝试件胶层里嵌入一个楔子,因而在引起裂纹尖端区域产生拉伸应力。之后将受力试件暴露于湿热环境,或其他所要求的环境。然后计算裂纹随时间的增长,并判断破坏类型。这个试验基本上是定量的,但对于被粘物的表面处理参数和胶粘剂的环境耐久性应区别对待。

  标准试验方法汇集

  1老化

  (1)ASTMD1183-70(1981)--胶粘剂耐循环实验室老化条件的标准试验方法。

  (2)ASTMD1581-60(1984)--玻璃瓶标签用水基或溶剂、可溶液体胶粘剂粘接耐久性的标准试验方法。

  (3)ASTMD1713-65(1981)--自动装置密封顶盖纤维板试件用水基或溶剂、可溶液体胶粘剂粘接耐久性的标准试验方法。

  (4)ASTMD3632-77(1982)--用氧压法对粘接接头进行加速老化的试验方法。

  2淀粉物质

  ASTMD1488-60(1981)胶粘剂中的淀粉物质的标准试验方法。

  3灰分含量

  美联邦试验方法标准175B,4032.1法--胶粘剂的灰分含量。

  4生物降解

  (1)ASTMD1382-64(1981)--胶膜对蟑螂侵袭敏感性的标准试方法。

  (2)ASTMD1383-64(1981)--干胶膜对实验室小鼠侵袭敏感性标准试验方法。

  (3)ASTMD1877-77--在霉菌条件下多层板胶粘剂粘接接头耐久性标准试验方法。

  (4)ASTMD4299-84--细菌污染对胶粘剂制备和胶膜影响的标准试验方法。

  (5)ASTMD4300-84--霉菌污染对胶粘剂制备和胶膜耐久性影响的标准试验方法。

  5粘连点

  ASTMD1146-53(1981)--潜性胶层粘连点的标准试验方法。

  6性能鉴定

  ARP1610--物理化学定性方法-环氧胶粘剂和预测树脂体系。

  7化学试剂

  ASTMD896-84--粘接接头耐化学试剂的标准试验方法。

  8劈裂

  ASTMD1062-78(1983)--金属对金属粘接劈裂强度的标准试验方法。

  9劈裂/剥离强度

  ASTMD3807-79--胶粘剂的拉伸劈裂/剥离强度的标准试验方法(工程塑料对工程塑料的粘接)。

  10腐蚀

  ASTMD3310-74(1983)--测定胶粘剂腐蚀性的标准推荐方法。

  11蠕变

  (1)ASTMD1780-72(1983)--金属对金属胶粘剂粘接进行蠕变试验的标准推荐方法。

  (2)ASTMD2293-69(1980)--胶粘剂压缩剪切的蠕变性质标准试验方法(金属对金属)。

  (3)ASTMD2294-69(1980)--胶粘剂拉伸剪切的蠕变性质标准试验方法(金属对金属)。

  (4)GB7750-86--胶粘剂拉伸剪切的蠕变性质试验。

  12密度

  ASTMD1875-69(1980)--液态胶粘剂密度的标准试验方法。

  13耐久性(包括大气老化)

  (1)ASTMD1151-84--湿度和温度对粘接影响的标准试验方法。

  (2)ASTMD1828-70--粘接接头与结构大气曝晒的标准方法。

  (3)ASTMD2918-71(1981)--测定受剥离应力作用的粘接接头耐久性的标准方法。

  (4)ASTMD2919-71(1981)--测定在拉伸剪切应力作用下粘接接头耐久性的标准方法。

  14电性质

  ASTMD1304-69(1983)--用作电绝缘材料胶粘剂的标准试验方法。

  15电解腐蚀

  ASTMD3482-76(1981)--测定胶粘剂对铜的电解质腐蚀的标准方法。

  16疲劳

  ASTMD3166-73(1979)--胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的标准试验方法(金属对金属)。

  17填料含量

  ASTMD1579-60(1981)--苯酚、间苯二酚和三聚氰胺类胶粘剂填料含量的标准试验方法。

  18弯曲强度

  (1)ASTMD1184-69(1980)--粘接复合层压板胶粘剂的弯曲强度标准试验方法。

  (2)ASTMD3111-76(1982)--用圆棒弯曲试验法测定热熔胶柔性的标准方法。

  19流动性

  ASTMD2183-69(1982)--胶粘剂流动性的标准试验方法。

  20劈裂断裂强度

  ASTMD3433-75(1980)--粘接接头劈裂断裂强度标准试验方法。

  21高温影响

  ASTMD2295-72(1983)--在高温下胶粘剂拉伸剪切强度的标准试验方法(金属对金属)。

  22氢离子浓度(PH)

  ASTMD1583-61(1981)--氢离子浓度的标准试验方法。

  23冲击强度

  (1)ASTMD950-82--胶粘剂粘接件冲击强度的标准试验方法。

  (2)GB6328-84--胶粘剂粘接件的冲击强度试验方法。

  


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