典型弹性体材料在宽应变速率范围内的结构演化与力学行为
发布时间：2020-12-06 19:36
近年来,随着航空航天、军事国防等领域的迅速发展,在较宽的温度和应变速率范围内都拥有良好力学性能的弹性体材料受到了越来越广泛的关注。例如,在探空气球、大飞机轮胎、聚合物炸药粘结剂中,都能找到弹性体材料的身影。深入了解弹性体材料在低温、高速、大应变等苛刻条件下服役过程中的结构演化可为高性能弹性体材料的设计提供新的思路。然而,受限于实验技术的发展,目前关于弹性体材料结构与性能关系的研究仍主要集中于近平衡条件。高速加载具有典型的非平衡特性,导致了其对应的结构转变过程无法简单地从平衡热力学角度进行解释。远离平衡条件下材料在不同尺度重新分配能量而形成新的结构和形态,从而改变材料的性能。此外,弹性体的结构本身就比较复杂,主要表现为空间和时间两个维度上的多尺度。空间尺度上,热固性弹性体中通常不仅包含橡胶基体,还包含不同种类的填料,而热塑性弹性体则常常具有微相分离结构,这些都给弹性体带来了多尺度特性。相应地,时间尺度上,每种结构在不同温度和应力外场下具有不同的松弛动力学,也表现出多尺度特性。而弹性体的宏观力学行为实质上是其结构和松弛动力学与外场激发效应的耦合结果。正是由于多尺度空间-时间的交互耦合,让理...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 典型热塑性弹性体的结构与形态
1.3 高分子形变机理
1.4 流动场诱导高分子结晶
1.5 高速加载装置与快速检测手段
1.5.1 高速加载装置研究进展
1.5.2 快速检测手段及应用
1.6 本文的研究内容和意义
参考文献
第2章 基于同步辐射技术的原位快速拉伸装置及检测系统
2.1 引言
2.2 原位快速拉伸装置
2.2.1 避免系统加速时间的影响
2.2.2 温度跳变的实现
2.3 快速检测系统
2.3.1 超高时间分辨率探测器的应用
2.3.2 高速CCD相机的应用
2.4 小结
参考文献
第3章 氟橡胶F2314力学响应的应变速率依赖性的结构来源
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料和样品准备
3.2.2 热力学分析
3.2.3 单轴拉伸测试
3.2.4 原位X射线散射实验
3.2.5 F2314的结构
3.3 实验结果
3.4 讨论
3.4.1 力学响应的应变速率依赖性的结构起源
i和σy的影响"> 3.4.2 应变速率对Ei和σy的影响
3.4.3 应力平台区中硬段区域的塑性变形
3.4.4 应变硬化的结构起源
3.5 小结
参考文献
第4章 宽应变速率范围内天然橡胶的应变诱导结晶现象
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料配方及样品制备
4.2.2 单轴拉伸实验
4.2.3 原位X射线散射实验
4.2.4 X射线散射数据处理方法
4.3 实验结果
4.3.1 宽应变速率范围内天然橡胶的力学响应
4.3.2 同步辐射X射线散射实验结果
4.4 讨论
4.4.1 天然橡胶应变诱导结晶应变速率无关性的结构起源
4.4.2 天然橡胶应变诱导结晶过程中的结构演化模型
4.5 小结
参考文献
第5章 炭黑填料对天然橡胶力学行为及结构演化的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料配方及样品制备
5.2.2 单轴拉伸实验
5.2.3 原位X射线散射实验
5.2.4 X射线散射数据处理方法
5.3 实验结果
5.3.1 四种天然橡胶在不同应变速率下的力学响应
5.3.2 四种天然橡胶分别的结构演化规律
5.4 讨论
5.4.1 炭黑填料含量对成孔的影响
5.4.2 应变速率对成孔的影响
5.5 小结
参考文献
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]In Situ Synchrotron Radiation Techniques: Watching Deformation-induced Structural Evolutions of Polymers[J]. Liang-Bin Li. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[2]剪切均匀性对流动诱导等规聚丙烯结晶的影响[J]. 杨皓然,鞠见竹,卢杰,常家瑞,苏凤梅,李良彬. 高分子学报. 2017(09)
