泡沫硅橡胶老化后的压缩性能

硅橡胶在贮存和使用过程中，常受到不同应力应变的作用，在其使用和贮存期间会产生一系列物理老化和松弛，导致其内部结构发生变化，从而引起各种性能尤其是力学性能的下降，当性能下降到一定程度时，吉卜赛材料允许使用极限，它就失去了使用价值，因此有必要对硅橡胶的库存和老化进行研究。     

硅泡沫垫层材料老化性能

硅泡沫垫层材料同其他高分子材料一样同样存在老化的问题，在使用和贮存过程中会受到温度、湿度、氧化、应力等因素的影响而发生老化，性能劣化。因此，研究其相对薄弱环节的贮存老化性能是很重要的。     

泡沫硅橡胶拉伸压缩过程的扫描电镜原位观察

泡沫硅橡胶具有成孔容易、相对密度低、比模量和比强度优良等许多独特的力学特性，因而广泛用于重要设备的防护及内部结构的填充等方面。相关研究表明，泡沫硅橡胶力学性能在很大程度上取决于其泡孔结构。但是，泡孔结构对泡沫硅橡胶力学性能的影响从根本上来说仍然取决于其内部泡孔在拉伸或压缩过程中的破坏模式或失效机制。因此，研究泡沫硅橡胶材料的在拉伸或压缩过程中泡孔结构的变化对正确评价其力学性能及对其配方和工艺改进等都具有指导意义。     

泡沫态硅橡胶冲击绝热线的近似计算

在孔穴塌缩模型的基础上,建立了计算泡沫态硅橡胶在不同初始密度下的冲击绝热线参数的理论方法。获得了泡沫态硅橡胶在两种不同初始密度下(0.52 g/cm3和0.92 g/cm3)的冲击绝热线,并与已有的实验数据进行对比分析。结果表明,建立的理论方法对于泡沫态硅橡胶的冲击绝热线计算是适用的。     

交联对硅橡胶热导率影响的分子动力学模拟

硅橡胶具有绝缘、耐热等优势,在热界面材料中具有重要的应用.通过非平衡分子动力学方法计算了不同交联密度下的热导率.结果表明随着交联密度的变大,热导率逐渐升高. 80%的交联密度可以使热导率提高40%,这是由于交联形成的空间网状结构缩短了热量沿着原子链传递的长度,使热导率有较大的提升.在相同交联密度下,键位置对热导率影响较小,端部交联和中间交联时热导率没有显著差异.但是交联活性点的间隔增加有利于热导率提高.计算了不同交联密度下的声子态密度,分析交联结构的导热机理.     

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1106 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。     

泡沫硅橡胶冲击压缩性实验研究

 采用锰铜计技术，通过测量冲击波压力获得材料雨贡纽数据的技术路线，给出了初始密度为0.92 g/cm³的泡沫硅橡胶在6~33 GPa范围内的雨贡纽关系，精度优于国内外相关工作。对本实验锰铜计的典型信号作了较为详细的分析，通过数值模拟很好地重现了该非常规信号。此外，采用先前Wu等建立的疏松材料雨贡纽模型进行了预估计算，预估结果与实验结果符合很好，表明该模型不但适用于金属、岩石矿物等，亦可广泛应用于高聚物疏松材料的冲击压缩性研究。     

真空紫外辐照对MQ增强硅橡胶热性能及光学性能的影响

 采用空间综合辐照模拟设备研究了真空紫外辐照对MQ增强加成型硅橡胶的表面形貌、质量损失、热性能及光学性能的影响。试验结果表明：真空紫外辐照后,硅橡胶表面出现损伤裂纹,随辐照剂量的增加,裂纹的数量增多;真空紫外辐照后,硅橡胶的质量有所损失,其质损率随辐照剂量的增加而增加;真空紫外辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先增加而后下降;真空紫外辐照对硅橡胶材料的体膨胀/收缩变形影响不大,但对材料的光学性能有较大影响,随着辐照剂量的增加,材料的光学透过率下降。     

