60 Coγ射线辐照对硅泡沫材料压缩性能的影响

为了给60 Coγ辐照条件下硅泡沫垫层的构型设计和工艺优化提供依据,本工作通过材料辐照实验、力学实验和扫描电子显微镜观察等方法,研究了60 Coγ射线辐照对硅泡沫材料压缩性能的影响,探索了辐照条件下硅泡沫材料的损伤机理,并在此基础上建立了辐照环境条件下多孔硅泡沫材料压缩性能的预测模型,给出了材料压缩模量和断裂应变随辐照剂量的变化规律.结果表明:γ辐照对材料压缩性能的影响较为明显,在预压缩量较低的情况下,辐照后硅泡沫材料力学性能呈先升后降的趋势;当预压缩量超过50％时,辐照后硅泡沫材料力学性能呈先陡后缓的下降趋势.预压缩量为30％、辐照剂量为300 kGy时,硅泡沫材料的拉伸强度和剪切强度分别增加了69％和84％;而辐照剂量增大到1000 kGy时,其值分别下降了47％和50％.结合材料宏观性能和细观结构的分析认为,γ辐照引起的交联反应和降解反应是造成硅泡沫材料力学性能改变的主要原因.     

γ辐照剂量和预压量对硅泡沫材料性能的影响

硅橡胶泡沫材料的减震吸能特性与其使用环境和使用状态密切相关,而目前有关辐照环境条件对材料性能的影响研究却很少。鉴此,本研究通过扫描电镜(SEM)观察和力学性能测试,研究了预压量和辐照剂量对硅橡胶泡沫材料性能的影响,并通过辐照前后材料应力-应变曲线中应力平台段宽度和平台应力大小的分析比较,进一步研究了辐照对材料减震吸能特性的影响及其作用机制。研究结果表明:辐照剂量为100kGy、预压量低于30%时硅橡胶泡沫材料性能和应力-应变曲线中应力平台段宽度的变化并不明显。而随着辐照剂量的增加,应力平台段的宽度逐渐减小,材料减震性能下降。从材料的宏观性能和微观结构来看,低辐照剂量下硅橡胶泡沫材料辐照损伤中交联效应占据优势,交联密度的增加使得材料硬度和强度的提高以及断裂伸长率的降低。而辐照剂量超过500kGy后,泡沫材料辐照损伤中降解效应占据优势,进而导致材料硬度和强度的降低以及断裂伸长率的提高。该研究为辐照前后材料性能评估提供了理论依据和手段。