CN103364267A - 一种硅胶剪切强度测试方法以及一种拉伸设备及其夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅胶剪切强度度测试用夹具，包括两个实验夹板，两个实验夹板均具有剪切面，剪切面为光滑平面，硅胶粘附于剪切面上，通过测试拉断硅胶时的最大剪切力测得硅胶的剪切强度。本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试用拉伸设备，包括上述硅胶剪切强度度测试用夹具，本发明能够对硅胶剪切强度度测试用夹具上的硅胶施加剪切力。本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试方法，包括步骤：1)制备试样并固化处理；2)调试拉伸设备，对试样预热处理；3)对所述硅胶试样进行拉伸实验，并记录硅胶断裂前所承受的最大载荷；4)计算出硅胶剪切应力值。通过取得最大载荷以及根据硅胶剪切强度测试用夹具的剪切面的面积，能够测试出硅胶的剪切强度。

Description

一种硅胶剪切强度测试方法以及一种拉伸设备及其夹具

技术领域

本发明涉及硅胶测试技术领域，特别涉及一种硅胶剪切强度测试方法以及硅胶剪切强度测试用拉伸设备及其测试用夹具。

背景技术

光伏组件是一种能够将光能转化为电能的组件，包括底板和硅片，底板用于安装并保护硅片，硅片装入到底板上时需要使用硅胶进行粘接。

当硅片装入到底板上或者是需要将硅片从底板上拆下以及在使用过程中，硅片会不可避免地受到外力的冲击，在上述几种情况中，用于连接的硅胶将受到硅片施加的力的作用。由于硅胶需要将硅片粘连于底板上，所以硅胶对硅片的作用力为垂直于硅胶粘接面的剪切力。如果硅胶的剪切强度较低，当硅片施加于硅胶上的剪切力较大时，硅胶将失效，直接影响了硅片与其他组成单元(尤其是底板)之间的匹配性。

硅胶的剪切强度对光伏组件有着极其重要的影响，然而现有技术中却不存在较为可行的硅胶剪切强度的检测方法，因此增加了光伏组件是否能够进行可靠工作的不确定性。

综上所述，如何提供一种可行的硅胶剪切强度的测试方法，以及如何提供一种测试用拉伸设备及夹具，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种可行的硅胶剪切强度的测试方法，以及如何提供一种测试用拉伸设备及夹具，使用本发明所提供的测试用拉伸设备及夹具并应用本发明所提供的硅胶剪切强度的测试方法，能够对硅胶进行剪切强度的测试。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种硅胶剪切强度度测试用夹具，

包括两个实验夹板(2)，两个所述实验夹板(2)均具有剪切面(1)，所述剪切面(1)为光滑平面，

所述剪切面(1)的宽度与所述实验夹板(2)的宽度相同，所述剪切面(1)的长度为18mm至22mm。

优选地，本发明还包括用于外部测试设备加持用的夹持部。

优选地，两个所述实验夹板(2)均为一体式板材结构夹具。

优选地，两个所述实验夹板(2)均为长方形夹具，其宽度为18mm至22mm，其长度为270mm至290mm。

优选地，两个所述实验夹板(2)均为铝板。

本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试用拉伸设备，包括上述硅胶剪切强度测试用夹具，所述硅胶剪切强度测试用拉伸设备能够分别对两个所述实验夹板(2)施加方向相反且力度大小相同的拉伸力，所述拉伸力的方向与所述剪切面(1)相垂直。

本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试方法，应用上述硅胶剪切强度测试用拉伸设备进行测试，包括步骤：

1)制备硅胶试样，并进行固化处理；

2)调试拉伸设备，并对全部试样进行预热处理；

3)应用所述拉伸设备对所述硅胶试样进行拉伸实验，并记录硅胶断裂前所承受的最大载荷；

4)通过所述拉伸设备记录的最大载荷，计算出硅胶剪切应力值。

优选地，所述步骤1)具体包括步骤：

11)剪切面处理；

12)硅胶处理；

13)硅胶固化处理。

优选地，所述步骤4)具体包括步骤：

41)计算单一的所述试样的剪切强度；

42)计算所述试样的平均剪切强度。

优选地，所述预热处理的预热温度为20℃±5℃，所述预热处理的预热时间为2h±05h。

本发明提供的一种硅胶剪切强度度测试用夹具用于对硅胶的剪切强度进行实验测试，包括两个实验夹板，两个实验夹板均具有剪切面，剪切面为光滑平面。剪切面的宽度与实验夹板的宽度相同，剪切面长度为18mm至22mm。剪切面用于硅胶进行剪切测试时硅胶的粘附，硅胶粘附于剪切面上，然后通过对剪切面施加剪切方向的力时，通过测试拉断硅胶的最大剪切力测得硅胶的剪切强度。

本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试用拉伸设备，包括上述硅胶剪切强度度测试用夹具硅胶剪切强度测试用拉伸设备能够分别对两个实验夹板施加方向相反且力度大小相同的拉伸力，拉伸力的方向与剪切面相垂直。通过如此设计，本发明所提供的硅胶剪切强度测试用拉伸设备能够对硅胶剪切强度度测试用夹具上的硅胶施加剪切力。

