表面粗糙度对激光诱导击穿光谱信号的影响

硅橡胶复合绝缘子是高压输电线路的关键设备，长期在复杂外界环境条件下带电运行后会发生表面老化，表现为粉化、褪色、粗糙度和硬度上升等现象。粗糙度作为复合绝缘子的老化特征量之一，其测量是复合绝缘子在线带电检测的难题。激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)适用于开展输电线路复合材料的远程在线检测，但粗糙度对LIBS信号的影响还没有得到系统的研究，利用这种基体效应进行绝缘子表面粗糙度的测量尚无报道。制备了不同粗糙度的硅橡胶新样品，与500 kV线路退运的复合绝缘子样品进行对比分析，研究了硅橡胶材料的粗糙度对LIBS信号的影响，结果表明，对于新制备硅橡胶材料随着粗糙度的增加，各主体元素特征谱线强度会随之增强，不同主体元素之间的原子谱线强度比（Si 288.2 nm/C 247.9 nm和Al 394.4 nm/Si 288.2 nm）随之下降，说明样品粗糙度对LIBS测量结果影响显著。但特征谱线强度及不同主体元素原子谱线强度比与粗糙度之间的函数关系不明显，难以用于粗糙度测量。硅橡胶的主体元素为Si，Al，C和O等，考虑元素含量及特征谱线的选取方便选择Si为主要分析元素。对于Si原子谱线强度比，选取了两条上能级相近（E_ki＝40 991.88, 39 955.05 cm-1）的原子谱线（SiⅠ288.2 nm，SiⅠ250.7 nm）作为分析线，在满足局部热力学平衡与光学薄的条件下两条谱线的强度比应为定值，但样品粗糙度的改变会影响脉冲激光烧蚀材料表面的过程，从而改变等离子体的状态，使得谱线强度比值也随之变化。上述两条硅原子谱线强度比和粗糙度建立的定标关系，线性相关系数为0.88。对于500 kV输电线路退运的老化硅橡胶材料，其表面由于老化有部分氢氧化铝填料析出，使得基体成分不均匀性更为显著，其表面也变得更为粗糙，这导致一对谱线强度比值作为定标函数，实用性降低。因此针对老化硅橡胶材料，除了选择Si元素谱线(SiⅠ250.7 nm，SiⅠ251.4 nm，SiⅠ251.9 nm)以外，还引入了Al元素谱线(AlⅠ305.7 nm, AlⅠ305.9 nm)，利用三组谱线强度比进行多元回归分析，对于两个实测粗糙度为2.659和2.523 μm老化硅橡胶样品，LIBS测量的相对误差分别为0.218和0.189。结果表明对同样成分的复合材料，表面粗糙度对LIBS信号的影响是必须考虑的，而利用这种基体效应，开展远程在线测试复合绝缘子表面粗糙度，对于高压输电线路检测运维具有重要的应用价值。     

负载钴离子含氟硅橡胶杂化膜的制备及富氧性能

以乙丙橡胶来负载钴离子,并与含氟硅树脂一起引入到硅橡胶中,通过硅氢加成反应,在室温下制备出一种新型三元杂化膜。试验结果表明,在30℃和0.025 MPa压差条件下,三元杂化交联膜的P(O_2)和a(O_2/N_2)分别为684 Barrer和7.49,分离性能明显优于普通的含氟硅橡胶膜,富氧性能也超越了Robeson上限。与普通的含氟硅橡胶膜相比,钴离子络合物可与含氟组分之间可产生协同作用,使得对氧的促进输送作用更为显著,从而导致其氧氮分离性能进一步提高。乙丙橡胶具有良好的韧性可改善硅树脂引入而产生的变脆。     

硅橡胶动态压缩性能SHPB测试方法及其本构模型研究

为了采用分离式霍普金森压杆测试硅橡胶的动态力学性能,首先实验分析波形整形器厚度对入射波形的影响,根据柔性粘弹性试样的应力应变均匀化条件,确定合适的波形整形器厚度。然后采用实验与数值模拟相结合的方法,分析试样厚度对其变形特征和动态力学性能测试结果的影响。结果表明,厚度超过3mm的试样在冲击测试过程中难以达到力平衡状态,试样的非均匀变形会导致应力应变曲线上出现应力平台甚至是应力软化现象。最后测试了硅橡胶在不同应变率条件下的力学性能,采用超-粘弹性本构模型表征其动态力学性能,并提出新的粘弹性参数拟合方法,能很好地拟合所测试柔性硅橡胶的粘弹性参数。     

甲基苯基乙烯基硅橡胶电离总剂量效应

甲基苯基乙烯硅橡胶具有耐高低温、防震等独特优势,在航天器的减震、密封等领域具有广泛应用前景。研究了甲基苯基乙烯基硅橡胶的电离总剂量效应。结果表明,随着辐射剂量的增加,甲基苯基乙烯基硅橡胶的力学性能出现了不同程度的退化。拉伸强度和撕裂强度变化规律以1×106 Gy(Si)剂量点为分界点。低于该剂量,拉伸和撕裂随剂量增加快速下降;高于该剂量时,随辐照剂量增加,拉伸强度出现一定程度反弹,呈现出宽"U"形,而撕裂强度则是先增加后下降。拉断伸长率和邵氏硬度A随辐照剂量增加分别出现快速下降和增加,最终接近饱和。最后,从辐射交联和裂解方面讨论了甲基苯基乙烯基硅橡胶电离总剂量效应的潜在物理机制。     

