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粘结玻璃失效

我在一家光学公司工作,该公司的许多产品都含有用非常薄(~0.010mm)的UV固化粘合剂(诺兰粘合剂NOA61是最常见的)粘合在一起的透镜。直到最近,我们从来没有在债券的强度上遇到过任何问题。然而,我们最近有一个特殊的设计在温度循环中失败了,所以我的任务是寻找原因,以及如何防止它在未来发生。温度范围不是很可怕,-40到+85摄氏度。

键合面通常是弯曲的,所以正常的键合窗口计算在这种情况下不会太接近。我一直在做一些搜索,但我找不到任何与这种情况有关的东西(即两块厚弯曲玻璃之间的粘结非常薄)。

我试着把曲率、CTE和其他参数联系起来,试图了解这个设计在哪里有很大的不同,但到目前为止还没有跳出来。我已经在Abaqus中模拟了这种情况,但结果与公布的强度不符,而且数字似乎合理。所以我假设我看问题的角度是错误的。

在座有人对这种情况做过分析吗,或者看过一些论文可以给我参考吗?

任何帮助都是感激的。

粘结强度与温度有关吗?温度变化是否会影响胶粘剂的断裂韧性?

失败是什么样子的?分离是否始终沿凹凸界面表面、玻璃材料内部或胶粘剂内部发生?

wingnut1

我确信粘结强度与温度有关,但我们使用过的任何粘合剂都没有这个数据,老实说,我不确定如何足够准确地测试它。但我们已经制造了很多很多的粘合透镜,它们都经历了相同的温度循环,而且没有失败。因此,尽管这种结合可能更弱,但在过去(绝大多数情况下)它已被证明是有效的。

断裂始终在键的边缘,通常在整个圆周周围形成一个环,尽管有些已经向中心移动,但似乎是例外。这符合我的有限元模型的结果,但值似乎不是太高。除非有应力集中发生在边缘~10。

不幸的是,制造部门已经能够将镜头分开,我们可以分辨出哪个表面(镜头表面甚至粘合层本身)是罪魁祸首。

如果你已经成功制作了许多粘合透镜,那么目前失败的那一个有什么不同呢?几何?材料?

材料是不同的,但不是我们以前在类似情况下没用过的。唯一的主要区别是这个透镜表面的半径比我们的“典型”设计要短,但也不是最短的。这就是为什么我一开始试图找出半径和压力之间的关系。但我也看过其他类似的设计,它们都没有失败,而且根据我所想到的任何比较,它们看起来也应该失败……但事实并非如此。这就是为什么我开始寻找类似几何图形的论文,但我还没有找到任何真正接近的论文。

我开始认为是半径上的容忍度比我原来认为的起着更大的作用。我们有这个透镜成键前后的测量数据但到目前为止我们还没有其他透镜的数据。由于粘结层很小,半径上的误差可能会在粘结层或粘结处的玻璃中引起更大的应力。

嗨,丹,你能和我分享一下你的最终发现吗?我有和你几乎一样的问题。

谢谢你!

博-

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辛迪加

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