本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试方法，用于对硅胶进行剪切强度测试，包括步骤：1)制备硅胶试样，并进行固化处理；2)调试拉伸设备，并对全部试样进行预热处理；3)应用所述拉伸设备对所述硅胶试样进行拉伸实验，并记录硅胶断裂前所承受的最大载荷；4)通过所述拉伸设备记录的最大载荷，计算出硅胶剪切应力值。在步骤1)中，制备硅胶试样并进行固化处理，步骤1)能够使得所制备的硅胶试样在性能上最大程度地与使用中的硅胶性能接近。步骤2)调试拉伸设备，由于本发明需要获得硅胶拉断的最大剪切力，为了保证实验数据的准确性，需要在实验前对拉伸设备进行调试，保证其实验读数的可靠性。在步骤2)中需要对全部试样进行预热处理，该操作是为了使得试样与实验室温度一直，避免因为实验时由于温差原因造成实验数据的失真。步骤3)通过拉伸设备对硅胶试样进行拉伸实验并获取拉断硅胶时的最大载荷。在步骤4)中根据步骤3)中取得最大载荷以及硅胶剪切强度测试用夹具的剪切面的面积计算出硅胶的剪切应力值。

附图说明

图1为本发明一种实施例中两个实验夹板的配合示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明一种实施例中硅胶剪切强度测试方法的流程图；

图4为本发明一种实施例中步骤1)的具体操作流程图；

图5为本发明一种实施例中步骤4)的具体操作流程图；

其中，图1和图2中部件名称与附图标记的对应关系为：

剪切面1；

实验夹板2。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种硅胶剪切强度的测试方法，以及提供一种测试用拉伸设备及夹具，使用本发明所提供的测试用拉伸设备及夹具并应用本发明所提供的硅胶剪切强度的测试方法，能够对硅胶进行剪切强度的测试。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，其中，图1为本发明一种实施例中两个实验夹板的配合示意图；图2为图1的俯视图。

本发明提供的一种硅胶剪切强度度测试用夹具用于对硅胶的剪切强度进行实验测试，包括两个实验夹板，两个实验夹板均具有剪切面，剪切面1为光滑平面。剪切面1的宽度与实验夹板2的宽度相同，剪切面1长度为18mm至22mm。剪切面1用于硅胶的剪切测试，硅胶粘附于剪切面1上，然后通过对剪切面1施加垂直于剪切面1的剪切力时，通过测试拉断硅胶的最大剪切力测得硅胶的剪切强度(剪切应力)。

为了能够使得外部测试设备能够对本发明提供的硅胶剪切强度度测试用夹具进行夹持，本发明所提供的硅胶剪切强度测试用夹具还包括夹持部，并且在本发明的一个具体实施方式中，两个实验夹板2均为一体式板材结构夹具。

具体地，在本发明的另一种具体实施方式中，两个实验夹板2均为长方形夹具，其宽度为18mm至22mm，其长度为270mm至290mm。

当然，实验夹板2还可以采用其它的形状结构，但是由于在计算硅胶的剪切强度(剪切应力)时，需要应用到硅胶粘附于实验夹板2上的面积，所以为了便于计算，实验夹板2多采用规则的几何形状，如剪切面1采用圆形或者方形。

为了保证实验结果的准确性，实验夹板2要有足够的刚性保证实验夹板2在进行剪切拉伸时自身不发生形变。因此，实验夹板2采用铝板，铝板的化学性质也较为稳定当硅胶粘附于铝板上时，不会与铝板发生化学反应，从而确保硅胶剪切实验数据的可靠性。

除了采用铝板之外，实验夹板2还可以采用钢板或者铜板，甚至可以采用强化塑料等。

本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试用拉伸设备，包括上述硅胶剪切强度度测试用夹具硅胶剪切强度测试用拉伸设备能够分别对两个实验夹板2施加方向相反且力度大小相同的拉伸力，拉伸力的方向与剪切面1相垂直。通过如此设计，本发明所提供的硅胶剪切强度测试用拉伸设备能够对硅胶剪切强度度测试用夹具上的硅胶施加剪切力。

请参考图3，图3为本发明一种实施例中硅胶剪切强度测试方法的流程图。

本发明还提供了一种硅胶剪切强度测试方法，用于对硅胶进行剪切强度测试，包括步骤：

S1：制备硅胶试样，并进行固化处理；

S2：调试拉伸设备，并对全部试样进行预热处理；

S3：应用所述拉伸设备对所述硅胶试样进行拉伸实验，并记录硅胶断裂前所承受的最大载荷；

S4：通过所述拉伸设备记录的最大载荷，计算出硅胶剪切应力值。在步骤1)中，制备硅胶试样并进行固化处理，步骤1)能够使得所制备的硅胶试样在性能上最大程度地与使用中的硅胶性能接近。步骤2)调试拉伸设备，由于本发明需要获得硅胶拉断的最大剪切力，为了保证实验数据的准确性，需要在实验前对拉伸设备进行调试，保证其实验读数的可靠性。在步骤2)中需要对全部试样进行预热处理，该操作是为了使得试样与实验室温度一直，避免因为实验时由于温差原因造成实验数据的失真。步骤3)通过拉伸设备对硅胶试样进行拉伸实验并获取拉断硅胶时的最大载荷。在步骤4)中根据步骤3)中取得最大载荷以及硅胶剪切强度测试用夹具的剪切面1的面积计算出硅胶的剪切应力值。

