ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ СЦЕПЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ С ПОДЛОЖКОЙ
DEVICE FOR DETERMINING ADHESION FORCE OF POLYMER COATING ON SUBSTRATE

Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для определения силы сцепления покрытия с подложкой.
Известен «Прибор для определения силы сцепления покрытий с основным материалом» по авт. свид. №634179, МПК G01N 19/04, заявл. 20.07.77, опубл. 25.11.78, содержащий неподвижный зажим и колодку, закрепленную на каретке, которая принудительно перемещается по направляющим, причем угол перемещения каретки к плоскости зажима может изменяться.
Недостатком известного прибора является невысокая точность измерений, обусловленная непрерывным ростом деформации вследствие увеличения длины отслаивающего покрытия.
Известен также «Способ определения прочности сцепления покрытия с подложкой и устройство для его осуществления» по патенту РФ №2294531, МПК G01N 19/04, заявл. 2005.08.15, опубл. 2007.02.27.
К недостаткам данного изобретения можно, на наш взгляд, отнести невысокую надежность результатов измерений. Объясняется это, во-первых, возможностью разрушений по поверхности контакта клея и испытуемого покрытия, вследствие чего адгезия клеевого слоя к покрытию должна быть заведомо выше адгезии клеевого слоя к подложке. Во вторых, результат испытаний напрямую зависит от механических характеристик клея, что оказывает влияние на точность измерений.
Наиболее близким техническим решением является «Прибор для испытания текстильных материалов на продавливание» по авт. свид. №357496, МПК G01N 3/12, заявл. 04.01.1971, опубл. 31.10. 1972, состоящий из рабочей камеры, соединенной с резервуаром, заполненным электролитом, в котором помещены электроды. Электрический ток, проходящий через электроды, вызывает разложение электролита на газовые составляющие, которые и создают давление.
К недостаткам известного прибора можно отнести невысокую точность измерений, а также опасность для обслуживающего персонала при проведении испытаний. Последнее можно объяснить образованием взрывоопасной газовой смеси при использовании водных электролитов и невозможностью проведения испытаний в условиях воздействия жидких сред на испытуемый объект.
Целью предлагаемого изобретения является обеспечение безопасности работы прибора, а также повышение точности измерений путем обеспечения требуемого режима нагружения.
Указанная цель достигается тем, что прибор оснащен дополнительной емкостью с жидкой средой и датчиком давления, резервуар с электролитом имеет V-образную форму и выполнен состоящим из 2-х частей, разделенных проницаемой перегородкой из диэлектрического материала. При этом дополнительная емкость посредством патрубка соединена с рабочей камерой, которая заполнена жидкой средой и включает жесткую подложку с отверстием по диаметру патрубка; над отверстием размещены разделительная прокладка из антиадгезионного материала и полимерное покрытие, перекрывающее ее.
Предлагаемая конструкция прибора позволяет обеспечить безопасность проведения испытаний в условиях воздействия на испытуемый объект жидких сред, в том числе активных, а также возможность безопасного применения водных электролитов. Для этого прибор оснащен дополнительной емкостью, заполненной жидкой средой, через которую резервуар с водным электролитом соединен с испытуемым объектом.
Выполнение резервуара с электролитом V-образной формы, состоящим из 2-х частей, позволяет обеспечить разделение газов, что также повышает безопасность, а наличие пористой перегородки из щелочестойкого материала позволяет использовать дешевые и доступные водные электролиты, что значительно расширяет возможность применения прибора.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен заявляемый прибор.
Прибор для определения силы сцепления полимерного покрытия с подложкой содержит рабочую камеру 1 и источник давления - заполненный электролитом резервуар 2. В качестве электролита может быть использован щелочной раствор. Резервуар 2 имеет V-образную форму и состоит из двух частей, являющихся электродами. Внутренняя полость резервуара 2, имеющего V-образную форму, разделена проницаемой перегородкой 3, выполненной из стойкого к щелочам диэлектрического материала, например из стеклоткани. Части резервуара 2 разделены электроизолирующей прокладкой (не показана). Дополнительная емкость 4 заполнена жидкой средой 5 и посредством патрубка 7 соединена с рабочей камерой 1, которая включает жесткую подложку 6 с отверстием, полимерное покрытие 8 и разделительную прокладку 9. Последняя выполнена из антиадгезионного по отношению к покрытию материала, например целлофана. Для заполнения прибора электролитом и жидкой средой служат клапаны 10. Прибор также оснащен датчиком давления 11, источником постоянного тока 12 и программным устройством 13.
Работа прибора осуществляется следующим образом.
Электрический ток, проходящий через электроды резервуара 2, разлагает водный электролит на кислород и водород, которые благодаря V-образной форме резервуара 2 и наличию в нем перегородки 3 не смешиваются. Газовые компоненты создают давление, которое через жидкую среду 5 и штуцер 7 передается в отверстие жесткой подложки 6. В процессе нагружения разделительная прокладка 9 отжимается от поверхности жесткой подложки 6, а жидкая среда 5 проникает между поверхностями подложки 6 и разделительной прокладки 9 на границу соприкосновения ее с полимерным покрытием 8 и начинает отслаивать его от подложки 6. Так как разделительная прокладка 9 выполнена из материала, антиадгезионного по отношению к полимерному покрытию 8, то она под нагрузкой только приподнимается над поверхностью жесткой подложки 6 и не деформируется. Жидкая среда 5, отслаивающая полимерное покрытие 8 от жесткой подложки 6, создает в покрытии напряжения, за счет которых часть полимерного покрытия 8, расположенная над разделительной прокладкой 9, деформируется и скользит по ее поверхности. При этом разделительная прокладка 9, воспринимающая на себя давление, предотвращает полимерное покрытие 8 от разрушения.
Таким образом, установка разделительной прокладки 9 различной величины и формы на жесткой подложке 6 позволяет создать в полимерном покрытии 8 различные напряжения, которые учитывают путем фиксирования максимальной отслаивающей нагрузки-давления жидкой среды, а по величине этой нагрузки определяют силу сцепления полимерного покрытия 8 с жесткой подложкой 6. Величина нагрузки измеряется датчиком давления 11. Закон изменения давления устанавливается программным устройством 13, которое отключает или подключает электроды к источнику постоянного тока 12. Таким образом, конструкция прибора обеспечивает возможность проведения испытаний в условиях воздействия на испытуемый объект жидких сред, а также возможность безопасного применения водных электролитов.