ILSS 測試目標與依據 ASTM D2344 標準的執行方式
對於具有脆性基體(例如環氧樹脂)所製成的層壓板,其層間剪切強度通常是透過 短樑剪切測試(SBS)來測定的。這項測試利用了在彎曲測試中必然會產生剪應力的特性。如果支撐跨距相對於試樣厚度較小,則產生的剪切應力會遠大於由彎矩所產生的正應力。測試中產生的剪應力就相對彎曲力矩大得多。透過這種方式,可以在具有脆性基體的材料中產生剪切應力破壞,從而測量其剪切強度。
基體材料的剪切強度或是材料中纖維-基體的結合強度,可以根據斷裂類型不同表徵。
短樑剪切測試可依據不同標準進行,包括 ASTM D2344、EN 2563 或 EN ISO 14130。試樣的長度、寬度與支撐跨距會根據試樣厚度來定義其名義幾何尺寸,而這些尺寸比例在各個標準中有所不同。壓頭與支撐裝置的直徑規格在不同標準中也各不相同。
此測試方法相對簡單,所需工具也較為簡易,但必須具備良好的對中性,以及壓頭的精確置中功能。正因如此,該方法通常被用於品質控制,同時也適合於比較不同材料的特徵。
然而,上述方法僅適用於測定面內剪切性質,因壓縮應力通常集中在上壓頭附近並會影響測量結果。
用於測量層間剪切強度(ILSS)的試樣與尺寸
標準層壓板測試:
- 在材料研發過程中,通常對厚度2mm的標準積層板進行測試。 根據採用的標準,試片跨距為8或10 mm,公差範圍為±0.1 mm;EN 2563對彎曲度要求非常小的公差範圍,即±0.02 mm。
- ZwickRoell測試工具能夠簡化試片對中以及跨距設置工作,同時能夠對支撑頭進行精確的平行度校正。
層壓板成品測試:
- 由型材、板材或組件製成的積層板通常沒有標準厚度, 這種情況下,觀察評估跨距/厚度比就非常重要了。 每次測試中,必須用最簡便的方法,準確設定試片跨距,並且只進行一次對中。
- ZwickRoell的ILSS測試治具為了滿足上述要求,專門配備了一個逆時鐘轉動導螺桿。支撐裝置可在保持中心點不變的情況下調整至所需的跨距。支座下的標尺可以準確測量試片跨距。
適用於測定複材層間剪切強度(ILSS)的測試治具
應用: 依據 ASTM D2344、EN 2563、ISO 14130、EN 2377 標準測定層間剪切強度(ILSS)
功能描述: 該治具為三點彎曲測試套件。ILSS 測試是一種典型的品質控管方法,適合比較不同材料的性能。由於跨距小,口模與上壓頭的精確對中尤為重要。這可透過口模臂實現。口模臂可固定,以便安裝試片。此外,還可以在口模臂上連接一個溫度感測器,靠近試片,以便在溫度箱中進行測試。在 10 mm 時,壓頭/厚度比非常小。因此,試片中會產生較高的剪切力和相對較低的彎矩。該方法提供的只是表觀剪切特性,因為應力峰值發生的位置接近上壓頭。
ZwickRoell ILSS 測試夾具的優點:
- 上壓頭相對於口模精確對中
- 上壓頭可輕鬆調整
- 靠近試片的溫度感測器夾持選配
- 最大測試力可達20 kN
- 上壓頭和口模更換快速
- 利用選配的導螺桿調節裝置,可快速、精確地調整上壓頭,以適應不斷變化的積層板厚度