不同湿度环境条件下两种硅泡沫材料的吸放湿性能

硅橡胶泡沫垫层材料，属多孔固体柔性有机材料，在长期的时效环境中会吸附和解吸放出水汽，对周围的材料或构件产生不良影响。研究不同湿度环境条件下吸、放湿性能，建立其水分含量的计算模型，可为其应用和系统水分分析提供技术依据。     

聚苯乙烯泡沫材料性能研究

研究了聚苯乙烯（PS）泡沫的液体（无水乙醇）浸润性能和动态机械性能。实验发现：液体在泡沫中的浸润高度与时间的1/2次方成正比,泡沫的压缩模量随温度的降低而升高,随泡沫密度的减小而降低。     

泡沫金属复合相变材料的凝固及接触间距影响

相变材料(phase change material,PCM)具有解决能源利用时空不匹配问题的潜力,将PCM与泡沫金属进行复合是强化其传热性能的有效措施之一.本文针对一类泡沫金属复合PCM的凝固过程进行了三维数值模拟研究,分析了泡沫金属与恒壁温面不同接触间距对复合PCM凝固过程的影响规律.研究发现,复合PCM由于其泡沫...     

泡沫Al阻尼性能研究

通过测定不同频率、温度和应变振幅下的内耗，研究了泡沫Al的阻尼性能.泡沫Al组织中孔洞对阻尼的贡献是使背景内耗特别是高温背景内耗增加.泡沫Al阻尼的另一个特点是较为显著的振幅效应，这一效应随孔径减小而变得更加突出，由于泡沫Al所特有的非均质性孔洞组态和高密度缺陷，应力应变分布极不均匀，加上外部应力的干扰，造成缺陷密度增加，因此缺陷阻尼是主要的阻尼机制. 关键词：     

质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶质损及热性能的影响

采用空间综合辐照模拟设备研究了100 keV和150 keV能量的质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶的损伤及其对硅橡胶热性能的影响。试验结果表明：质子辐照后,硅橡胶表面出现损伤裂纹,随辐照能量和剂量的增加,裂纹的数量增多,裂纹增大;质子辐照后,硅橡胶的质量有所损失,其质损率随辐照能量和剂量的增加而增加;质子辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先略有增加而后下降,经辐照后的硅橡胶在玻璃态和玻璃转变区的温度区间内收缩率降低,而在高弹态的温度区间内膨胀率增加。     

质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶质损及热性能的影响

 采用空间综合辐照模拟设备研究了100 keV和150 keV能量的质子辐照对MQ硅树脂增强的加成型硅橡胶的损伤及其对硅橡胶热性能的影响。试验结果表明：质子辐照后,硅橡胶表面出现损伤裂纹,随辐照能量和剂量的增加,裂纹的数量增多,裂纹增大;质子辐照后,硅橡胶的质量有所损失,其质损率随辐照能量和剂量的增加而增加;质子辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先略有增加而后下降,经辐照后的硅橡胶在玻璃态和玻璃转变区的温度区间内收缩率降低,而在高弹态的温度区间内膨胀率增加。     

长杆侵彻中材料参数对侵彻性能的影响

采用LS-DYNA程序研究长杆侵彻中材料参数对侵彻性能的影响.在弹塑性流体本构模型中,描述材料属性的主要参数有失效应变、屈服强度、剪切模量.通过对钨合金杆侵彻半无限厚铝合金靶的一系列数值计算,分析上述参数对侵彻深度的影响.数值结果表明,失效应变是影响侵深的主要参数,而屈服强度和剪切模量对侵深的影响较小.在此基础上,对着速在785 m·s^-1~1 924 m·s^-1范围内的长杆侵彻问题进行数值模拟,计算结果与试验数据符合较好.     

