Способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике. Предлагаемый способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива включает использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой. При этом в краевой зоне клеевого соединения резиноподобного покрытия с жестким элементом выполняют кольцевое раскрепление, ширина которого составляет Δ=(0,6-1,5)·δ, где δ - толщина покрытия. Причем кольцевое раскрепление выполняют механическим путем после завершения процесса отверждения клеевого соединения покрытия с основой или до осуществления процесса отверждения путем использования кольцевого вкладыша из материала, обладающего антиадгезионными свойствами к жесткому элементу и покрытию. Техническим результатом является повышение достоверности результатов испытаний в части получения экспериментальной информации о более высоком уровне реального ресурса прочности скрепления покрытия с основой. 2 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике и может быть использовано при сравнительной оценке прочности различных типов клеевого соединения твердых топлив (основы) с резиноподобным полимерным (типа теплозащитного) покрытием, а также при количественной оценке качества скрепления топливного элемента ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) с теплозащитным покрытием (ТЗП) корпуса.

В известных способах определения прочности клеевого соединения 1 покрытия 2 с основой 3 используются различные конструкции образцов, обеспечивающие реализацию условий растяжения в зоне границы покрытия с основой. В большинстве случаев основа 3 выполнена в виде цилиндра с параллельными торцами (фиг.1, фиг.2, фиг.3), цилиндра с конусообразными торцами (фиг.4) или двух цилиндров, соосно сопряженных галтелью (фиг.5) и склеена исследуемым клеем по одному из торцов с покрытием 2. К другому торцу покрытия 2 приклеен прочным (например, эпоксидным) клеем жесткий элемент 4 (захват), шарнирно соединенный с подвижной траверсой испытательной установки. Второй жесткий элемент 5 соединяют с основой 3 с помощью прочного клея (фиг.2, фиг.3, фиг.4), либо приводят в непосредственный контакт с основой 3 и выполняют в виде упоров (фиг.1, фиг.5), обеспечивающих осевое растяжение основы.

При испытании указанных образцов регистрируется усилие (F), с которым сопротивляется материал основы и граница скрепления основы с покрытием перемещению жестких элементов (захватов) испытательной установки (не показана).

Реализованный уровень адгезионных характеристик σа определяют отношением нагрузки (max F) при разрушении образца к площади контакта основы с покрытием, скрепленным исследуемым клеем с одним из жестких элементов (захватов)

σ а = max F S ,                            (1)

где max F - усилие при разрушении образца;

S - площадь скрепления покрытия с основой.

Использование соотношения (1) предполагает справедливость допущения о равномерном распределении контактных напряжений в зоне границы скрепления покрытия с основой при разрушении. Применение подобных способов испытания и обработки результатов эксперимента целесообразно для сравнительной оценки адгезионных прочностных характеристик заданных типов контактируемых материалов, скрепленных различными клеевыми составами, или для контроля за воспроизводимостью техпроцесса изготовления однотипных многослойных изделий.

В источнике [ГОСТ 209-75] (п.4.3) указывается, что результаты, полученные при испытании различных типов образцов, несопоставимы. Действительно, эксперименты показывают (фиг.6), что при одинаковых материалах покрытия, крепящего состава и основы, диаграммы I и II растяжения различных типов образцов (фиг.3 и 5) различаются как по уровню жесткостных, так и предельных прочностных характеристик при реализации разрушения в зоне границы покрытие - основа. Это связано с различным характером неоднородности распределения напряжений в зоне границы разрушения для различных типов образцов.

При решении задачи количественной оценки реального ресурса прочностной работоспособности клеевого соединения топливного элемента с корпусом РДТТ рациональный и наиболее представительный способ экспериментальной оценки прочностных адгезионных характеристик должен быть ориентирован на минимизацию эффектов неоднородности напряжений в зоне контактной границы исследуемых материалов. Наличие локальных зон концентрации напряжений на исследуемой контактной границе является фактором, инициирующим преждевременное разрушение образца при нагружении, фактором искажающим (занижающим) реальный уровень предельных прочностных адгезионных характеристик σа. Экспериментальное определение указанного распределения контактных напряжений при разрушении не представляется возможным в связи с отсутствием необходимых средств измерений закономерностей распределения σа(х) по радиальной координате х в зоне границы контакта покрытие-основа.

