[發明專利]一種單一溫度條件貯存壽命半定量評估試驗及數據處理方法

在審

• 申請號: 201610031049.2
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105675642A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 何建新;譚勇;周堃;王玲;鐘勇
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 李玉州

技術領域

本發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熱老化試驗數據，快速高效地開展貯存壽命評估試驗及數據處理方法。

背景技術

非金屬材料廣泛應用于各種軍、民用產品，在產品設計中具備密封、減振、粘接、潤滑、防腐等功能要求，同時產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、最容易出現老化失效問題的材料，非金屬材料薄弱環節是影響產品貯存壽命的“短板”，因此針對非金屬材料開展貯存壽命評估對產品設計、使用、維護和延壽具有重要意義。

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/T3087－2001《靜密封橡膠零件貯存壽命快速測定方法》、GB/T3512－2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠—熱空氣加速老化和耐熱試驗》和GJB92－86《熱空氣老化法測定硫化橡膠貯存性能導則》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。現有方法中，試驗溫度條件規定不少于四個，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人員急需解決的問題。

發明內容

本發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據處理方法。

本發明的目的是通過以下的技術措施實現的：

1.制備試驗樣品，根據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標準制備成柱狀試樣，膠粘劑類材料可按相關標準制備成剪切試樣或剝離試樣等。

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果的參比對象在120℃、110℃、100℃和90℃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℃。

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據。

4.試驗數據處理，給出評估結果。

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的關系可用經驗公式（1）進行描述：

式中：P為老化時間為τ時的老化特性指標；A為常數(由橡膠類型和老化溫度條件確定)，K為反應速率常數(由橡膠類型和老化溫度條件確定)，α為常數(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K直接反映了性能變化速率的快慢，與溫度有直接關系，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。

本發明實驗數據量小，周期短，可以快速高效地開展貯存壽命評估試驗。

說明書附圖

圖1為天然橡膠1157與1161性能-老化時間擬合結果。

具體實施例

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

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），二者在分子結構、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）退化數據，按公式（1）進行擬合，結果見表1。

對兩種橡膠在相同溫度下的性能-時間試驗數據進行線性化處理，可得出天然橡膠1157在該老化溫度下的性能變化速率常數為0.031，天然橡膠1161在該老化溫度下的性能變化速率常數為0.0785，見表1和圖1。對比兩種橡膠的性能變化速率常數，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。