1 引言
有許多理由都需要進行
膠粘劑和粘接試驗，其中一些是：
(1）性能比較（拉伸、剪切、剝離、彎曲、沖擊和劈裂
強度；
耐久性、疲勞、耐環(huán)境性和傳導性等）。
(2）對每批膠粘劑進行質(zhì)量檢查，確定是否達到標準要求。
(3）檢驗表面及其處理的有效性。
(4）確定對預測性能有用的參數(shù)（固化條件、干燥條件、膠層厚度等）。
試驗對于材料科學和工程的各個方面都十分重要，尢其是對膠粘劑顯得更為重要。試驗不僅能測定膠粘劑的本身強度，而且還能評價粘接技術(shù)、表面清潔、
表面處理的有效性、表面腐蝕、膠粘劑涂布、膠層厚度和固化條件等人們非常關心的問題。
本章首先一般性地討論粘接接頭試驗的各種類型，只是包括一些比較重要的試驗，繼而列出某些學科領域中有關的ASTM 方法和實踐，以及SAE 航天局推薦的方法（ARP/s)。
2 拉伸
單純拉伸試驗是負荷作用垂直于膠層平面并通過粘接面中心的試驗。ASTM D897 粘接接頭
拉伸強度測試方法是保留在 ASTM 中有關膠粘劑最古老的方法之一。對于試驗所用試件和
夾具的制作必須給予重視，由于設計不妥，試驗時會產(chǎn)生邊緣應力，有很大的應力集中，所得到的應力數(shù)據(jù)進行類推求算不同粘接面積或不同構(gòu)形接頭的強度很可能是不真實的。因此，D897 已被 D2095 （條型和圓棒試件拉伸強度測試方法）所代替。這種試件按照 ASTM D2094 （粘接試驗中條型和圓棒試件的制備）標準制作，很容易調(diào)整同心度。如果正確地制作試件和進行試驗，便能較精確地測定拉伸粘接強度。拉伸試驗是評價膠粘劑最普通的試驗，盡管是有經(jīng)驗人員設計的接頭，也不能保證加荷時完全是拉伸形式。大多數(shù)
結(jié)構(gòu)材料都比膠粘劑的拉伸強度高。拉伸試驗的優(yōu)點之一是能得到最基本的數(shù)據(jù)，如拉伸應變、
彈性模量和拉伸強度。
加利福尼亞理工學院的維謙斯及其同事對拉伸試驗的應力分布進行了分析，發(fā)現(xiàn)除非是當膠粘劑與被粘物的模量相匹配時，應力在整個試件里的分布是不均勻的。這種模量的差異造成了剪切應力沿界面?zhèn)鬟f。
3 剪切
單純剪切應力是平行于粘接面所產(chǎn)生的應力。單搭接剪切試件不能代表剪切，但卻很實用，制作比較簡單，測得的數(shù)據(jù)有實用價值、重復性好。
剪切試驗是很普通的試驗（對比下列的幾種試驗），因其試件制備容易，且?guī)缀涡螤詈筒僮鳁l件對很多
結(jié)構(gòu)膠粘劑都適用。與拉伸試驗一樣，剪切試驗的應力分布也是不均勻的，破壞應力是按常規(guī)方法將負荷除以粘接面積而得，膠層里承受的最大應力要比平均應力高得很多，膠層受到的應力與純剪切不同。粘接的“剪切”接頭的破壞形式與膠層厚度和被粘物的剛度有關，有時以剪切破壞為主，有時以拉伸破壞為主。
目前所用的剪切試驗方法，除了ASTM D1002 之外，還有ASTM D3163 ，它與ASTM D1002 相比，構(gòu)形幾乎相同，只是厚度不同。該方法解決了膠粘劑易從邊緣擠出來的問題。ASTM D3165 （層壓復合的膠粘劑們拉伸
剪切強度測試方法）說明了如何制備試件來測定夾層結(jié)構(gòu)的