Численные исследования (методом конечных элементов) напряженного состояния в зоне скрепления основы с покрытием показали, что при испытании на растяжение распределение напряжений σa(x) по координате х (расстояние рассматриваемой точки от оси образца) отличается существенной неоднородностью (фиг.7, диаграммы А, Б - образцы фиг.3 и 5 соответственно, Δl - перемещение подвижного жесткого элемента, мм). В краевой зоне скрепления покрытия с основой реализуются эффекты концентрации напряжений, которые неизбежно приводят к преждевременному инициированию разрушения в зоне концентратора с последующим распространением его вдоль исследуемой границы клеевого соединения основы с покрытием. Результаты подобных испытаний занижают реальный уровень адгезионных прочностных характеристик.

На решение задачи снижения концентрации напряжений в зоне скрепления основы с покрытием направлено техническое решение, предложенное в полезной модели РФ №7506 (опубл. 16.08.98), в котором реализован, принятый за прототип, способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из полимерного материала, включающий использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой.

Концентрация напряжений в краевой зоне скрепления покрытия с основой образца-прототипа, приведенного на фиг.5, действительно снизилась до Kσ=2,6 (кривая Б на фиг.7) по сравнению с образцом, приведенным на фиг.3 (кривая А на фиг.7, Кσ=3,4). Это позволило рекомендовать использование образца (фиг.5) для испытания материалов, обладающих высокой деформативностью.

Тем не менее, коэффициент концентрации напряжений остался значительным, что по прежнему приводит к преждевременному разрушению образца в краевой зоне скрепления, занижая реальный ресурс адгезионных характеристик основы с покрытием. Для повышения достоверности экспериментальной оценки адгезионных прочностных характеристик исследуемого типа клеевых соединений необходимо более эффективное снижение параметров концентрации напряжений.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива, позволяющего повысить достоверность результатов испытаний в части получения экспериментальной информации о более высоком уровне реального ресурса прочности скрепления покрытия с основой за счет создания условий, обеспечивающих локальное снижение концентрации напряжений в краевой зоне скрепления покрытия с основой, и исключающих когезионное разрушение основы до разрушения ее клеевого соединения с покрытием.

При этом существенно снижается возможность необоснованного забракования работоспособных изделий и повышаются показатели надежности контроля качества скрепления топливного элемента с корпусом РДТТ.

Поставленная задача решается предлагаемым способом определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива, включающим использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой. Особенность заключается в том, что в краевой зоне клеевого соединения резиноподобного покрытия с жестким элементом выполняют кольцевое раскрепление, ширина которого составляет Δ=(0,6-1,5)·δ, где δ - толщина покрытия.

В частности, кольцевое раскрепление выполняют механическим путем после завершения процесса отверждения клеевого соединения покрытия с основой или до осуществления процесса отверждения путем использования кольцевого вкладыша из материала, обладающего антиадгезионными свойствами к жесткому элементу и покрытию.

В частности, при использовании основы, изготовленной в виде моноблока из двух цилиндров разного диаметра, соосно сопряженных галтелью, второй жесткий элемент, взаимодействующий с основой, выполняют в виде стакана и приводят его во взаимодействие с цилиндрической частью основы большего диаметра путем клеевого соединения.

Из уровня техники неизвестно техническое решение поставленной задачи, в котором бы имело место предложенное сочетание признаков.

