Arrhenius公式和环境作用动力学对压缩橡胶的精度比较

目的 精确描述压缩橡胶永久变形率的变化规律,准确评估其使用寿命。方法 应用环境作用动力学理论,建立压缩橡胶永久变形率的变化微分方程,求解微分方程得到压缩橡胶永久变形率变化规律的微分方程通解。再以氟硅橡胶为例,通过高温加速试验获取其在100、125、150、175、200℃下的试验数据,分别采用环境作用动力学通解和阿伦尼乌兹公式建立氟硅橡胶压缩永久变形率模型。最后,与3.5 a的自然环境试验数据进行对比。结果 应用环境作用动力学理论建立的氟硅橡胶压缩永久变形率模型与3.5 a自然环境试验数据的最大误差约为3.32%,而应用阿伦尼乌兹公式建立的氟硅橡胶压缩永久变形率模型的最大误差约为14%。结论 阿伦尼乌兹公式只适用于没有环境作用或固定环境作用下的物质特征变化,而环境作用动力学方程中,有明确的环境作用项σ,适用于复杂环境作用下物质特征变化规律的描述。     

FX-4和FX-17典型橡胶密封圈加速老化性能研究

目的 研究FX-4和FX-17典型橡胶密封圈的加速老化性能。方法 对初始压缩率为14%和20%的FX-4和FX-17这2种橡胶密封圈,进行5个温度点不同时长的加速老化试验,通过试验测定FX-4和FX-17橡胶密封圈的拉伸强度、扯断伸长率、硬度以及压缩永久变形等4个性能指标,并进行分析和比较。结果 硬度指标随老化温度以及老化时间的变化不明显。拉伸强度与扯断伸长率在200℃老化试验后,均出现明显的下降趋势,但在同一老化温度下老化10、70d后,拉伸强度与扯断伸长率未发生明显的变化。在较低的老化温度时,压缩永久变形率随老化温度以及老化时间的变化不明显;在150、200℃温度老化后,压缩永久变形率随着老化时间的增加而呈上升趋势。结论 FX-4与FX-17橡胶密封圈的压缩永久变形率在老化温度点较低时,受温度的影响不显著,在同一温度下随老化时间的增加呈上升趋势;在老化温度点较高时,压缩永久变形率随着老化时间的增加而呈上升趋势。     

弱密封火工品的失效模式和贮存性能研究

目的 获取弱密封火工品在温度和温湿度环境下的失效模式和贮存性能。方法 设计温度和温湿度2种环境下2种弱密封火工品的加速寿命试验,对加速贮存后的火工品进行外观检查、性能测试和失效模式分析。结果 点火头这类防潮漆密封火工品的失效模式主要是作用时间变长,点火能力不足,其失效机理主要是脚线的氧化、药剂的潮解和药剂中还原剂的氧化。火焰雷管这类绸垫涂胶密封的火工品,在温湿度应力下的失效模式主要为输出能力下降,其失效机理主要是部羧铅遇水发生化学反应。结论 弱密封火工品在温湿度环境下的贮存特性与自身密封性和装药特性有密切关系,其失效速率取决于自身的密封性和主装药剂的吸湿性和稳定性。     

低场核磁共振研究胶黏剂的固化和老化过程

目的 研究胶黏剂的固化程度及在自然贮存和温度循环中的变化。方法 利用低场核磁共振技术,通过测定胶黏剂中氢原子在固化和老化过程中横向弛豫时间T2的变化,反映固化过程中交联结构的发展,以及交联结构在6个月自然贮存和100次高低温循环过程中的变化,阐明胶黏剂的老化机理。结果 光固化胶黏剂的光交联反应在20min后就进行完全,热固化胶黏剂在60℃固化4h后即达到了较高程度的交联,120℃固化对交联程度的影响不大,更多的是对交联结构的完善。经过-45～75℃下100次高低温循环后,胶黏剂的交联结构变化不明显。自然贮存6个月后,胶黏剂不仅发生继续交联,而且结构发生了一定的松弛,这些将对其长期使用稳定性带来影响。结论 低场核磁共振对氢原子的运动能力敏感,而且制样简单,测试速度快,是研究交联结构变化的强有力的工具,对胶黏剂的研制、固化工艺优化、固化机理研究具有重要的应用价值。     

金属材料实验室加速腐蚀环境谱等效加速关系的确定方法

目的 解决现有实验室加速环境谱等效加速关系确定方法的不足。方法 提出一种针对航空金属材料实验室加速腐蚀环境谱与实际大气间等效关系的“双桥连接式”快速确定方法。结果 该方法以金属材料在腐蚀环境下的质量损失情况作为腐蚀当量,通过基于“环境因素加权浓缩”的方法编制实验室加速环境谱、基于“电量（电流）等效桥”获得实际大气环境长年累积腐蚀电量、基于“质量损失等效桥”确定等效加速关系3个步骤,计算获得了实际大气长年监测数据对应的材料累积腐蚀电荷量和腐蚀质量损失大小。通过将金属材料在实际大气下和实验室加速环境下的腐蚀质量损失速率相比,获得了金属材料的等效加速关系。结论 该方法能够有效克服现有研究中由于缺少实地长时间大气暴晒件,以及当量参数选取不当引入误差,导致无法获取实验室加速腐蚀环境谱和实际大气环境间等效加速关系（或当量加速关系）的不足,为金属材料实验室加速腐蚀试验提供了方法支撑。     

