Способ определения адгезионной прочности

(50 4 С 01 И 27/92 3.ЕОЮЗВЛИП,(ТР Е Бл 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР В 1073691, кл. С О И 27/60, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1296921 кл С 01 К 27/92) 1985(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ(57) Изобретение относится к электрическим методам исследования прочносИзобретение относится к электрическим методам определения прочностисцепления с субстратом материалов,используемых в качестве защитныхпокрытий, герметиков, клеев, и можетнайти применение в различных отрасляхпромьппленности при исследовании адге"зионной активности диэлектрическихвеществ, в том числе неспециалиэированными техническими подразделениями,Цель изобретения - повьппение точности определения адгеэионной прочностиза счет исключения влияния на результат взаимодействия покрытия с подложкой, а также упрощение способа.На фиг1 приведена структурнаясхема для реализации предлагаемогоспособа; на фиг.2 - экспериментальныезависимости для различных покрытий;А - эпоксидная смола ЭД; Б - смеськанифоли с воском; В - кремнийоргани:ческий компаунд КЛТ-ЗО.Определение адгезионной прочностипо предлагаемому способу осуществляется следующим образом,ти адгезионного сцепления матерйалов. Цель изобретения - повышение точности определения адгезионной прочности покрытия на подложке. Поставленнаяс цель достигается тем, что испытания на электрический пробой проводят с применением ряда подложек с различной электрической прочностью, изменяющейся от образца к образцу. Контроль адгезионной прочности осуществляют по моменту изменения траектории пробоя при ее переходе в объеме материала подложки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Выбирают ряд подложек 1 (фиг.1), изготовленных из материала, обеспечивающего одинаковые физико-химические С свойства их поверхности, но отличающихся при этом электрической прочностью, монотонно возрастающей (либо уменыпающейся) от образца к образцу. Устанавливают на поверхности каждой вюй иэ них электроды 2 на определенном расстоянии один от другого (несколько миллиметров) и наносят испытуемый материал 3, образующий с подложкой границу 4 раздела. Поочередно на электроды каждой подложки подают от источника 5 напряжение и повышают его до про. - . боя межэлектродного промежутка. В зависимости от типа и концентрации химически активных функциональных а групп в составе материала 3, определяющих его адгезионную способность, а также электрической прочности подложки 1 пробой происходит по траектории , 6 либо по траектории (фиг.1).Пробой образцов осуществляют до изменения пути его распространения тра 1530982ектории 6 в случае возрастающей элект рической прочности подложки (Ед), а при обратном ее изменении - наоборот. При этом переход разрядного процесса5 из одного компонента в другой контролируют в зависимости от выбранного направления варьирования Еи по изменению величины пробивной напряженности, а именно, с линейно возрастающей к постоянному значению (переход канала пробоя с траектории 7 на траекторию 6), либо с постоянного значения к линейно уменьшающейся величине (переход канала с траектории 6 на на траекторию 7), или же визуально. Чем выше адгезионная прочность покрытия, тем при большем значении Енаблюдается переход разрядного роцесса с границы раздела вглубь 20 подложки при изменении Ея и в сторону уменьшения, и чем ниже адгезионная прочность покрытия, тем при меньшей Еросуществляется переход канала пробоя из объема подложки на границу раздела с покрытием при изменении Ев сторону увеличения,пр,пПредположим, что Еизменяется в сторону увеличения (фиг.2). Если граница раздела характеризуется 30 низкой адгезионной прочностью, что имеет место при плохой способности покрытия к взаимодействию с подложкой, то зависимость пробивной напряженности композиции (Е 1 к ) от электрической прочности подложки в заданном диапазоне ее изменения может быть слабо выраженной либо практически отсутствовать (кривая В) в силу развития разрядного процесса по границе40 раздела, Этому случаю соответствует кривая В , отражающая вероятность (частоту Р) пробоя подложки. По мере увеличения адгез ионной 45 прочности структуры (А ) Б ) В) растет вероятность смещения разрядного процесса с границы раздела вглубь подложки (Р - з,0) при более высокой ее электрической прочности, что проявляется в прямой зависимости Е п(Е) в соответствии с измененйем Е- кривые А и БКогда Естановится сравнимой либо вь 1 ше прочности границы разделапробой происходит вдоль последней (Р = О) и в дальнейшем Е, остается постоянной, поскольку йе зависитот диэлектрических свойств подложки. Таким образом прочность адгезионной связи является определяющим фактором пробоя подложки с той или иной собственной электрической прочностью, а точка перегиба кривых Е ,.й,к (Ер) отражает переход разрядного процесса из одного компонента в другой и ордината данной точки есть функция адгезионной активности покрытия, т.есоответствующее этой ситуации значение Еявляется характеристикой прочности сцепления материалов.Изменению траектории пробоя адекватен перегиб кривых А и Б, абсцисса которого зависит от Е и . Следовательно, степень реализации (Р) явления смещения канала разряда может также служить критерием адгезионной прочности, а мерой этого свойства электрическая прочность подложки, при которой происходит изменение пробоя с заданной вероятностью. Данный параметр с точки зрения его регистрации является предпочтительней по сравнению с охарактеризованным выше, если один из компонентов оптически прозрачный. Это позволяет прямым наблюдением по факту реализации явления смещения канала пробоя из одного компонента в другой судить об адгеэионной прочности, соотнося его наступление с соответствующим значением Ев процессе ее варьирова- ния, В таком случае отпадает необходимость в получении числовых значений Е , что упрощает техническое оснащейие эксперимента, поскольку нет надобности в использовании измерительных средств. Экспериментально установлено, что при расстоянии между электродами, не менее чем в пять раз превышающем толщину подложки, имеет место выход канала разряда на внешнюю ее сторону. Это позволяет непосредственно контролировать изменение траектории пробоя в связи с адгезией в непрозрачных композициях. Изменение объемных диэлектрических свойств материала подложки с сохранением поверхностных можно осуществить одним из известных способов, например созданием структурной неоднородности в виде дефектов различной природы (в частности, газовых включений). Наиболее простым и эффективным способом получения тес5 153 товых подложек, отвечающих указанным требованиям, представляется введение в материал мелкодисперсного наполни 1 теля с существенно иными электрофизическими свойствами. Путем изменения концентрации частиц ныполнителя в объеме связующего, характеризующихся резко отличнымидиэлектрическими проницаемостями (проводимостями), можно сильно влиять на величину Е рэа счет регулирования локальнои, напряженности поля (проводимости) в объеме подложки и степени неоднородности ее структуры. При этом поверхностные свойства подложки не изменяются и определяются свойствами связующего, обволакивающего частицы наполнителя. Для большей гарантии постоянства поверхностных свойств подложки при изменении объемных рекомендуется в процессе ее отверждения наносить тонкий (толщиной в несколько микрон) слой материала связующего, например, путем его напыления. Этот же прием может быть использован для определения адгезионной активности покрытия к материалу, отличному от связующего. В результате диффузии его молекул образуется тонкий слой, не оказывающий влияния на объемные свойства тестовой 10 15 30 З 5 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что электрическуюпрочность подложки изменяют путем введения в нее в различных концентрацияхнаполнителя с электрофизическими 40 свойствами, отличающимися от свойствсвязующего материала. подложки, являясь оверхностью взаимодействия с покрытием,Разную электрическую прочность подложки можно также получить в результатевоздействия ионизирующей радиации,приводящей к изменению объемной электропроводности, зависящей от природы(энергии) излучения, его интенсивности. Сохранение поверхностных свойствподложки обеспечивается выбором 0982 6параметров излучения, определяющихглубину его проникновения в сторонуграницы раздела,Формула изобретения 1, Способ определения адгезионной прочности, заключающийся в том, что формируют на подложке два электрода, прикладывают и увеличивают напряжение между этими электродами до возникновения электрического пробоя, регистрируют информативный параметр электрического пробоя, по величине которого судят об адгезионной прочности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения адгезионной прочности, в процессе Измерений монотонно уменьшают объемнуюэлектрическую прочность материалаподложки, фиксируют момент изменениятраектории канала пробоя, в качествеинформативного параметра выбирают 25 пробивную напряженность электрического поля в момент изменения траектории/ мативного параметра принимают величину электрической прочности подложки, при которой происходит изменение траектории канала пробоя..Козо Редак оррек 89 Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ С 35, Раущская наб д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,агарина, 10 Заказ 7946/4ВНИИПИ Госуда твенн 1130 Тираж о комитета Москва, 1 Х