Предлагаемый способ практически реализуем для всех известных образцов (фиг.1-5) и иллюстрируется примерами двух образцов с основой 3, изготовленной в виде моноблока из двух цилиндров разного диаметра, соосно сопряженных галтелью, в каждом из которых выполнено кольцевое раскрепление 6 в краевой зоне клеевого соединения 1 резиноподобного покрытия 2 с жестким элементом 4, которые не должны интерпретироваться как ограничивающие объем изобретения:

фиг.8 - образец, в котором жесткий элемент 5, взаимодействующий с основой, выполняют горообразным и приводят в непосредственное взаимодействие с поверхностью галтели;

фиг.9 - образец, в котором жесткий элемент 5, взаимодействующий с основой, выполняют в виде стакана и приводят его во взаимодействие с цилиндрической частью образца основы большего диаметра путем клеевого соединения.

Для указанных двух типов образцов результат расчетной (МКЭ) оценки влияния ширины Δ кольцевого раскрепления 6 (Δ/δ) на характер распределения нормированного напряжения Kσ в зоне границы покрытие-основа приведены на фиг.10 и 11 соответственно. При уровне Δ/δ≤0,2÷0,3 введение кольцевого раскрепления 6 незначительно (до Kσ=2,1÷2,2) снижает эффекты концентрации напряжения в краевой зоне скрепления покрытие-основа. Увеличение ширины раскрепления 6 до Δ/δ=0,6÷1,5 позволяет снизить уровень концентрации максимальных напряжений в краевой зоне покрытие-основа в 1,5÷2,0 раза (до Kσ=1,1÷1,3). Это приводит к увеличению уровня разрушающей нагрузки (max F) при испытании образца на растяжение, позволяет обеспечить повышение достоверности оценки реальных прочностных адгезионных характеристик (σа) в зоне скрепления основы с покрытием. Увеличение ширины раскрепления свыше Δ/δ=0,6÷1,5 является нецелесообразным ввиду увеличения эффектов неоднородности σ(х) за счет формирования высокого уровня max σ(x) в зонах, прилегающих к оси образца.

Экспериментальное подтверждение теоретических расчетов было получено при испытании на растяжение образцов, приведенных на фиг.8, 9. Рецептурно-технологические параметры покрытия, клея и материала основы во всех испытаниях оставались неизменными. В клеящем составе использовался каучук типа СУРЭЛЛ. Значение напряжения σ при построении диаграмм растяжения определялось в соответствии с соотношением (1), в котором параметр «S» для всех типов образцов принимался также одинаковым и равным площади контакта покрытия с основой. Анализ экспериментальных диаграмм растяжения (фиг.12 для образца, приведенного на фиг.8, и фиг.13 для образца, приведенного на фиг.9, где параметром Δl обозначено перемещение подвижного жесткого элемента) показывает, что увеличение ширины кольцевой проточки Δ приводит к существенному увеличению усилия max F при разрушении и определяемого по соотношению (1) значения адгезионной прочности границы покрытие-основа в σа=1,0÷1,6 раза. Полученный в эксперименте эффект увеличения max F и σa при разрушении, подтверждающий выводы теоретических исследований, остается неизменным для обоих типов образцов с кольцевым раскреплением (фиг.8 и 9).

Зависимости нормированного значения прочности клеевого соединения Kσa покрытие-основа от ширины Δ кольцевого раскрепления 6 приведены для образцов (фиг.8 и 9) на фиг.14 и 15 соответственно.

Дополнительная серия аналогичных испытаний была проведена на указанных образцах (фиг.8, фиг.9) для другого типа клеящего состава (использовался каучук ПДИ-3А). Материал покрытия и основы не изменялся. Полученные результаты также подтвердили эффект увеличения в ~1,5 раза адгезионной прочности σа границы покрытие-основа при введении кольцевого раскрепления Δ/δ=1,2÷1,5 в краевой зоне скрепления покрытия с захватом.

Кроме того, следует отметить, что опыт работы с образцами по прототипу показал, что разрушения при растяжении неоднократно реализовались не в области границы покрытие-основа, а в зоне К контакта торообразного жесткого элемента с основой (фиг.5) на расстоянии 3-5 мм от границы покрытие-основа. В этих случаях торообразный жесткий элемент являлся дополнительным инициатором преждевременного разрушения, которое не позволяло количественно оценить реальный уровень адгезионных прочностных характеристик в зоне границы покрытие-основа. Введение кольцевого раскрепления в соответствии с настоящим изобретением увеличивает достоверность результатов, но недостаточно.