拉伸剪切強度。雙搭接剪切試的標準為ASTM D3528 （雙搭接粘接接頭拉伸剪切強度測試方法），其優(yōu)點是受力比較均衡，從而減小了單搭接試驗中的劈裂應力和剝離應力。但也帶來了新的問題，測試時兩個或更多的膠層同時受力，比較試驗就可能復雜化。
壓縮剪切試通常也用，ASTM D2182 （金屬對金屬粘接壓縮剪切強度測定方法）對試件與搭接剪切的相似性和壓縮剪切試驗設備進行了說明。ASTM D905 （粘接接頭壓縮剪切強度測試方法）是測定
木材（硬木等）剪切強度的試驗。ASTM E229 是測定扭轉(zhuǎn)剪切強度和扭轉(zhuǎn)剪切模量的試驗。如果試件合適，且加荷時同心度良好，則在E229 中膠層比搭接剪切試驗應力分布更均勻。
4 剝離
剝離試驗用于測定柔韌性膠粘劑承受局部應力集中的能力。剝離力被認為是作用在一條線上，即是線受力。被粘物越柔軟，膠粘劑模量越高，則面受力就越趨于線受力，因此應力就很大。由于受力面積取決于被粘物與膠粘劑的厚度和模量，所以很難估算，故一般認為作用應力和破壞應力是線受力，即牛頓/厘米（N/cm ）。對于薄片金屬被粘物較為廣用的是T -剝離試驗（ASTM D1876 ）。在這種試驗中負荷全部傳給接頭，因此測得的剝離強度比其他形式的剝離試驗都低。
彈性體膠粘劑的剝離強度與膠層厚度有關，隨著膠層厚度增加，膠粘劑因其彈性變形，而使粘接面積增大，接頭在同樣受力時，拉伸應力分布就寬，應力集中程度也小，所以剝離強度相對也要高一些。T -剝離試驗是一種經(jīng)常使用的試驗方法。這種試驗主要是測定兩種柔韌性被粘物粘接接頭對剝離的抵
抗力。試件寬 25.4mm ，厚度通常為0.5mm ，長 304.8mm ，被粘部分長度僅為228.6mm �！� Bell ”剝離試驗是試件在25.4mm 的鋼輥上以固定半徑剝離，試件由一薄金屬片（厚度約0.635mm ）與另一在測試中不產(chǎn)生塑性變形的金屬片（厚度為1.6mm ）粘接而成，它與T -剝離角度稍有不同，測得的數(shù)值比T -剝離試驗的稍高，試驗重復性較好。ASTM D1781 是金屬對金屬爬鼓剝離試驗方法，以直徑為100mm 的轉(zhuǎn)動鼓得到固定的剝離半徑。Bell 試驗和爬鼓試驗所采用的裝置都是為了穩(wěn)定剝離角，但這種固定剝離半徑的方法，并不能保證剝離半徑為定值，因為高模量的金屬對其與鋼輥或鼓的緊密配合起了抵抗作用。在這兩種方法中，有很大的能量消耗于金屬產(chǎn)生變形，因此對于一定的膠粘劑而言，它們所測得的剝離強度要高于T -剝離試驗。
ASTM D3167 是測定膠粘劑浮輥剝離強度的試驗。試件是由柔性被粘物與剛性的被粘物粘接而成，適用于測定半可
撓曲的被粘物貼面粘接在硬質(zhì)
基材上的剝離強度。此法對驗收和工藝控制特別有用，可作為ASTM D1781 （爬鼓試驗）的另一種可供選用的方法。此法由于剝離角度大，所以操作較嚴格。
ASTM D903 是粘接接頭的剝離或
撕裂強度的測定方法，這是一個標準1800 剝離試驗，被粘物之一應有足夠的柔韌性，以使它能折疊。測定時從較剛硬的基材（如相當厚度的金屬、
塑料、
玻璃、木材等）上剝離下柔韌的箔、膜或帶。此法主要用于測定
