您現(xiàn)在的位置：首頁(yè) > 檢測(cè)項(xiàng)目 > 其他檢測(cè)

涂層剪切強(qiáng)度檢測(cè)

1對(duì)1客服專屬服務(wù)，免費(fèi)制定檢測(cè)方案，15分鐘極速響應(yīng)

可選形式：電子報(bào)告紙質(zhì)報(bào)告

可選語(yǔ)言：中文報(bào)告英文報(bào)告

發(fā)布時(shí)間：2025-08-12 08:43:21 更新時(shí)間：2025-08-11 08:43:21

點(diǎn)擊：0

作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

涂層剪切強(qiáng)度檢測(cè)：評(píng)估附著性能的關(guān)鍵指標(biāo)

涂層剪切強(qiáng)度是衡量涂層與基材之間結(jié)合牢固程度的一項(xiàng)至關(guān)重要的性能指標(biāo)。它直接反映了涂層在受到平行于基材表面方向的剪切力作用時(shí)，抵抗從基材上剝離或破壞的能力。在眾多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，如航空航天、汽車制造、船舶防腐、機(jī)械裝備、電子封裝以及建筑工程等，涂層的可靠附著是保證構(gòu)件功能完整、延長(zhǎng)使用壽命、確保安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。一旦涂層因剪切強(qiáng)度不足而失效，可能導(dǎo)致基材腐蝕、設(shè)備故障、結(jié)構(gòu)損壞甚至安全事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，科學(xué)、準(zhǔn)確地檢測(cè)涂層剪切強(qiáng)度，對(duì)于涂層材料的選擇、工藝優(yōu)化、質(zhì)量控制和產(chǎn)品驗(yàn)收具有極其重要的指導(dǎo)意義。

核心檢測(cè)項(xiàng)目

涂層剪切強(qiáng)度檢測(cè)的核心目標(biāo)是量化涂層-基材界面或涂層自身在剪切應(yīng)力作用下的最大承載能力。具體項(xiàng)目通常包括：

1. 涂層-基材界面剪切強(qiáng)度： 這是最主要的檢測(cè)項(xiàng)目，直接評(píng)價(jià)涂層與基材結(jié)合的牢固程度。測(cè)試時(shí)力求破壞發(fā)生在涂層與基材的界面處。

2. 涂層自身內(nèi)聚強(qiáng)度： 在特定情況下，如果界面結(jié)合極強(qiáng)，破壞可能發(fā)生在涂層內(nèi)部。此時(shí)測(cè)得的強(qiáng)度反映了涂層材料自身抵抗剪切破壞的能力。

3. 破壞模式分析： 與強(qiáng)度值同等重要的是對(duì)測(cè)試后破壞面進(jìn)行觀察和分析，確定破壞是發(fā)生在界面（附著力破壞）、涂層內(nèi)部（內(nèi)聚破壞）還是基材表層（混合破壞），這對(duì)于失效分析和工藝改進(jìn)至關(guān)重要。

主要檢測(cè)儀器

涂層剪切強(qiáng)度檢測(cè)通常依賴于精密的力學(xué)測(cè)試設(shè)備：

1. 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)： 這是最常用和核心的設(shè)備。它能夠提供精確可控的拉伸或壓縮載荷，并配備高精度的力傳感器和位移傳感器（或引伸計(jì)）來(lái)實(shí)時(shí)記錄載荷和位移數(shù)據(jù)。

2. 專用剪切夾具： 這是實(shí)現(xiàn)剪切加載的關(guān)鍵部件。常見的類型包括：

搭接剪切夾具： 將兩個(gè)帶有涂層的試片（或一個(gè)涂層試片與一個(gè)剛性塊）用高強(qiáng)度膠粘劑搭接粘合，然后在試驗(yàn)機(jī)上對(duì)粘合區(qū)域施加拉伸力，使搭接面承受剪切應(yīng)力。
壓剪夾具： 將涂覆試片固定在底座上，使用一個(gè)帶有特定形狀（如圓柱銷、刀口）的壓頭垂直壓向涂層表面靠近邊緣的位置，使涂層在壓頭下方產(chǎn)生剪切應(yīng)力。

3. 粘接設(shè)備： 對(duì)于搭接剪切測(cè)試，需要精密的制樣設(shè)備（如對(duì)位夾具）和高強(qiáng)度、高模量的結(jié)構(gòu)膠粘劑（如環(huán)氧樹脂類膠粘劑），確保粘接質(zhì)量和膠層厚度一致性。

