Adezyon Ölçüm Cihazı

Kohezyon ve adezyon kuvveti, yapışma ve dolayısıyla da kaplamaların ve yapışkan bağların dayanıklılığı açısından belirleyici faktörlerdendir. Kohezyon kuvvetleri, kaplamanın ya da yapışkan tabakanın moleküllerini bir arada tutar. Adezyon kuvveti, uygulanan kaplama ve alt katman arasındaki yapışmayı belirler. Kaplamanın ya da bağın ne kadar tutucu olduğu çeşitli yöntemler kullanılarak test edilebilir. Bazı yöntemler için özel bir adezyon ölçüm cihazı gerekirken diğer yöntemlerde uygun ekipmanlar testlerin yapılmasını kolaylaştırır. Kaplamaların yapışması, korozyona karşı koruma ve kompozit bileşenlerin mekanik özellikleri açısından önemlidir. İki katman arasındaki adezyon her zaman her iki katmanın durumuna ve malzeme özelliklerine bağlıdır.

Adezyon ölçüm cihazı, yeni kaplamaların, yapıştırma ve bağ tekniklerinin, kompozit ve kompozit bileşenlerin geliştirilmesinde kullanıldığı gibi devam eden üretim aşamasında kalite kontrolünde gerilime maruz kaldıklarında bağların direncini incelemek için de tercih edilir. Kural olarak, adezyon ölçüm cihazı ile yapılan testlerde test yüzeylerinde az ya da fazla bir miktarda hasar meydana gelir. Tahribatsız testler sadece fototermal yöntem gibi epey karmaşık yöntemlerle mümkündür. Bu nedenle, test numuneleri dikkatle seçilmeli ve test sonuçları dikkatle değerlendirilmelidir.

Yapışma mukavemeti testinde kullanılan yaygın yöntemler şunlardır:

- Bükme testi (90°, 180°)

- Mandrel bükme testi (4 mm mandrel, 90°)

- Bant testi (EN ISO 10683’e göre)

- Cross cut (çapraz kesim) testi

- Derin çekme (cupping) testi (Erichsen yöntemine göre)

- Elektrolit testi (sadece Cu, Ni, Cr)

- Burulma testi (bant, tel)

- Sarma testi (tel)

- Sürtünme testi

- Törpü testi

- Çekiç darbe testi (1.500 ... 6.000/min)

- Termal şok testi (galvanik plastik)

- Kobalt koni testi (çelikteki Ni için)

- Ollard testi

- Soyma testi

- Kopma testi

Yukarıda listelenen yöntemlerden sadece birkaçı bağlantının yapışma mukavemeti ile ilgili somut sayısal değerler sağlar. Testlerin çoğunda adezyon, testin neden olduğu kaplama hasarına göre görsel olarak değerlendirilir. Bu nedenle, bazı bileşikler için ölçüm değerlerini objektif olarak kaydedebilmek ve karşılaştırabilmek için yapışma mukavemetinin nicel olarak belirlenebileceği bazı özel test yöntemleri ve adezyon ölçüm cihazları geliştirilmiştir. Bu yöntemlerde malzeme katmanları özel olarak uygulanan kuvvetlerle ayrılır ve bunun için gereken kuvvet ölçülür.

Cross-cut testlerinde kaplama önceden belirlenmiş bir örüntüye göre kesilir ve bu nedenle küçük karelere bölünür. Birden fazla paralel kesme kenarları olan özel bir adezyon ölçüm cihazı, kesimlerin eşit aralıklarla yerleştirilmesini kolaylaştırır. Ardından, bu küçük kare alanlar yapışkan bant ile tamamen kaplanır. Kaplamayı alt katmandan ayırmak için yapışkan bant soyulur. Yapışma mukavemeti, ızgara karelerindeki ayrılmış alanların miktarına ve dağılımına göre görsel olarak değerlendirilir. 

Anlamlı ölçüm sonuçları elde etmek için kesim çizgilerinin aralığı ve düzeni kaplama kalınlığı ve alt katman türüne uyarlanmalıdır. ASTM standartlarına göre, örneğin ASTM D 3359’a göre X kesim yöntemi 125 mikrometreden büyük kaplama kalınlıkları için; ASTM D 3359’a göre çapraz kesim yöntemi de 125 mikrometreye kadar olan kalınlıklar için kullanılmalıdır. EN ISO 2409, sert ve yumuşak alt katmanlar için 250 mikrometreye kadar olan kaplama kalınlıkları için olan çapraz kesim testlerini açıklar. Kesim yüzeylerinin belirtilen aralığı, sert yüzeylerde 60 µm’a kadar olan kaplamalar için 1 mm’den sert ya da yumuşak yüzeylerde 120 ila 250 µm arasındaki kaplamalar için 3 mm’ye kadar değişir.

Çoğu uygulamada corss cut testleri farklı kesme aralıkları ile gerçekleştirilmelidir. Uygun ekipman seçiminde çeşitli sabit bıçaklı adezyon ölçüm cihazının mı yoksa değiştirilebilir bıçaklı adezyon ölçüm cihazının mı daha iyi bir seçim olacağı düşünülmelidir. Adezyon ölçüm cihazı, ızgara kesimleri için değişken yerlerde kullanılacaksa taşıma çantasında yapışkan bant, fırça ve büyüteç gibi aksesuarlar yer alan bir adezyon ölçüm cihazının seçilmesi önerilir.