膠粘帶以及橡膠、織物、薄膜等彈性或柔軟材料貼在剛性被粘物上的剝離強度。
5 劈裂
劈裂和剝離都是線受力，破壞從端部開始。如果被粘物足夠厚，剛性較大，負荷作用在試件一端，并與粘接面垂直，被粘物不出現(xiàn)屈服變形，接頭破壞則是突然發(fā)生的，這就是劈裂。ASTM D3807說明了用于
工程塑料粘接的膠粘劑劈裂剝離的測定方法。
6 蠕變
粘接結(jié)構(gòu)在使用中承受持久性負荷，特別是有振動存在的情況，膠粘劑的耐蠕變性是非常重要的。ASTM 標準有兩個方法是測定蠕變的。ASTM D2293 是金屬對金屬粘接壓縮剪切蠕變性能的測定方法，而ASTM D2294 是金屬對金屬粘接拉伸剪切蠕變性能的測定方法。ASTM D1780 是進行蠕變試驗的標準實踐，這是一個通用測試方法，對于一個單搭接試件，施加一個恒定的負荷，用顯微鏡監(jiān)測膠層邊緣的細刻線，記下隨時間而變化的變形量。由于蠕變受溫度的影響，測定時一定要在恒溫下進行。
7 疲勞
雖然靜態(tài)強度試驗對于許多粘接應用選擇膠粘是有用的，但卻沒有包括應力間斷性作用的惡劣條件，即是疲勞。所謂接頭的疲勞是指由于受到不斷循環(huán)交變的應力作用而使接頭強度會隨時間延長不斷地下降直至發(fā)生破壞的現(xiàn)象。在使用時經(jīng)受巨大振動的接頭似乎對疲勞最為敏感。因此，在一個粘接接頭用到實際構(gòu)件上之前，測定模擬使用條件下的疲勞強度是非常必要的。ASTM D3166 （粘接拉伸剪切疲勞性能測定方法）雖然是用于金屬對金屬接頭，但對于塑料被粘物也可用。所有的試件為ASTM D1002 單搭接剪切接頭形式，試驗是在專用的拉伸試驗機上進行，這種試驗機能施加周期性或正弦波式負荷。通常在高到1800周/min 或更高狀態(tài)下進行疲勞試驗，記錄交變應力中的最大應力S ，以發(fā)生破壞的交變循環(huán)次數(shù)N 的對數(shù)作圖，可得到接頭的 S-N 疲勞曲線，這也是最為常用的方法。
8 沖擊
沖擊試驗主要用來測定膠粘劑韌性的，即是測定膠粘劑在瞬間緩沖或吸收外力作用的能力。從根本上說，這些試驗都是測定膠粘劑對加荷速率的敏感性。ASTM D950 （粘接接頭的
沖擊強度測試方法）說明了剪切試件受沖擊力時的擺錘試驗方法。試驗結(jié)果是以試件受到?jīng)_擊力作用而破壞時每單位粘接面積所吸收的能量（KJ/m2 ）來表示的。有些試驗機是采用重力加速沖擊法，利用一系列重量自由下落到試件上，此時破壞負荷等于重量乘以下落高度。其他先進的儀器是利用壓縮空氣，使負荷作用時間縮短到10-5s。
9 耐久性
很多ASTM 試驗和實踐都可測定試件的耐久性，但其中最重要的是楔子試驗。ASTM D3762 介紹了在平接的鋁試件膠層里嵌入一個楔子，因而在引起裂紋尖端區(qū)域產(chǎn)生拉伸應力。之后將受力試件暴露于濕熱環(huán)境，或其他所要求的環(huán)境。然后計算裂紋隨時間的增長，并判斷破壞類型。這個試驗基本上是定量的，但對于被粘物的表面處理參數(shù)和膠粘劑的環(huán)境耐久性應區(qū)別對待。
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