一種單一溫度條件貯存壽命半定量評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種單一溫度條件貯存壽命評估試驗方法，特別是涉及一種利用已有 相關(guān)熱老化試驗數(shù)據(jù)，快速高效地開展貯存壽命評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 非金屬材料廣泛應用于各種軍、民用產(chǎn)品，在產(chǎn)品設計中具備密封、減振、粘接、潤 滑、防腐等功能要求，同時產(chǎn)品各種材料在貯存過程中由于受到熱、氧、應力等因素的綜合 作用，非金屬材料是最早、最容易出現(xiàn)老化失效問題的材料，非金屬材料薄弱環(huán)節(jié)是影響產(chǎn) 品貯存壽命的"短板"，因此針對非金屬材料開展貯存壽命評估對產(chǎn)品設計、使用、維護和延 壽具有重要意義。
[0003] 目前，針對橡膠、塑料、膠粘劑等非金屬材料加速老化試驗標準、方法比較多，行業(yè) 標準、國家標準、國家軍用標準等各層次級別均有所涵蓋，比如橡膠材料有HG/T 3087 - 2001《靜密封橡膠零件貯存壽命快速測定方法》、GB/T 3512 - 2001《硫化橡膠或熱塑性橡 膠一熱空氣加速老化和耐熱試驗》和GJB 92 - 86《熱空氣老化法測定硫化橡膠貯存性能導 貝1J》等，材料級老化評估方法較為成熟，廣泛應用于配方工藝改進、耐老化性能篩選以及材 料貯存壽命評估。現(xiàn)有方法中，試驗溫度條件規(guī)定不少于四個，試驗過程中將需要較多試驗 樣品和試驗設施，試驗周期也較長，消耗大量的人力、物力。因此，如何快速高效地開展貯存 壽命評估試驗是工程技術(shù)人員急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種快速高效地開展貯存壽命評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)措施實現(xiàn)的： 1.制備試驗樣品，根據(jù)所確定的老化特性指標，制備相應的老化特性指標測試試驗樣 品，橡膠類材料可按相關(guān)標準制備成柱狀試樣，膠粘劑類材料可按相關(guān)標準制備成剪切試 樣或剝離試樣等。
[0006] 2.確定試驗溫度條件，評估對象選取參比對象第二高試驗溫度條件作為熱老化試 驗溫度條件，比如已知貯存壽命評估結(jié)果的參比對象在120°C、110°C、100°C和90 °C四個溫 度條件下開展熱老化試驗，評估對象試驗溫度條件選取110 °C。
[0007] 3.開展熱老化試驗，獲取不同熱老化試驗周期評估對象老化特性指標退化數(shù)據(jù)。
[0008] 4.試驗數(shù)據(jù)處理，給出評估結(jié)果。
[0009] 評估對象在熱老化過程中，其老化特性指標P與老化時間τ的關(guān)系可用經(jīng)驗公式 (1)進行描述：
式中：Ρ為老化時間為τ時的老化特性指標;Α為常數(shù)（由橡膠類型和老化溫度條件確 定），K為反應速率常數(shù)（由橡膠類型和老化溫度條件確定），α為常數(shù)（由橡膠類型和老化溫 度條件確定），τ為老化時間(天）； 反應速率常數(shù)K直接反映了性能變化速率的快慢，與溫度有直接關(guān)系，即當某一溫度恒 定時，不同化學反應的快慢可用速率常數(shù)K的大小來直接衡量。因此，當對評估對象的貯存 壽命進行半定量評估時，只需將其與相同或相似種類的參比對象在同一老化溫度下的反應 速率常數(shù)K進行對比，即可確定其性能下降速率與參比對象的差異，然后以參比對象的熱老 化加速試驗壽命評估結(jié)果作為參照，半定量給出該評估對象的貯存壽命大于、小于或相近 于參比對象。
[0010] 本發(fā)明實驗數(shù)據(jù)量小，周期短，可以快速高效地開展貯存壽命評估試驗。
[0011] 說明書附圖 圖1為天然橡膠1157與1161性能-老化時間擬合結(jié)果。 具體實施例
[0012] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0013] 實施例1:評估對象天然橡膠1157，天然橡膠1161貯存壽命評估結(jié)果已知（一定失 效臨界條件下，貯存壽命評估得出τ年），二者在分子結(jié)構(gòu)、物理化學性能等方面較為相似， 選擇天然橡膠1161作為天然橡膠1157的貯存壽命評估參比對象。天然橡膠1157選取天然橡 膠1161的溫度條件開展熱老化試驗，獲取不同熱老化試驗周期評估對象老化特性指標(壓 縮永久變形率ε )退化數(shù)據(jù)，按公式(1)進行擬合，結(jié)果見表1。
[0014] 對兩種橡膠在相同溫度下的性能-時間試驗數(shù)據(jù)進行線性化處理，可得出天然橡膠 1157在該老化溫度下的性能變化速率常數(shù)為0.031，天然橡膠1161在該老化溫度下的性能 變化速率常數(shù)為0.0785，見表1和圖1。對比兩種橡膠的性能變化速率常數(shù)，可得出相同老化 溫度下天然橡膠1157的性能下降速率小于天然橡膠1161，即天然橡膠1157的貯存壽命大于 1161，大于τ年。
【主權(quán)項】
1. 一種單一溫度條件貯存壽命半定量評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于：與評估 對象類似材料貯存壽命評估試驗結(jié)果已知，評估對象老化特性指標與參比對象相同，將參 比對象試驗條件、數(shù)據(jù)處理參數(shù)和評估結(jié)果作為評估對象的參比，參比對象第二高試驗溫 度條件作為評估對象溫度條件開展熱老化試驗，參照參比對象數(shù)據(jù)過程參數(shù)進行數(shù)據(jù)處 理，對比評估對象和參比對象同一溫度條件下反應速率常數(shù)大小，半定量給出評估對象的 貯存壽命大于、小于或相近于參比對象。2. 如權(quán)利要求1所述的單一溫度條件貯存壽命半定量評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于:根據(jù)所確定的老化特性指標，制備相應的老化特性指標測試試驗樣品，評估對象試 驗樣品尺寸規(guī)格、制備條件與參比對象保持一致。3. 如權(quán)利要求1所述的單一溫度條件貯存壽命半定量評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于:評估對象在單一溫度條件下開展熱老化試驗，試驗溫度條件與參比對象第二高試 驗溫度條件一致。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單一溫度條件貯存壽命半定量評估試驗及數(shù)據(jù)處理方法，與評估對象類似材料貯存壽命評估試驗結(jié)果已知，評估對象老化特性指標與參比對象相同，將參比對象試驗條件、數(shù)據(jù)處理參數(shù)和評估結(jié)果作為評估對象的參比，參比對象第二高試驗溫度條件作為評估對象溫度條件開展熱老化試驗，參照參比對象數(shù)據(jù)過程參數(shù)進行數(shù)據(jù)處理，對比評估對象和參比對象同一溫度條件下反應速率常數(shù)大小，半定量給出評估對象的貯存壽命大于、小于或相近于參比對象。本發(fā)明實驗數(shù)據(jù)量小，周期短，可以快速高效地開展貯存壽命評估試驗。
【IPC分類】G01N25/00
【公開號】CN105675642
【申請?zhí)枴緾N201610031049
【發(fā)明人】何建新, 譚勇, 周堃, 王玲, 鐘勇
【申請人】中國兵器工業(yè)第五九研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月18日