Способ и устройство для испытания прочности сцепления покрытия с подложкой

Изобретение относится к области экспериментальной электрохимии для изучения прочности сцепления гальванопокрытия с оксидным материалом. Изобретение направлено на измерение адгезии гальванопокрытий с оксидными материалами. Способ включает закрепление оксида с токоподводом в подложке из непроводящего материала, нанесение на поверхность оксида гальванопокрытия и припаивание к нему отрывного элемента. Устройство включает фиксирование подложки с припаянным к покрытию отрывным элементом в корпусе. Технический результат - создание способа и конструкции устройства, позволяющего испытывать прочность сцепления гальванопокрытия, наносимого на оксидный материал. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области экспериментальной электрохимии для изучения прочности сцепления гальванопокрытия с оксидным материалом.

Известны способ и устройство (патент RU 2294531, от 15.08.2005) для определения прочности сцепления покрытия с подложкой. Способ заключается в отрыве торца штифта от покрытия, нанесенного на рабочую поверхность матрицы и торец штифта, вставленного заподлицо в коническое отверстие в матрице. После нанесения на внешнюю поверхность клеевого слоя, сжатия его накидной гайкой до полного смачивания клеем внутренней поверхности накидной гайки и отверждения клея прикладывают к штифту и накидной гайке нормальное усилие отрыва. Для этого используется устройство, состоящее из матрицы с конусным отверстием и вставленного заподлицо в это отверстие штифта. На рабочую поверхность матрицы и торец штифта нанесено покрытие, со стороны которого на матрицу навинчена накидная гайка до полного соприкосновения с клеевым слоем, нанесенным на внешнюю поверхность покрытия. Причем штифт может быть коническим либо цилиндрическим. В результате наблюдается значительное снижение вероятности разрушения на срез по толщине покрытия по периметру штифта, что приводит к повышению точности определения прочности сцепления покрытия с подложкой.

Известное устройство для определения прочности сцепления покрытия с подложкой включает корпус, фиксирующие элементы. Корпус выполнен в виде двух сегментных захватов, которые имеют на дугообразной части отверстия для их взаимодействия с захватами разрывно-поворотной машины. Внутренняя часть сегментных захватов выполнена в виде взаимно-параллельных плоскостей, обращенных друг к другу. При этом в части сегментных захватов, имеющих взаимно-параллельные плоскости, выполнены продольные соосные отверстия для установки и жесткой фиксации образца с испытуемым покрытием RU 136891 «Устройство для определения прочности сцепления покрытий с подложкой» от 20.01.2014.

Предложенные аналоги были выбраны в качестве прототипов предлагаемого изобретения.

Недостатком прототипов является невозможность их использования для испытания прочности сцепления гальванопокрытия с оксидным материалом. В отличие от металлической подложки (матрице), применяемой в прототипах для нанесения покрытия, оксидный материал является более хрупким. Это исключает его применение в качестве подложки в указанных прототипах.

Задача полезной модели заключается в создании способа и конструкции устройства, позволяющего испытывать прочность сцепления гальванопокрытия, наносимого на оксидный материал.

Указанный технический результат по объекту способа достигается тем, что оксидный материал изначально закрепляется в центре подложки из неэлектропроводного материала (например, эпоксидная смола). Затем на поверхность подложки с оксидом наносят гальванопокрытие (медь, никель). Далее к покрытию припаивают отрывной элемент так, чтобы отрывной элемент располагался строго по центру конструкции. Помещают подложку с отрывным элементом в корпус устройства, прикладывают нагрузку на разрывной машине и оценивают напряжение, при котором покрытие отрывается от подложки с оксидом. Определяют прочность сцепления покрытия с оксидным материалом как отношение максимальной нагрузки, действующей на отрывной элемент, к площади покрытого участка подложки с оксидом. После испытания с отрывного элемента удаляют покрытие неразрушающим методом.

Указанный технический результат по объекту устройства достигается тем, что в устройстве для определения прочности сцепления гальванопокрытия с оксидным материалом, закрепленным в подложке, состоящем из корпуса, фиксирующих элементов, отрывного элемента, корпус выполнен из трех частей: два сегментных взаимно-параллельных захвата и форма для фиксации подложки. При этом один сегментный захват и отрывной элемент имеют отверстия для взаимодействия с захватом разрывной машины.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из объектов - устройство предназначен для осуществления другого объекта группы - способ, при этом объекты направлены на решение одной и той же задачи с достижением единого технического результата.

На фиг. 1 представлено устройство для определения прочности сцепления покрытия с оксидным материалом.

Устройство для определения прочности сцепления с оксидным материалом, закрепленным в подложке, включает: 1 - подложка; 2 - оксидный материал; 3 – гальванопокрытие; 4 - отрывной элемент; 5 - форма; 6, 7 - сегментные захваты; 8 - винты.

Устройство работает следующими образом.

В подложке (1) закрепляют оксидный материал (2) и наносят на него покрытие (3). Отрывной элемент (4) припаивают к покрытию. Затем располагают отрывной элемент с подложкой в форме (5) для фиксации подложки, закрывают сегментными захватами (6, 7) и фиксируют корпус винтами (8). Далее собранное устройство закрепляют на разрывной машине за специальные отверстия на отрывном элементе и сегментном захвате. Создают усилие, действующее на отрывной элемент (4) до отрыва отрывного элемента, и определяют максимальную нагрузку, действующую на отрывной элемент в момент отделения покрытия от подложки. После определяют прочность сцепления покрытия с оксидным материалом на отрыв как отношение максимальной нагрузки, действующей на отрывной элемент, к площади отрыва покрытия.

