硅橡胶加速老化及失效机理研究

发布时间：2017-05-26 20:09

  本文关键词：硅橡胶加速老化及失效机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：硅橡胶材料因其优良的性能被广泛用于各种密封件中。在长期使用过程中，硅橡胶存在使用性能下降等老化问题。基于时温等效原理，采用加速试验是预测密封材料寿命的重要手段之一。加速试验温度及时间确定的原则是保证材料的加速老化失效机理与长期自然使用条件下失效的机理一致。 本文以一种典型硅橡胶密封材料为研究对象，在不同温度及时间条件下，开展了硅橡胶密封材料的热氧加速老化试验；考虑了湿度对硅橡胶材料使用性能的影响，在一定湿度条件下，，开展了硅橡胶材料湿热老化试验研究；研究了硅橡胶材料压缩永久变形和硬度的变化规律；采用压缩永久变形作为特性指标研究了硅橡胶材料在不同温度老化过程中的活化能变化，依据材料活化能变化规律，确定了硅橡胶在热氧加速老化时的温度上限值；采用X射线光电子能谱分析和固体核磁共振分析等材料分析手段，分析了硅橡胶材料老化前后的元素变化与化学结构变化，揭示了硅橡胶材料的老化机理；基于所确定的热氧加速老化温度条件，结合材料压缩永久变形变化规律，给出了硅橡胶材料寿命预报模型，预测了典型硅橡胶材料的寿命，通过数据对比分析发现，本文的寿命预测结果与自然使用条件下硅橡胶材料的使用寿命符合较好。 本文的研究揭示了硅橡胶材料的老化机理，确定了合理的加速老化试验温度上限值，为其他密封材料加速老化试验温度条件的确定提供了理论依据；给出了合理的硅橡胶材料的寿命预报模型，为准确预测密封材料的使用寿命奠定了基础。
【关键词】：硅橡胶 加速老化 表观活化能 老化机理 寿命预测
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ333.93
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-16
• 1.2.1 橡胶性能退化研究现状9-10
• 1.2.2 橡胶分析检测手段研究现状10-11
• 1.2.3 橡胶老化机理研究现状11-14
• 1.2.4 橡胶老化寿命预测方法研究现状14-16
• 1.2.5 研究现状总结16
• 1.3 本文研究的主要内容16-18
• 第2章 硅橡胶材料老化试验分析方法18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 硅橡胶加速老化试验18-21
• 2.2.1 试验材料18-19
• 2.2.2 加速老化试验仪器19-20
• 2.2.3 热氧加速老化试验20
• 2.2.4 湿热加速老化试验20-21
• 2.3 硅橡胶老化后力学性能测试21-22
• 2.3.1 硬度测试仪器21
• 2.3.2 橡胶压缩永久变形21-22
• 2.4 硅橡胶老化后微观性能表征22-24
• 2.4.1 硅橡胶微观形貌分析22
• 2.4.2 硅橡胶热分析22-23
• 2.4.3 硅橡胶 X 射线光电子能谱分析23-24
• 2.4.4 硅橡胶固体核磁分析24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 硅橡胶材料老化性能及失效机理研究26-48
• 3.1 引言26
• 3.2 硅橡胶的热氧加速老化行为及性能变化26-31
• 3.2.1 热氧加速老化试验宏观现象26-27
• 3.2.2 热氧老化硅橡胶的表面形貌变化27-28
• 3.2.3 热氧老化硅橡胶的硬度变化规律28-30
• 3.2.4 热氧老化硅橡胶的压缩永久变形变化规律30-31
• 3.3 硅橡胶的湿热加速老化行为及性能变化31-34
• 3.3.1 湿热老化硅橡胶的表面形貌变化32-33
• 3.3.2 湿热老化硅橡胶的压缩永久性变形变化规律33-34
• 3.4 硅橡胶热分析34-36
• 3.4.1 硅橡胶热分析34-36
• 3.5 热氧老化硅橡胶 X 射线光电子能谱分析36-43
• 3.5.1 材料全元素分析36-38
• 3.5.2 硅元素分析38-43
• 3.6 湿热老化硅橡胶 X 射线光电子能谱分析43-44
• 3.7 硅橡胶固体核磁谱分析44-47
• 3.8 本章小结47-48
• 第4章 硅橡胶材料的贮存寿命预测方法研究48-65
• 4.1 引言48
• 4.2 性能变化与老化时间和老化温度关系研究48-52
• 4.2.1 热氧加速老化性能变化研究49-52
• 4.3 硅橡胶寿命预测方法研究52-63
• 4.3.1 热氧加速老化寿命评估研究54-61
• 4.3.2 湿热加速老化寿命评估61-63
• 4.4 本章小结63-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 附录70-76
• 致谢76

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