[3]Small angle X-ray scattering beamline at SSRF[J]. 田丰,李秀宏,王玉柱,杨春明,周平,林金友,曾建荣,洪春霞,滑文强,李小芸,缪夏然,边风刚,王劼. Nuclear Science and Techniques. 2015(03)
硕士论文
[1]高速流场诱导等规聚丙烯非平衡相变研究[D]. 鞠见竹.中国科学技术大学 2017
本文编号：2901919
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 典型热塑性弹性体的结构与形态
1.3 高分子形变机理
1.4 流动场诱导高分子结晶
1.5 高速加载装置与快速检测手段
1.5.1 高速加载装置研究进展
1.5.2 快速检测手段及应用
1.6 本文的研究内容和意义
参考文献
第2章 基于同步辐射技术的原位快速拉伸装置及检测系统
2.1 引言
2.2 原位快速拉伸装置
2.2.1 避免系统加速时间的影响
2.2.2 温度跳变的实现
2.3 快速检测系统
2.3.1 超高时间分辨率探测器的应用
2.3.2 高速CCD相机的应用
2.4 小结
参考文献
第3章 氟橡胶F2314力学响应的应变速率依赖性的结构来源
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料和样品准备
3.2.2 热力学分析
3.2.3 单轴拉伸测试
3.2.4 原位X射线散射实验
3.2.5 F2314的结构
3.3 实验结果
3.4 讨论
3.4.1 力学响应的应变速率依赖性的结构起源
i和σy的影响"> 3.4.2 应变速率对Ei和σy的影响
3.4.3 应力平台区中硬段区域的塑性变形
3.4.4 应变硬化的结构起源
3.5 小结
参考文献
第4章 宽应变速率范围内天然橡胶的应变诱导结晶现象
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料配方及样品制备
4.2.2 单轴拉伸实验
4.2.3 原位X射线散射实验
4.2.4 X射线散射数据处理方法
4.3 实验结果
4.3.1 宽应变速率范围内天然橡胶的力学响应
4.3.2 同步辐射X射线散射实验结果
4.4 讨论
4.4.1 天然橡胶应变诱导结晶应变速率无关性的结构起源
4.4.2 天然橡胶应变诱导结晶过程中的结构演化模型
4.5 小结
参考文献
第5章 炭黑填料对天然橡胶力学行为及结构演化的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料配方及样品制备
5.2.2 单轴拉伸实验
5.2.3 原位X射线散射实验
5.2.4 X射线散射数据处理方法
5.3 实验结果
5.3.1 四种天然橡胶在不同应变速率下的力学响应
5.3.2 四种天然橡胶分别的结构演化规律
5.4 讨论
5.4.1 炭黑填料含量对成孔的影响
5.4.2 应变速率对成孔的影响
5.5 小结
参考文献
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]In Situ Synchrotron Radiation Techniques: Watching Deformation-induced Structural Evolutions of Polymers[J]. Liang-Bin Li. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[2]剪切均匀性对流动诱导等规聚丙烯结晶的影响[J]. 杨皓然,鞠见竹,卢杰,常家瑞,苏凤梅,李良彬. 高分子学报. 2017(09)
[3]Small angle X-ray scattering beamline at SSRF[J]. 田丰,李秀宏,王玉柱,杨春明,周平,林金友,曾建荣,洪春霞,滑文强,李小芸,缪夏然,边风刚,王劼. Nuclear Science and Techniques. 2015(03)
硕士论文
[1]高速流场诱导等规聚丙烯非平衡相变研究[D]. 鞠见竹.中国科学技术大学 2017
本文编号：2901919
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2901919.html