Поэтому, применительно к частному случаю использования основы, изготовленной в виде моноблока из двух цилиндров разного диаметра, соосно сопряженных галтелью, целесообразно, в дополнение к кольцевому раскреплению, выполнять второй жесткий элемент, взаимодействующий с основой, в виде стакана, что позволяет устранить дополнительный концентратор напряжений в зоне К галтели (фиг.5) и смоделировать в зоне разрушения образца напряженное состояние, соответствующее наиболее нагруженной зоне скрепления натурного топливного элемента с корпусом РДГТ. При этом зона когезионного (по основе) разрушения стабильно смещается в зону границы покрытие-основа также как и в других известных образцах, представленных на фиг.1-4 с изменениями, предусмотренными настоящим изобретением. При выполнении второго жесткого элемента образца фиг.5 в виде стакана, увеличивается мера достижения технического результата, реализуемого по пп.1 и 2 формулы изобретения.

Сравнительный анализ вида напряженного состояния в различных типах образцов и натурных изделиях (зона скрепления топливного элемента с корпусом) приведен в Таблице.

Таблица
Объект Нагрузка σи0 Примечание
Образец Фиг.5 Растяжение 0,002 σи, σ0 - первый и второй инвариант тензора напряжений
Фиг.9 Растяжение 0,20
Топливный элемент РДТТ (зона скрепления с корпусом) Температурная, Δ,Т 0,19 σи0 - параметр вида напряженного состояния

Приведенные в Таблице результаты теоретического анализа численными методами механики показали, что вид напряженного состояния в зоне скрепления натурного топливного элемента РДТТ с корпусом существенно отличается от напряженного состояния в исследуемой зоне скрепления покрытия с основой образца, приведенного на фиг.5 (прототип). Становится очевидной необходимость предложенной в п.3 формулы настоящего изобретения модернизации способов определения прочностных адгезионных характеристик в зоне скрепления резиноподобного покрытия с топливной основой.

В образце, приведенном на фиг.9, скрепление со стаканом препятствует деформированию топлива (основы) в поперечном направлении, что позволяет реализовать вид напряженного состояния (σи0=0,20), моделирующий зону скрепления с корпусом натурного изделия (Таблица). Это является дополнительным фактором, обеспечивающим представительность образца (фиг.9) для решения задачи прогнозирования и оценки адгезионных характеристик в зоне скрепления топливного элемента с корпусом РДТТ.

Осуществление предлагаемого способа определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой при использовании образцов, известных из уровня техники (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5 без использования стакана), оснащенных кольцевым раскреплением, или аналогичных, которые могут быть получены без отхода от существа и объема изобретения, проводится по одноэтапной, а образца, приведенного на фиг.5 с применением стакана, как показано на Фиг.9, по двухэтапной схеме.

На первом этапе изготавливается топливная основа 3 с жестким элементом 4 и приклеенным к нему резиноподобным покрытием 2, на которое предварительно наносится напылением или кистью исследуемый неотвержденный клеевой состав 1. Изготовление топливной основы проводится методом литья (или формования под давлением) топливной массы в цилиндрическую пресс-форму, с возможностью использования, при необходимости, вкладыша, например, из капролактана, позволяющего одновременно получить 3 образца. После заполнения пресс-форма поступает в термокамеру, где проводится процесс отверждения заформованного образца.

Для изготовления образца, приведенного на фиг.9, необходима реализация второго этапа, в процессе которого полученный топливный образец цилиндрической частью основы 3 большего диаметра вклеивается эпоксидным или другим клеем в жесткий элемент 5, выполненный в виде стакана, например, из стали, стеклопластика и т.п. материала.

