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本文首先阐述了胶粘涂层内应力研究的目的和意义,介绍了目前研究进展;
论述了胶粘涂层内应力的起因、测试方法及涂层内应力的调控方法。对聚合物线膨胀系数与弹性模量的测试方法,颗粒增强复合材料线膨胀系数与弹性模量的理论预测模型进行了简单叙述。
首次利用预埋应变片电测法测定了加SiO2填料后对胶层的线膨胀系数的影响,分析了SiO2添加量对环氧结构胶XH-11 线膨胀系数的影响。随着SiO2添加量的增加,胶层线膨胀系数减小;SiO2填料与环氧结构胶XH-11 重量比高于0.45 时能显著降低胶层的线膨胀系数。用硅烷偶联剂处理SiO2对胶粘剂线膨胀系数影响不大。
拉伸应力-应变法可用于测复合材料弹性模量与泊松比,加入SiO2填料增加环氧胶粘剂弹性模量,降低泊松比。
对板上胶层温度上升时的热应力分布进行了有限元分析,分析结果与实验结果吻合。涂层在界面处压应力最大;随着距界面距离的增加,应力变小;涂层表面横向应力为较小的拉应力。涂层边缘存在应力集中现象,纵向应力集中程度比横向大,纵、横向应变相互制约。通过实验,分析了用预埋应变片法研究SiO2填料对胶层固化内应力影响的不适用性。用双金属基体胶层法测出了胶层固化内应力,当SiO2填料与胶粘剂重量比为0.15-0.45 时,能有效降低涂层固化内应力;过量加入SiO2填料反而增大涂层固化内应力。
研究了SiO2对XH-11 结构胶剪切和拉伸强度的影响。无论SiO2是否经过硅烷偶联剂处理,适当的添加量都能提高胶粘剂的强度。SiO2不经偶联剂处理时,填料与胶粘剂重量比为0.25 时,剪切强度最大;比值为0.15 时,拉伸强度最大。偶联剂处理后,比值为0.03 时,剪切强度最大;比值为0.015 时,拉伸强度最大。