请参考图4，图4为本发明一种实施例中步骤1)的具体操作流程图。

步骤1)具体包括步骤：

S11：剪切面处理；

S12：硅胶处理；

S13：硅胶固化处理。

首先对剪切面1进行处理，使得剪切面1光滑平整，从而保证硅胶粘附于剪切面1上时，不会受到剪切面1的影响而造成数据的失真。例如，当剪切面1表面具有凸起或者凹陷等非平面缺陷时，将增大硅胶与剪切面1之间的黏贴面积，从而使得拉断硅胶的最大力值增大，造成硅胶的剪切强度(剪切应力)由于剪切面1原因而增加。再或者当剪切面1上有污染物时，必将降低硅胶与剪切面1之间的粘附力，从而造成硅胶的剪切强度(剪切应力)偏小。

步骤12)中对硅胶进行处理，具体为对硅胶的厚度以及形状进行处理。硅胶在两个实验夹板2之间的厚度应保持一致。由物理常识可知，力为矢量，可以分解为两个相互垂直的两种分量形式。具体到硅胶的剪切实验时，只有当硅胶保持厚度一致，才能够保证施加于实验夹板2上的拉力仅为垂直于剪切面1的剪切力，而不会存在其它力的分量。

步骤13)硅胶固化处理，是为了使得所制备的硅胶试样在性能上最大程度地与使用中的硅胶性能接近。

请参考图5，图5为本发明一种实施例中步骤4)的具体操作流程图。

步骤4)具体包括步骤：

S41：计算单一的所述试样的剪切强度；

S42：计算所述试样的平均剪切强度。

对于每一次实验所得的硅胶拉断时的最大拉力，根据公式：硅胶的剪切强度＝F/S(F：最大拉力；S：于实验夹板之间的粘附面积)计算硅胶的剪切强度。然后再根据逐次计算取得的硅胶的剪切强度计算平均值。

具体地，在本发明的一个具体实施方式中，硅胶的预热处理温度为20℃±5℃，预热处理时间为2h±05h。

以上对本发明所提供的一种硅胶剪切强度测试方法以及一种拉伸设备及其夹具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种硅胶剪切强度度测试用夹具，其特征在于，

包括两个实验夹板(2)，两个所述实验夹板(2)均具有剪切面(1)，所述剪切面(1)为光滑平面，

所述剪切面(1)的宽度与所述实验夹板(2)的宽度相同，所述剪切面(1)的长度为18mm至22mm。

2.根据权利要求1所述硅胶剪切强度测试用夹具，其特征在于，还包括用于外部测试设备加持用的夹持部。

3.根据权利要求2所述硅胶剪切强度测试用夹具，其特征在于，两个所述实验夹板(2)均为一体式板材结构夹具。

4.根据权利要求1所述硅胶剪切强度测试用夹具，其特征在于，两个所述实验夹板(2)均为长方形夹具，其宽度为18mm至22mm，其长度为270mm至290mm。

5.根据权利要求1所述硅胶剪切强度测试用夹具，其特征在于，两个所述实验夹板(2)均为铝板。

6.一种硅胶剪切强度测试用拉伸设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述硅胶剪切强度测试用夹具，所述硅胶剪切强度测试用拉伸设备能够分别对两个所述实验夹板(2)施加方向相反且力度大小相同的拉伸力，所述拉伸力的方向与所述剪切面(1)相垂直。

7.一种硅胶剪切强度测试方法，其特征在于，应用如权利要求6所述的硅胶剪切强度测试用拉伸设备进行测试，包括步骤：

1)制备硅胶试样，并进行固化处理；

2)调试拉伸设备，并对全部试样进行预热处理；

3)应用所述拉伸设备对所述硅胶试样进行拉伸实验，并记录硅胶断裂前所承受的最大载荷；

4)通过所述拉伸设备记录的最大载荷，计算出硅胶剪切应力值。

8.根据权利要求7所述硅胶剪切强度测试方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括步骤：

11)剪切面处理；

12)硅胶处理；

13)硅胶固化处理。

9.根据权利要求8所述硅胶剪切强度测试方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括步骤：

41)计算单一的所述试样的剪切强度；

42)计算所述试样的平均剪切强度。

10.根据权利要求7所述硅胶剪切强度测试方法，其特征在于，所述预热处理的预热温度为20℃±5℃，所述预热处理的预热时间为2h±05h。

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