Кольцевое раскрепление 6 по границе покрытие - жесткий элемент формируют после завершения процесса отверждения клеевого соединения 1 покрытия 2 с основой 3 (с помощью устройства механического типа, например, тонкого ножа), либо до осуществления процесса отверждения путем использования кольцевого вкладыша из материала, обладающего антиадгезионными свойствами к жесткому элементу 4 и покрытию 2, например, из фторопласта или другого материала, возможность использования которого очевидна специалисту в данной области техники.

При этом толщина используемых в соответствии с существующей потребностью устройства механического типа или вкладыша сопоставима с толщиной клеевого соединения.

Испытание на растяжение изготовленного образца проводят с использованием стандартных испытательных устройств (например, поставляемых фирмой Instron 5655), позволяющих обеспечить регистрацию растягивающей нагрузки до разрушения образца. Количественные показатели прочности клеевого соединения определяются с использованием соотношения (1).

Проведенные расчеты и эксперименты подтвердили практическую осуществимость предлагаемого способа.

Актуальность предлагаемого способа обусловлена возможностью выявления неиспользованного ранее ресурса прочностной работоспособности и возможностью повышения параметров надежности изделий ракетной техники. Для целого ряда перспективных энергоемких материалов применение предложенного способа является единственной возможностью создания высокоэффективных конструкций РДТТ.

1. Способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива, включающий использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой, отличающийся тем, что в краевой зоне клеевого соединения резиноподобного покрытия с жестким элементом выполняют кольцевое раскрепление, ширина которого составляет Δ=(0,6-1,5)·δ, где δ - толщина покрытия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кольцевое раскрепление выполняют механическим путем после завершения процесса отверждения клеевого соединения покрытия с основой или до осуществления процесса отверждения путем использования кольцевого вкладыша из материала, обладающего антиадгезионными свойствами к жесткому элементу и покрытию.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при использовании основы, изготовленной в виде моноблока из двух цилиндров разного диаметра, соосно сопряженных галтелью, второй жесткий элемент, взаимодействующий с основой, выполняют в виде стакана и приводят его во взаимодействие с цилиндрической частью основы большего диаметра путем клеевого соединения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу определения адгезионной прочности скрепления бронепокрытия с зарядом твердого ракетного топлива. Способ включает изготовление от забронированного натурного заряда или его «спутника» «образца-диска» с центральным отверстием, выполнение по образующей диска путем нарезания фрезой параллельных прорезей рабочих площадок, равномерно распределенных по забронированной поверхности, приклеивание к ним державок для приложения отрывной нагрузки и испытание «образца-диска» на разрывной машине.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения адгезионной и когезионной прочности сцепления в продольных слоях газотермических покрытий.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способу оценки адгезионной прочности бронепокрытия зарядов ТРТ ракетных двигателей твердого ракетного топлива и других ракетных устройств.

Изобретение относится к способам контроля качества клееных материалов и может быть использовано при контроле качества клеевого соединения неразрушающим методом. .

Изобретение относится к измерительной технике и может использовано для определения уровня адгезионного взаимодействия частиц наполнителя с полимерной матрицей и объемных механических характеристик композиционных материалов при растяжении.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения прочности сцепления покрытий с основами. .

Изобретение относится к области испытания материалов, а именно к способам определения адгезии пленки к подложке, и предназначено для исследования адгезионных свойств адгезивов для склеивания пленок, в том числе тончайших пленочных материалов и нанопленок.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с подложкой. .

Изобретение относится к методам механических испытаний, а именно к методам определения прочности порошковых покрытий. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам контроля прочности адгезии (сцепления) покрытий к основаниям, и может быть использовано в производстве гибко-жестких печатных плат и плат на твердом основании или в производстве радиоэлектронной аппаратуры.

Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам относится к области исследования адгезионной прочности льда к различным материалам и может использоваться при создании антиобледенительных материалов. Замораживание воды на поверхности исследуемого материала проводится внутри фторопластовой втулки, которая используется в качестве каркаса и позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал. Измерение нагрузки, необходимой для сдвига льда от исследуемой поверхности материала, проводится в климатической камере универсальной разрывной машины в режиме сжатия. Техническим результатом является повышение точности измерения адгезии льда к различным материалам. 2 ил.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом перед нанесением покрытия к поверхности основы прижимают толкатель, после нанесения покрытия снимают усилие прижима толкателя к поверхности основы, не оказывая, при этом, механического воздействия на покрытие, и прикладывают к толкателю усилие на отрыв, одновременно измеряя величину приложенного усилия, а после испытания толкатель меняют на новый. Устройство для реализации способа содержит плоскую пружину, нагружающий винт, тензорезисторы, толкатель, основу, тензоусилитель, пиковый детектор и индикатор нагрузки, при этом в основе имеется паз с распорным винтом, обеспечивающим возможность деформации паза. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности оценки адгезионной прочности сцепления покрытия с основой. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие в виде «сидячей» капли, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом на локальном участке покрытия формируют «сидячую» каплю из припоя с впаянной в нее гибкой тягой, а усилие на отрыв или на срез прикладывают к гибкой тяге, после отрыва «сидячей» капли с покрытием от основы оценивают площадь отрыва покрытия. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности оценки адгезионной прочности сцепления покрытия с основой, а также в расширении возможности способа.