Пример

На подложку из эпоксидной смолы с закрепленным в ней оксидом (например, Fe3O4) наносят гальванический слой никеля толщиной 25-50 мкм. Затем припаивают по центру покрытия отрывной элемент и помещают внутрь корпуса. Далее устройство закрепляют на разрывной машине и прикладывают нагрузку. После испытания остатки покрытия с отрывного элемента удаляют отпаиванием. Прочность сцепления покрытия с оксидом рассчитывается как отношение приложенного усилия в Ньютонах на площадь оторванного покрытия.

Предлагаемый способ прост. Кроме того, данный способ и устройство позволяют количественно определять прочность сцепления покрытия с оксидным материалом. Отрывной элемент используется многократно.

1. Способ определения прочности сцепления покрытия с оксидным материалом, закрепленным в подложке, заключающийся в том, что на подложку из неэлектропроводного материала с оксидом наносят покрытие, прикладывают нагрузку к установленному отрывному элементу и оценивают напряжение, при котором покрытие отрывается от оксида, отличающийся тем, что отрывной элемент прикрепляют к покрытию с помощью припоя после нанесения покрытия, затем помещают внутрь корпуса (формы), фиксируют и нагружают корпус и отрывной элемент до отрыва отрывного элемента и определяют прочность сцепления покрытия с оксидом как отношение максимальной нагрузки, действующей на отрывной элемент, к площади оторванного от оксида участка покрытия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в центре подложки из неэлектропроводного материала закрепляется оксидный материал с токоподводом.

3. Устройство для определения прочности сцепления покрытия с оксидным материалом, закрепленным в подложке из неэлектропроводного материала, состоящее из корпуса, отрывного элемента, фиксирующих элементов, отличающееся тем, что корпус выполнен из трех частей: два сегментных взаимно-параллельных захвата и форма для фиксации подложки.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что сегментный захват и отрывной элемент имеют отверстия для взаимодействия с захватом разрывной машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к образцу для оценки когезионной прочности металлических покрытий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, где применяются газотермические и газодинамический методы нанесения покрытий для оценки когезионной прочности порошковых металлических покрытий.

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к устройствам и способам определения адгезии цементного камня к металлу. Сущность: осуществляют фиксацию вертикальной направляющей, установку коаксиально формы, заполнение зазора между ними цементным раствором, отверждение цементного раствора в водной среде при заданной температуре, проведение испытания с выдавливанием направляющей прессом из отвержденного цементного раствора.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для определения адгезионной прочности многослойного керамического теплозащитного покрытия (ТЗП), применяемого для защиты деталей машин от высоких температур, преимущественно в авиационной технике.

Использование: для определения адгезионной прочности несплошных наноструктурированных покрытий. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения адгезионной прочности покрытий к подложке включает выбор области покрытия, проведение воздействия на выбранную область, регистрацию данных о воздействии, анализируя которые судят об адгезионной прочности покрытий к подложке, при выборе области покрытия выделяют ряд участков покрытия, содержащих в совокупности по меньшей мере семь одиночных одномерных пьезоэлектрических нанообъектов, на каждый из выбранных участков проводят воздействие электрическим полем в режиме силовой микроскопии пьезоотклика, при этом регистрируют в виде изображения топографии участков и изображения пьезоотклика, визуально анализируя которые выявляют наличие ступенчатых переходов на изображениях пьезоотклика, которые характеризуют разделение одиночных одномерных пьезоэлектрических нанообъектов выбранных участков на часть нанообъектов, жестко закрепленную на подложке, и часть нанообъектов, незакрепленную на подложке, по изображениям топографии выбранных участков определяют общее количество содержащихся на участках нанообъектов и по изображениям пьезоотклика определяют количество нанообъектов на участках, характеризующихся ступенчатым переходом, по отношению (А) между общим количеством выявленных нанообъектов и количеством нанообъектов, характеризующихся ступенчатым переходом, судят об адгезионной прочности всего покрытия, при А<0,3 определяют отсутствие адгезионной прочности, при А>0,7 определяют максимальную адгезионную прочность.

Изобретение относится к способу проверки адгезии эластичных клеев или эластичных герметиков к поверхностям деталей, имеющему следующие шаги: а) клей (5) или герметик наносят на поверхность (3) детали, б) пытаются, факультативно после отверждения клея (5) или герметика, путем приложения отслаивающего усилия (F) отделить нанесенный клей (5) или нанесенный герметик от поверхности (3) детали и в) на основании вызванных приложением отслаивающего усилия (F) разрывов в клее (5) или герметике, с одной стороны, и вызванного приложением отслаивающего усилия (F) отделения клея (5) или герметика от поверхности (3) детали, с другой стороны, оценивают адгезию клея (5) или герметика.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения сил адгезионного взаимодействия и молекулярной составляющей коэффициента трения.

Изобретение относится к контролю качества покрытий с металлом и может быть использовано для количественной оценки прочности сцепления покрытия с металлической основой.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения и контроля адгезионной прочности покрытий различных конструкций, в частности защитных покрытий стальных магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения прочности сцепления клееполимерных дисперсно наполненных самотвердеющих композиционных материалов различного строения и состава с металлической подложкой.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам оценки прочности сцепления металлических покрытий со стальной поверхностью, и может быть использовано для повышения качества и надежности выпускаемой продукции.

Изобретение относится к области экспериментальной электрохимии для изучения прочности сцепления гальванопокрытия с оксидным материалом. Изобретение направлено на измерение адгезии гальванопокрытий с оксидными материалами. Способ включает закрепление оксида с токоподводом в подложке из непроводящего материала, нанесение на поверхность оксида гальванопокрытия и припаивание к нему отрывного элемента. Устройство включает фиксирование подложки с припаянным к покрытию отрывным элементом в корпусе. Технический результат - создание способа и конструкции устройства, позволяющего испытывать прочность сцепления гальванопокрытия, наносимого на оксидный материал. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх