Диапазон частот может быть в принципе широким (от Ю-5 до 104 Гц), однако ряд факторов ограничивает этот диапазон. Характерным ограничителем является чувствительность измерительного оборудования. Главный лимитирующий фактор верхнего предела частоты состоит в том, что выше резонансной частоты на результат все более и более сильно влияет инерция движущихся частей аппарата, а вклад инерции образца также растет с ча-схотой^_Таким образом, предел частот может быть расширен только путем снижения до минимума усилий, необходимых для перемещения движущихся частей прибора. При использовании образцов в виде полосок толщина покрытия при определении растяжения становится не столь существенной, так как она входит в уравнение как линейный член.

Несколько лет назад мы изготовили аппарат для динамических испытаний, в котором пытались применить эти принципы [39]. Полоска окрашенного образца зажималась в маленьких винтовых алюминиевых зажимах, каждый из которых жестко присоединялся к прочному стальному каркасу. Подвижная подвеска состоит из спирали, присоединенной с помощью легкой скобы к зажиму. Специальное устройство позволяет скобке двигаться толькб'ёертикально. Магнит, окружающий спираль, жестко присоединён" к' основанию прибора. Другой зажим выведен на крестообразную Пружинную систему, в центре которой расположен сердечнйк преобразователя линейного смещения (LVDT). Спираль LVDT и пружинная система жестко закреплены на основании прибора, которое может передвигаться вверх и вниз с помощью винта, расположенного вверху прибора. Прибор находится в среде (воздух, инертный газ) с контролируемой температурой. Были изучены модельные алкидные покрытия с целью установления влияния их химической природы и климатических испытаний на динамические характеристики (рис. 13.5). Даже для очень мягких пленок на алюминиевой фольге чувствительность прибора достаточна для определения значения модулей. Аналогичные устройства описаны в обзоре [40].

Для нерезонансных измерений можно использовать динамический микроиндентор [41]. Однако могут возникнуть проблемы в том случае, если поверхность пленки недостаточно эластична или слишком мягка, чтобы обеспечить достаточную адгезию или

Рис. 13.5. Результаты испытаний фталевого полиэфира (1 неделя выдержки, испытание при 44° С)

постоянный контакт с поверхностью во время колебательного цикла. Тем не менее, этот перспективный путь измерения вязкоэла-стических свойств пленок непосредственно на подложке. Амплитуда колебаний должна быть малой, чтобы свести'.к минимуму влияние подложки. Более современная и интересная модификация приборов для термомеханического анализа (ТМА) описана в работе [42].

13.4.3.4. Методы ультразвукового импеданса

Эти методы применительно к изучению отверждения покрытий развивались Майерсом [43]; он же описал технику измерений и используемые приборы.

Принцип устройства приборов показан схематически в предыдущей главе на рис. 13.3. Волны сдвига, возникшие в поверхностном слое, проходят сквозь поверхность раздела с другим слоем пропорционально тому, насколько близки импедансы механического сдвига. Если применить датчик для детектирования отраженной энергии, можно установить, что отражение ослабляется прямо пропорционально импедансу субстрата. Применяются подложки трапециедального сечения. Найдено, что подходящим материалом подложки для распространения сдвиговых волн является оплавленный кварц, причем оптимальный угол наклона—11° [44]; можно также применять стальные полоски [45].


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