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли. Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки содержит стол-основание, электродвигатель, узел замера тягового усилия, установленные на столе-основании уровень и основание для размещения груза. На основании для размещения груза шарнирно закреплена направляющая плита, с возможностью поворота вокруг своей оси, на боковой поверхности которой выполнен паз, обеспечивающий перемещение размещенного в пазу узла замера тягового усилия. Узел замера тягового усилия соединен с одной стороны при помощи нити со шкивом электродвигателя, расположенным на противоположном конце направляющей плиты, с другой - с металлическим грузом, расположенным на фильтрационной корке, закрепленной фиксаторами на основании для размещения груза. Технический результат − обеспечение измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, возможность оценки вклада фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине. 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для определения адгезионной прочности теплозащитных покрытий для образцов. Для определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия на сдвиг на подложку, выполненную в виде наружных поверхностей двух соосно установленных с поджатием по стыку цилиндров, наносят покрытие в форме кольца, перекрывающего их стык. После отверждения покрытия прикладывают к цилиндрам усилие в противоположных направлениях до разрушения покрытия. Покрытие выполняют в виде металлического подслоя в составе теплозащитного покрытия. Подслой наносят несимметрично по длине относительно стыка цилиндров. После поперечного разрушения подслоя цилиндры повторно устанавливают с поджатием по стыку и на разрушенный подслой дополнительно наносят плазменным способом керамический слой теплозащитного покрытия в форме кольца. После отверждения керамического покрытия нагревают цилиндры в диапазоне температур горячей части газового тракта силовой установки и повторно прикладывают осевое усилие в противоположных направлениях до сдвига керамического слоя с подслоя одного из цилиндров и устанавливают фактическое усилие сдвига. Технический результат - уменьшение трудоемкости, повышение точности определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия и обеспечение возможности испытания покрытия на образцах в условиях, идентичных работе деталей в горячих частях газовых трактов силовых установок. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытий с подложкой. Способ определения прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой заключается в том, что покрытие с внешним серебряным слоем соединяют с деталями оснастки разрывной машины и разрывают покрытие. На покрытие с внешним серебряным слоем дополнительно наносят слой меди с последующей термообработкой в вакууме при температуре +200-+280°C с выдержкой 30-60 минут. Слой меди склеивают с деталями оснастки разрывной машины. Слой меди наносят гальваническим методом или методом высокотемпературного испарения в вакууме. Слой меди наносят толщиной 1-2 мкм. Слой меди склеивают с деталями оснастки разрывной машины клеем на основе эпоксидной смолы. Технический результат - повышение точности определения прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой путем снижения вероятности разрушения адгезионного слоя, расположенного между серебряным покрытием и клеем, при определении прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой при испытании на разрывной машине. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к конструкции прибора, предназначенного для количественного определения липкости препрега, представляющего собой композиционный материал, полученный путем пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределенными полимерными связующими. Прибор содержит платформу, на которой размещается испытуемый образец препрега, цилиндрический ролик, установленный с возможностью качения по образцу препрега вдоль платформы, и индикатор, фиксирующий пробег ролика вдоль платформы, в контакте с образцом, до момента его остановки, а также стартовую площадку, которая примыкает к платформе со стороны исходного положения ролика до запуска его на платформу и выполнена регулируемой по углу ее наклона по отношению к платформе, и управляемый ограничительный упор, обеспечивающий неподвижное положение ролика на стартовой площадке, при этом в платформе имеется герметизированная емкость, заполняемая жидким теплоносителем и служащая для обогрева образца препрега до заданной температуры по всей его площади. Достигается повышение точности и надежности измерений, а также упрощение конструкции и эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится в способам оценки прочности сцепления металлических покрытий с основой из металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, где применяются газотермический и газодинамический методы нанесения покрытий для придания поверхности повышенных физико-механических характеристик. Способ оценки адгезионной прочности порошковых металлических покрытий со стальной поверхностью заключается в нанесении покрытия на металлическую подложку и отрыве покрытия от подложки, определения максимальной нагрузки, необходимой для отрыва слоя покрытия, и по ее величине вычисления значения адгезии. Причем в качестве подложки используют цилиндрический образец, на образующую поверхность которого наносят покрытие в виде кольцевого пояска. Затем производят механическую обработку торцов покрытия на образце до получения опорных площадок с последующей обработкой одного из торцов покрытия путем снятием внутренней фаски размером 0,5×45°. Далее устанавливают образец в матрицу с цилиндрическим отверстием, так, чтобы обработанный торец покрытия с фаской был обращен в сторону отверстия в матрице. При этом отрыв покрытия от подложки осуществляют путем продавливания цилиндрического образца сквозь цилиндрическое отверстие в матрице. Техническим результатом является упрощение оценки прочности сцепления наносимых металлических покрытий с основой и тем самым повышение надежности и ресурса машиностроительной продукции. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением и определения адгезионной составляющей силы трения. Способ определения оценки эффективности смазочных материалов с учетом величины силы выталкивания заготовки из полости матрицы заключается в измерении сил выдавливания и выталкивания образца с нанесенным на него эталонным и исследуемым смазочным материалом. И расчетным путем определяется эффективность смазочного материала. Техническим результатом является оценка экранирующей способности смазочных материалов. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области испытания материалов. Отличительной особенностью заявленного способа определения адгезии пленки является то, что наблюдают за образованием купола в ходе процесса подачи равномерного внутреннего давления, форму основания (контура отрыва) купола принимают как эллиптическую с учетом анизотропных особенностей адгезива и анизотропии материала пленки, проводят измерение текущей высоты подъема купола и текущих размеров большой и малой полуосей основания купола, определяют механическое напряжение отрыва по формуле, по вычисленным значениям механического напряжения отрыва судят об адгезионных свойствах пленки к подложке. Техническим результатом является повышение точности определения параметров адгезии. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике. Предлагаемый способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива включает использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой. При этом в краевой зоне клеевого соединения резиноподобного покрытия с жестким элементом выполняют кольцевое раскрепление, ширина которого составляет Δ·δ, где δ - толщина покрытия. Причем кольцевое раскрепление выполняют механическим путем после завершения процесса отверждения клеевого соединения покрытия с основой или до осуществления процесса отверждения путем использования кольцевого вкладыша из материала, обладающего антиадгезионными свойствами к жесткому элементу и покрытию. Техническим результатом является повышение достоверности результатов испытаний в части получения экспериментальной информации о более высоком уровне реального ресурса прочности скрепления покрытия с основой. 2 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

Наверх