树脂及其复合材料在导弹中的失效机理

首先明晰了环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂化学结构与性能之间的内在关系,详细总结了上述树脂及其复合材料在飞行器中的应用情况、存在的主要问题以及改进方向。结合实际应用场景,基于自由基反应机理和扩散理论,重点阐述了环境条件（如温度、湿度、氧气含量、光照）等因素对材料老化以及性能退化的影响机制。从材料的化学结构和物理性能2个层面,结合仪器表征和分子模拟,全面介绍了导弹用复合材料失效的检测与评价方法以及各自优缺点。最后,展望了导弹用树脂及其复合材料性能改进的主要方法、失效机理的有效研究手段。     

基于DFR的2024-T3铝合金当量加速关系试验研究

目的 提出以反映结构材料疲劳性能的DFR为表征参量,研究建立2024-T3铝合金结构在大气自然环境预腐蚀与实验室加速试验预腐蚀后的DFR关系,为腐蚀环境下飞机铝合金结构的疲劳寿命设计提供方法。方法 以2024-T3铝合金试验件为研究对象,分别开展典型海洋大气环境自然暴露腐蚀后的DFR试验以及实验室加速腐蚀试验后的DFR试验,以DFR相等为条件,建立上述2种不同预腐蚀条件之间的DFR当量加速关系。结果 2024-T3铝合金在自然暴露预腐蚀环境与实验室加速预腐蚀后的DFR值随腐蚀时间的增加均有不同程度的下降,万宁和青岛的DFR当量加速值分别为0.642 1、0.701 2 a/d。结论 基于DFR的当量加速关系综合反映了预腐蚀对结构材料疲劳性能退化的影响,而DFR是飞机结构疲劳设计的基本参量,文中建立的当量加速关系可用于指导腐蚀环境下铝合金的疲劳寿命设计分析。     

基于热减量法2/1樟发射药安全贮存寿命预估

目的 预估2/1樟发射药的安全贮存寿命,建立一种基于加速热减量试验,利用热减量曲线和贝瑟洛特(Berthelot)方程预估其安全贮存寿命的方法。方法 首先对2/1樟发射药分别进行85、95、105、115 ℃下的加速热减量试验,获得样品在各个温度下不同加速时间的热减量数据。然后基于热减量曲线,得到2/1樟发射药在各个温度下的延滞期。最后利用各个温度下的半延滞期,根据Berthelot方程拟合得到2/1樟发射药安全贮存寿命预估模型。结果 根据其安全贮存寿命预估模型计算得到2/1樟发射药在30 ℃下的安全贮存寿命约为50.9 a。结论 预测结果与文献值接近,且试验时间比文献减少了近1/2,验证了该方法的有效性,可为2/1樟发射药或其他发射药的安全贮存寿命预估提供一种可行的技术途径。     

EH32钢在人工海水中的流动加速腐蚀行为研究

目的 明晰流场、传质和锈层在EH32钢流动加速腐蚀过程中的协同作用机理。方法 利用射流喷射系统研究EH32钢的流动加速腐蚀行为,并基于CFD仿真模拟流场分布情况,最后通过微观形貌表征分析EH32钢的腐蚀形貌。结果 在射流喷射系统中,试样表面的流场分布不均匀,根据锈层的颜色可分为不同区域,喷嘴正对区域锈层最厚,但疏松多孔,形成凹坑,腐蚀最严重。远离喷嘴区域锈层逐渐减薄,但更致密,腐蚀形貌转变为“flow mark”和点蚀。结论 流场严重影响着腐蚀产物的分布,正应力高、剪切应力低的区域形成的锈层厚且疏松多孔,正应力低、剪切应力高的区域形成的锈层薄,但更致密。反应生成的阳极液随流体的转移过程导致了“flowmark”损伤形貌的形成,致密的锈层抑制了阳极液的转移,导致了点蚀坑的损伤形貌。锈层和阳极液的累积使得喷嘴中心区域表现为主要阳极区,腐蚀损伤最为严重,而远离中心区域由于致密的腐蚀产物抑制了传质过程,腐蚀速率较低。流场、锈层以及传质三者的协同作用决定了流动加速腐蚀行为。     

南宁城市内河水体和表层沉积物中多环芳烃分布特征

采用改进的固相萃取、加速溶剂萃取和高效液相色谱对南宁7条城市内河的水体和表层沉积物样品中6种多环芳烃的残留状况进行了分析测定。检测结果表明,水体中多环芳烃以荧蒽为主,6种多环芳烃在水体中的总残留浓度为26.8～163 ng/L,内河水体各点位苯并[α]芘均超过我国地表水环境质量标准限值,对干流水质存在一定影响。7个点位沉积物中多环芳烃总含量为118.06～416.73μg/kg,6种多环芳烃均有检出。