[发明专利]制备用于层间粘合测试的伸长的层压样品的方法

说明书

本发明提供了制备用于层间粘合测试的伸长的层压样品的方法，包括将测试样品放置在夹具体内，将测试样品固定在夹具体内，施加分离力以推动测试样品的第一层部分远离测试样品的第二层部分，和将第一层部分与第二层部分分离，从而沿测试样品产生预定分离长度，条件是第一层部分从第二层部分分离时，预定分离长度是通过夹具体和测试样品之间的相互作用产生的。

技术领域

本公开涉及用于层间粘合的层压材料的测试。更具体地，本公开涉及在层间粘合测试前，在层压测试材料中引入预制裂纹的方法。

背景技术

通过将两个或更多个层粘合在一起成为单一材料制备了层压材料。根据方法和将层压对象，用于制备层压材料的层材料可以是相同或不同的。层压材料的常见实例包括通常在汽车中使用的安全玻璃，其中塑料薄膜夹在两片玻璃之间，以及工程木制品，如单板层积材(Laminated Veneer Lumber，LVL)，其由多个薄木片组装而成。

复合层压件在现代生产中是特别重要的，其通常包含由复合材料制备的两个或更多个层。复合材料可以包括基质(或粘合)材料，如热固性树脂，和增强材料，例如，如多条纤维(例如，玻璃或碳纤维)。可以使用粘合剂将复合层结合以形成复合层压件。复合层压件可以在其中需要某些结构性能，如面内刚度、抗弯刚度、强度和热膨胀系数等的应用中使用。

由于所选复合层压件具有期望的结构性能可能是重要的，因此复合层压件的样品在产品开发期间或者在产品生产期间作为质量保证可能要常规地进行测试。尽管可以通过这些测试中的一些来查询给定的层压样品，但层间断裂韧性的测量可能是特别重要的。所选的层压物对层间断裂或分层的敏感性的测试可以用于确定层压样品的损伤容限，并且一般地，用于对所使用的原材料或生产技术变化的影响提供定量反馈，或者用于发展评价分层断裂的标准。

测试层间抗断裂性的一种方式是双悬臂梁(Double Cantilever Beam，DCB)测试，如图1所示和如ASTM D5528中的描述。DCB测试定量了复合材料的抗分层或抗裂纹扩展性，同时张力垂直应用于材料层平面。参考图1，通过对每个梁施加负荷(15、16)并逐渐提高梁12和14之间的裂纹长度18，双悬臂梁测试将长方形梁状层压材料样品10作为单独的两个翅梁12和14进行处理。可以根据负荷、移位测量以及裂纹18的长度量测来确定层间断裂韧性。

不幸地，在梁12和14之间引起裂纹18所需的力与实现更可控的裂纹扩展所需的力(如DCB测试期间所发生的)之间可能具有较小的相关性。出于该原因，通常以控制方式在所感兴趣的两个层之间产生初始分离或“预制裂纹”。需要在层间断裂测试之前可重复地对层压样品产生标准化预制裂纹的方法。

发明内容

本公开提供了制备用于后续测试的层压材料的方法。

在一些实施方式中，本公开可以提供制备层压材料测试样品的方法，其包括将测试样品放置在夹具体内，将测试样品固定在夹具体内；施加分离力推动测试样品的第一层部分远离测试样品的第二层部分；和将第一层部分与第二层部分分离，从而沿测试样品产生预定分离长度，条件是第一层部分与第二层部分分离时，预定分离长度是通过夹具体和测试样品之间的相互作用产生的。

在一些实施方式中，本公开可以提供制备用于层间粘合测试的伸长的层压样品的方法，其中层压样品至少具有彼此至少部分附着的第一水平层和第二水平层，方法包括将伸长的层压样品插入夹具中，夹具配置为在垂直于层压样品纵轴的四个边上基本包围层压样品，将层压样品放置在夹具内，从而使夹具的基本上的直边的放置对应于预定层间分离长度，并且将夹具的基本上的直边以垂直于层压样品纵轴取向，用夹具在层压样品的整个宽度上挤压层压样品，并在层压样品的第一水平层和第二水平层上施加足以使层分离成预定分离长度的分离力。