多孔硅橡胶有限变形的粘弹性行为

针对孔隙度较大（孔隙度大于50％）的硅橡胶材料在有限变形时的粘弹性行为，从建立描述材料粘弹性特征的松驰函数和变形特征的应变能函数出发，提出了适合多孔隙、可压硅橡胶材料的非线性粘弹性力学行为的本构关系，松驰函数和应变能函数可解耦为等容和体积变形两部分，并引入了拟时间的概念来反映变形对材料特征时间的影响，利用硅橡胶材料的单轴压缩松驰实验与材料模型进行了对比，讨论了多孔硅橡胶的等容变形和体积变形对应力松驰的影响。     

硅橡胶包覆十八烷/聚(St-MMA)储能微胶囊复合材料制备及热性能

以十八烷/聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)(P(St-MMA))微胶囊为相变材料,硅橡胶作为载体,制备了十八烷/P(St-MMA)/硅橡胶复合材料。研究了微胶囊的加入方式及加入量,硅橡胶包覆方法。通过红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)研究复合材料的结构和形貌。通过力学性能测试如拉伸强度、扯断伸长率,确定最佳的加工方法。通过热重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)和储热性能对复合材料的热性能进行研究。结果表明,十八烷制成微胶囊加入到硅橡胶中,且微胶囊加入量是2份时,十八烷/P(St-MMA)微胶囊/硅橡胶的热稳定性热稳定性及力学性能较好。室温硅橡胶包覆微胶囊掺混固化法制备的复合材料的力学性能优于直接共混后热固化法和混炼涂抹后热固化法。十八烷/P(MMA-St)/硅橡胶复合材料的焓值为67.6J/g,储能效果好。     

多振子声子晶体的低频特性研究

本文设计了一种由硅橡胶包覆层包裹4个钨振子的新型声子晶体结构,通过有限元法计算该结构的色散曲线、振动模态和传输损失谱。结果表明,该结构的带隙范围为18.85~225.28 Hz,与传输损失谱频率衰减范围相吻合,能够有效抑制20~200 Hz的弹性波在声子晶体中传播。通过分析色散曲线上点的振动模态,说明带隙产生的原因。本文讨论了声子晶体板的缺口角度和振子之间的纵向和横向间距对带隙的影响,结果表明:当缺口角度减小时,带隙下边界几乎保持不变,带隙上边界升高从而增加了带隙的宽度;振子之间横向或纵向间距增大时,带隙下边界和上边界均上升,带隙变宽,进而优化了声子晶体模型的带隙。同时声子晶体板的缺口设计能够节省材料,从而减轻结构的质量。     

双组份室温加成型硅橡胶口腔印模材料的制备

以自制乙烯基硅油为基胶、自制含氢硅油为交联剂、铂配合物为催化剂、高纯度硅微粉为填料、多乙烯基化合物为抑制剂等,通过实验制得双组份室温加成型硅橡胶口腔印模材料.研究了各组分对硅橡胶印模材料硫化化时间、细微复制、力学性能的影响.并制备了与国外产品性能相当的产品.     

聚氯乙烯表皮成分对加成型硅橡胶固化的影响

采用流变学方法研究了双组分加成型硅橡胶在不同聚氯乙烯(PVC)表皮上的固化动力学,并利用红外光谱、核磁共振波谱、电感耦合等离子体质谱仪等手段分析了PVC表皮成分,以确定导致双组分加成型硅橡胶不固化的具体原因。 结果表明,PVC表皮中导致硅橡胶不固化的主要元素为P元素。 在固定硅橡胶厚度为1 mm的情况下,当PVC表皮中的P元素质量分数低于3×10^-3%时,浇注在其上的双组分加成型硅橡胶依然能固化;而当PVC表皮中的P元素质量分数超过约2.4×10^-2%时,虽然浇注在其上的双组分加成型硅橡胶的中间层依然能固化,但与PVC表皮接触部分的硅橡胶不固化,且不固化层厚度随P元素质量分数增加而增加。 本文还研究了在P元素质量分数低于3×10^-3%的PVC表皮上,降低硅橡胶厚度至微米级时的固化行为,在P元素质量分数低于3×10^-3%的PVC表皮上,当硅橡胶厚度低于2 μm时,硅橡胶出现不完全固化现象。 双组分加成型硅橡胶在含有P元素的PVC表皮表面的固化行为主要是由硅橡胶样品中铂催化剂总含量及PVC表皮中的P元素含量确定的,同时也会受到双组分加成型硅橡胶反应速率以及铂催化剂、P元素在硅橡胶中的扩散速率的影响。     

豪迈品格、大气人生——怀念尊敬的江英彦先生

正去年3月,乍暖还寒时节,我们尊敬的江英彦先生不幸与世长辞。噩耗传来,如晴天霹雳,我们心情异常沉重和难过。送别江先生的那天,分散在各地的曾经的学生都赶了回来,轸念江先生的谆谆教导、殷殷希望,怀念他豪迈品格、大气人生,感念其培养之恩、师爱绵绵,祈愿他天堂里不再有尘世的纷扰,不再有病痛的折磨,在天堂里永远展现他富有魅力的微笑!