超轻泡沫散热器热性能模拟

在普通肋片散热器每两个翅片间烧结金属泡沫,设计了一种用于功率模块冷却的金属泡沫散热器结构。提出了适用于金属泡沫散热器有效导热系数计算模型,建立了金属泡沫散热器的数学模型。对比改造前后的两类散热器发现:在恒定热流密度条件下,金属泡沫散热器不存在热量累积现象。金属泡沫的散热器的换热系数是同等几何参数肋片散热器的3.6倍。在相同压降时,泡沫散热器中的空气流速要低于肋片散热器。在风扇功率相同的情况下,四个翅片的金属泡沫散热器收益因子比同等条件的肋片散热器高出了约20%。     

纯六方相氮化铝泡沫材料的合成

在15 mL的不锈钢反应釜中,利用无水三氯化铝与叠氮化钠在无溶剂的条件下直接反应,合成出了六方结构氮化铝泡沫材料,反应温度650 ℃,反应时间3 h.扫描电子显微镜测试结果显示,该试样呈现泡沫状外貌特征.X射线衍射结果表明该试样为六方结构.不同温度条件下的吸收谱表明在202 nm附近存在尖锐的吸收峰.红外吸收谱中存在1381 cm^-1和730 cm^-1两个吸收峰.同时,提出了六方结构氮化铝泡沫材料的合成机理. 关键词： 六方氮化铝泡沫材料 合成机理 X射线衍射     

卤素掺杂PMP低密度泡沫材料的研制

在ICF实验研究中，聚4-甲基-1-戊烯（PMP）因只包含C、H两种元素，且泡沫容易加工成型，因而在ICF物理实验中得到了广泛的应用。近年来随着强激光技术的发展，在实验室中利用激光与黑腔靶耦合产生的辐射场开展辐射输运实验研究已成为可能。在辐射输运过程中，输运介质的性质影响着辐射传输的过程。若在腔内泡沫材料中掺入一定量的中、高原子序数亿l介质可以在输运介质热容量变化不大的同时大为降低泡沫中的Rosseland平均自由程，从而提高其辐射传输光学厚度。因此，进行掺杂聚合物低密度泡沫材料的研制具有重要的意义。本年度主要开展了卤素掺杂PMP低密度泡沫材料的研制工作，六氯苯和六溴苯具备溶剂（均四甲苯／萘）的良好相溶性及较高的卤素原子含量，以六氯苯和六溴苯为掺杂单体，PMP为泡沫骨架材料，利用热诱导倒相法制备出最大质量分数为58．91％的卤素掺杂低密度泡沫材料。     

泡沫金属内相变材料融化传热过程的数值模拟

以泡沫金属为基体,孔隙中填充相变材料能有效改善相变传热性能.考虑金属骨架与流体之间的不同的传热特性,建立了泡沫金属内融化相变传热的双温度模型.运用显热容法模拟了泡沫铝内融化相变的温度分布与流场.计算结果显示对比纯相变材料,加入泡沫铝能显著强化传热性能.固体骨架与储能材料之间在其相变时有较大的温差.     

非晶粉/硅橡胶复合薄膜应力阻抗性能

选用硅橡胶为基材,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶纳米晶软磁合金粉体为磁性功能填料,采用机械共混的方法制备非晶粉/硅橡胶力敏复合材料。采用自制测试夹具测试非晶粉/硅橡胶复合材料的阻抗值,采用扫描电镜分析非晶粉颗粒形貌及其在硅橡胶基材中分散情况,在此基础上研究了复合材料界面绝缘性、单层与多层叠加复合薄膜、加入导电层及其层数对复合应力阻抗性能的影响。研究结果表明：铜箔作为界面强化导电层的加入是提高复合薄膜力敏特性的有效途径之一,设计实验中的复合薄膜/铜箔/复合薄膜结构相当于聚合物/金属/聚合物三明治多层膜结构,对敏感性具有增强效应。