[发明专利]一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置及利用其测试复合材料界面剪切强度的方法

权利要求书

1.一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置，其特征在于一种紧凑型复合材料界面 剪切强度测试装置包括固定基座(1)、微拉伸测试系统和微滴夹持系统；

所述的微拉伸测试系统包括x向压电陶瓷位移平台(2)、微应力传感器(3)、第一纤 维夹具(4)和第二纤维夹具(7)；

所述的微滴夹持系统包括第一y向压电陶瓷位移平台(5)、第二y向压电陶瓷位移平 台(10)、第一微型刀具(6)和第二微型刀具(9)；

所述的x向压电陶瓷位移平台(2)、第一y向压电陶瓷位移平台(5)、第二y向压电 陶瓷位移平台(10)、第一纤维夹具(4)和第二纤维夹具(7)分别安装在固定基座(1) 上；

所述的微应力传感器(3)的一端与x向压电陶瓷位移平台(2)相连接，微应力传感 器(3)的另一端与第一纤维夹具(4)相连接；

所述的微型刀具(6)固定在第一y向压电陶瓷位移平台(5)上，第二微型刀具(9) 固定在于第二y向压电陶瓷位移平台(10)上，且第一微型刀具(6)和第二微型刀具(9) 的两个刀口对位安装。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置，其特征在于所 述的x向压电陶瓷位移平台(2)可驱动第一纤维夹具(4)沿x轴方向移动，微应力传感 器(3)用于测量x轴应力值。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置，其特征在于所 述的第一y向压电陶瓷位移平台(5)和第二y向压电陶瓷位移平台(10)可驱动第一微型 刀具(6)和第二微型刀具(9)的刀口沿y轴方向运动。

4.利用权利要求1所述的一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置测试复合材料界 面剪切强度的方法，其特征在于利用一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置测试复合 材料界面剪切强度的方法是按以下步骤完成的：

一、制备界面剪切强度测试试样：

将纤维单丝固定在硬纸板上，再将树脂胶液涂覆在纤维单丝中间的一段纤维单丝上， 再将涂覆有树脂胶液的纤维单丝进行固化，得到一段表面带有树脂微滴的纤维单丝，即为 界面剪切强度测试试样；

二、界面剪切强度测试：将界面剪切强度测试试样固定在第一纤维夹具(4)和第二纤 维夹具(7)上，再调整微滴夹持系统，使第一微型刀具(6)和第二微型刀具(9)夹持住 纤维单丝上的树脂微滴；记录纤维单丝的直径D，再记录纤维单丝埋在树脂微滴内的长度 L，利用微拉伸测试系统对纤维单丝进行拉伸，直至树脂微滴与纤维单丝脱粘，利用微应力 传感器(3)记录最大载荷应力F；

三、根据以下计算公式计算复合材料界面剪切强度τ；

τ=FπDL;]]>

其中，D为纤维单丝的直径，单位为μm；L为纤维单丝埋在树脂微滴内的长度，单位 为μm；F为树脂微滴与纤维单丝脱粘时的最大载荷应力，单位为mN；π为圆周率；τ为复 合材料界面剪切强度，单位为MPa。

5.根据权利要求4所述的利用一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置测试复合材 料界面剪切强度的方法，其特征在于步骤一中所述的树脂胶液为TDE85环氧树脂或聚甲基 丙烯酸甲酯与丙酮的混合液；所述的聚甲基丙烯酸甲酯与丙酮的混合液中聚甲基丙烯酸甲 酯与丙酮的体积比为1:1。

6.根据权利要求4所述的利用一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置测试复合材 料界面剪切强度的方法，其特征在于步骤一中所述的纤维单丝上树脂胶液的液滴直径为 30μm～100μm。

7.根据权利要求4所述的利用一种紧凑型复合材料界面剪切强度测试装置测试复合材 料界面剪切强度的方法，其特征在于步骤一中所述的固化具体工艺为在温度为80℃下保温 2h。