4. 表面處理設(shè)備： 用于測(cè)試前對(duì)基材和（如果需要）對(duì)偶件表面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化清潔、粗糙化處理（如噴砂），以保證測(cè)試結(jié)果的可比性。

5. 顯微鏡/體視顯微鏡： 用于測(cè)試前后觀察粘接區(qū)域、涂層表面及破壞面，分析破壞模式和位置。

常用檢測(cè)方法

涂層剪切強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法主要包括：

1. 搭接剪切法 (ASTM D1002, ASTM D3165, ISO 4587):

這是應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)方法。
制備：將兩個(gè)相同的矩形金屬試片（通常為鋁合金）表面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和涂覆。使用高強(qiáng)度膠粘劑將兩個(gè)試片搭接粘合，形成單搭接接頭，搭接長(zhǎng)度有明確規(guī)定（如ASTM D1002為12.7mm ± 0.25mm）。
測(cè)試：將制備好的搭接試樣夾持在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭中，沿試片軸向施加拉伸載荷，拉伸速率通常為1.3mm/min (0.05in/min) 或 5mm/min。
計(jì)算：記錄試樣破壞時(shí)的最大載荷 (F_max)。剪切強(qiáng)度 (τ) = F_max / (搭接寬度 b * 搭接長(zhǎng)度 l)。
分析：詳細(xì)記錄破壞模式（界面破壞、內(nèi)聚破壞、混合破壞、膠層破壞或基材屈服）。

2. 壓剪法 (ASTM D732):

適用于較厚涂層或難以制備搭接試樣的場(chǎng)合。
制備：將涂層試樣（通常是圓盤形或帶涂層的基板材）牢固地固定在底座夾具中。
測(cè)試：使用一個(gè)直徑已知的圓形沖頭（如?6.35mm或?20.0mm），以特定的速度（如1.3mm/min）垂直壓向涂層表面，沖壓位置通常在試樣中心或靠近邊緣處。
計(jì)算：記錄沖頭穿透涂層或?qū)⑼繉印巴瞥觥被乃璧淖畲筝d荷 (F_max)。剪切強(qiáng)度 (τ) = F_max / (π * 沖頭直徑 d * 涂層厚度 t)。此公式假設(shè)剪切發(fā)生在沖頭邊緣的圓柱面上。
分析：同樣需要記錄破壞模式。

關(guān)鍵檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)范化的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)保證了測(cè)試結(jié)果的可靠性、重現(xiàn)性和可比性。國(guó)際上廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)有：

1. ASTM 標(biāo)準(zhǔn) (美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì))： * ASTM D1002: 《Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens by Tension Loading (Metal-to-Metal)》 - 單搭接拉伸法測(cè)膠粘劑剪切強(qiáng)度的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)，常用于涂層模擬測(cè)試。 * ASTM D3165: 《Standard Test Method for Strength Properties of Adhesives in Shear by Tension Loading of Single-Lap-Joint Laminated Assemblies》 - 針對(duì)層壓結(jié)構(gòu)，原理與D1002類似。 * ASTM D732: 《Standard Test Method for Shear Strength of Plastics by Punch Tool》 - 使用沖壓工具測(cè)定塑料剪切強(qiáng)度的方法，常被借鑒用于涂層剪切強(qiáng)度測(cè)試，尤其壓剪法。

2. ISO 標(biāo)準(zhǔn) (國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)： * ISO 4587: 《Adhesives — Determination of tensile lap-shear strength of rigid-to-rigid bonded assemblies》 - 剛性材料間粘合體拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定方法，與ASTM D1002類似。

3. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： * GB/T 7124 (中國(guó)): 《膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度的測(cè)定(剛性材料對(duì)剛性材料)》 - 等效采用ISO 4587。 * GB/T 6328, GB/T 6329 (中國(guó)): 涉及壓剪強(qiáng)度測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 * DIN, JIS, BS 等其他國(guó)家也有類似標(biāo)準(zhǔn)。

4. 行業(yè)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 許多特定行業(yè)（如航空、汽車）或大型企業(yè)會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)制定更具體的涂層剪切強(qiáng)度測(cè)試規(guī)范。

選擇標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵點(diǎn)： 選擇檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需考慮涂層體系、基材類型、應(yīng)用場(chǎng)景、客戶要求以及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件。標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了試樣制備要求（基材材質(zhì)與尺寸、表面處理、膠粘劑選擇與固化、涂層厚度控制）、測(cè)試環(huán)境（溫濕度）、測(cè)試速度、數(shù)據(jù)處理方法以及結(jié)果報(bào)告要求等，必須嚴(yán)格遵守以確保測(cè)試的有效性。