EN ISO 1520‘ye (ya da BS 3900-E4 ya da ASTM E643) göre girinti testleri ya da derin çekme testleri kaplanmış levha ve plakalar üzerinde gerçekleştirilir. Bu testler, alt katman deforme olduğunda kaplamanın işlevselliğini değerlendirmek için kullanılır. Bunun için, test edilecek plaka adezyon ölçüm cihazına sıkıştırılır ve 0.1 ila 0.3 mm/s arasında sabit bir hızda belirli bir boyutta bir yarım küre ile aşağıdan yavaşça bastırılır. Değerlendirilecek kaplanmış yüzey plakanın yüzeyinde bulunur ve girinti sırasında gözlemlenir. 

Bilyalı rulman, derin çekme testi sırasında belirli bir kuvvete ulaşılana kadar ya da plakanın artan çıkıntısı nedeniyle kaplama çatlayana ya da soyuluncaya kadar bastırılır. Derin çekme testi gerçekleştiren adezyon ölçüm cihazları çeşitli tasarımlarda mevcuttur. Bu tür bir adezyon ölçüm cihazı için önemli kriterler şunlardır:

- bilyalı rulmanın çapı

- maksimum girinti derinliği

- maksimum sıkıştırma kuvveti

- kuvvet uygulama türü (manuel ya da motorlu)

Derin çekme (cupping) testi gerçekleştiren bazı yüksek kaliteli adezyon ölçüm cihazı modelleri, dijital mikroskop ile birleştirilmiştir. Böylece, şişen/kabaran yüzey hemen büyütülerek aydınlatılabilir. Bunun haricinde, mikroskop görüntüleri testin belgelenmesi için saklanabilir.

Soyma testleri, sert taban malzemesi ile esnek kaplama malzemesi (sunta ya da metallerdeki kaplamalar gibi) arasındaki adezyonu kontrol etmek için kullanılır. Soyma testi, pek çok şeyin yanı sıra yapıştırıcıların ve yapışkan folyoların, çelik üzerindeki nikel kaplamaların ve baskılı devre kartlarındaki bakır laminasyonların plastik taşıyıcılarla yapışmasını kontrol etmeyi sağlar. Uygulanan tabakanın çekme mukavemeti çok düşük ise soyulmuş tabakanın yırtılmasıyla soyma testi erkenden sonlandırılabilir.

Adezyon ölçüm cihazı, belirli malzemeler ve bileşen boyutları için tasarlanabilir ve test ekipmanının farklı boyutlara ve test özelliklerine uyarlanması sağlanabilir. Soyma testi gerçekleştiren adezyon ölçüm cihazı seçiminde önemli kriterler şunlardır:

- test açısı

- soyulmuş şeridin olası genişliği

- test numunesinin izin verilebilir kalınlığı

- kuvvet ölçüm aralığı

- çekme hızı

- test ekipmanının maksimum hareket yolu

- manuel ya da otomatik test serisi

- veri hafızası

- veri arayüzü

Kopma yöntemi genelde kalın yüzey kaplamaları için kullanılır. Bu işlemde, test edilecek kaplamanın tüm yüzeyine bir damga yapıştırılır. Test tanımına göre kaplama damga yüzeyinin dairesel şekli boyunca ya da alt katmana kadar hafifçe kesilir. Adezyon ölçüm cihazına sabitlenen damga, yapıştırıcı sertleştikten sonra alt katmandan ayrılana ya da maksimum çekme kuvvetine ulaşılana kadar alt katmanın yüzeyine dik açılarda çekme yüküne maruz bırakılır.

DIN EN ISO 4324 - Kaplama malzemeleri standardında yapışma mukavemetini belirlemek için soyma testinde üç versiyon açıklanmıştır. Test gerekliliklerine göre hazırlanan kaplanmış alt katmanlara bir ya da iki test damgası yapıştırılır ya da test damgalarından biri kaplama için bir alt katman görevi görür. Soyma testi hem tek katmanlı hem de çok katmanlı kaplamalarda yapılabilir. Soyma testi gerçekleştiren adezyon ölçüm cihazı ürün geliştirme ya da kalite kontrol testlerinin haricinde bina, köprü, baraj ve diğer yapılardaki kaplamaları test etmek için de kullanılabilir.

Belirli bir adezyon ölçüm cihazı modeli seçerken işlevsellik ve kullanılabilirliğin haricinde belirli bir uygulama için geçerli standartların özelliklerine de dikkat edilmelidir. Örneğin:

- DIN EN ISO 4624           Kaplama malzemeleri

                                          - Yapışma mukavemetini değerlendirmek için soyma testi

           

- DIN EN 1542                   Beton yapıların korunması ve onarımı için ürün ve sistemler

                                          - Test yöntemleri – Kopma testinde yapışma mukavemetinin ölçümü

- DIN EN 13596                 Su yalıtım membranları

                                          - Köprüler ve diğer trafik alanları için beton üzerine su yalıtım sistemleri

                                          - Kopma dayanımının belirlenmesi

- DIN EN 1015-12             Duvar harcı için test yöntemleri

                                          - Sertleştirilmiş sıva harcının yapışma mukavemetinin belirlenmesi