在高溫氧指數(shù)儀條件下,聚合物燃燒更接近于真實(shí)火災(zāi)環(huán)境,溫度指數(shù)是一種行為有效的研究聚合物燃燒性能的方法該文*應(yīng)用LOI<,T>實(shí)驗(yàn)方法系統(tǒng)研究了一些聚合物及其阻燃體系的LOI隨溫度變化的規(guī)律,提出了新的表片參數(shù)(或新溫度指數(shù)),它們反映了聚合物體系阻燃性能抵抗溫度上升的能力.文中同時結(jié)合TGA、CONE等表征手段探討了影響不同聚合物體系LOI<,T>變化規(guī)律的主要因素及內(nèi)在機(jī)制:(1)對于純聚合物體系,LOI<,T>變化規(guī)律及溫度指數(shù)與體系在高溫時時的成炭量無直接關(guān)系,更多地取決于體系本身化學(xué)與物理的熱穩(wěn)一性.(2)阻燃機(jī)理也是影響LOI<,T>隨溫度變化規(guī)律的重要因素.鹵銻協(xié)同體系由于特殊的氣相協(xié)同阻燃作用而具有很高的溫度指數(shù).APP/PER構(gòu)成的典型的無鹵膨脹阻燃(IFR)體系由于熱穩(wěn)定性低而具有較低的溫度指數(shù).研究同時表明膨脹阻燃促進(jìn)劑ZEO通常對該體系溫度指數(shù)的提高有較明顯的作用本文采用熔鑄法制備了不同成分的鎂合金用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀等現(xiàn)代分析手段研究了鎂合金顯微組織和強(qiáng)化機(jī)制以及鎂合金的高溫氧化行為。
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氧化膜經(jīng)過XRD物相分析和XEM能譜分析得知主要由Ce2O3、Al2O3和MgO組成。表層由MgO組成Ce2O3與Al2O3一起填充MgO孔隙形成了中間層氧化膜中間層致密度足以阻擋氧的進(jìn)入。在AZ91D鎂合金中加入1Ce后其燃點(diǎn)提高約60℃。因此鎂合金的阻燃性能得到提高。將合金元素Sb加入到稀土阻燃鎂合金中Sb與Ce優(yōu)成金屬間化合物CeSb同時減少了大量長棒狀A(yù)14Ce相生成的可能性并且形成的顆粒狀CeSb具有形核作用從而細(xì)化晶粒。將合金元素Y加入到稀土阻燃鎂合金中,Y優(yōu)先與Al結(jié)合形成熱穩(wěn)定相Al2Y它作為α-Mg枝晶Mg17Al12相的形核劑促成晶核的形成從而細(xì)化了合金的鑄態(tài)組織。實(shí)驗(yàn)表明將合金元素Sb加入到稀土阻燃鎂合金中由于CeSb相的出現(xiàn)其燃點(diǎn)又有所降低金屬材料的韌性斷裂是塑性加工過程中常見的失效形式和影響熱加工性的重要因素歷來都是先進(jìn)塑性加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著有限元模擬技術(shù)和損傷力學(xué)的不斷發(fā)展如何建立合適的熱變形開裂準(zhǔn)則和避免缺陷的產(chǎn)生已成為缺陷仿真迫切需要解決的難題。本文以熱變形極易開裂的Ti40阻燃合金為研究對象以各種室溫下適用的開裂準(zhǔn)則為基礎(chǔ)引入Zener-Hollomon因子對Ti40合金的變形機(jī)理及開裂行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下研究了Ti40合金高溫變形過程中變形溫度和應(yīng)變速率對流動應(yīng)力的影響規(guī)律揭示了流動軟化和不連續(xù)屈服現(xiàn)象的影響因素和機(jī)理發(fā)現(xiàn)不連續(xù)屈服現(xiàn)象與大量可動位錯從晶界突然增殖有關(guān)。揭示了Ti40合金的高溫變形機(jī)理。發(fā)現(xiàn)變形溫度低于950℃以動態(tài)回復(fù)為主高于950℃發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。動態(tài)再結(jié)晶的形貌隨應(yīng)變速率的變化而變化應(yīng)變速率較高時(>1s<'-1>)動態(tài)再結(jié)晶晶粒呈項(xiàng)鏈狀沿原始β晶界分布沿晶界析出的Ti<,5>Si<,3>顆粒是再結(jié)晶晶粒的核心應(yīng)變速率較低時(<0.1s<'-1>)發(fā)生了鋸齒狀的連續(xù)再結(jié)晶亞晶形核是其形核的主要機(jī)制。研究了Ti40合金的開裂機(jī)理。發(fā)現(xiàn)低溫、高應(yīng)變速率下變形以45°剪切開裂為主溫度較高時以平行于壓縮軸方向的縱裂和豆腐渣式開裂為主。V<,2>O<,5>揮發(fā)導(dǎo)致接近表面的晶界產(chǎn)生空洞是合金熱變形開裂的誘因。揭示了Ti40阻燃合金熱變形開裂的臨界變形量與變形溫度和應(yīng)變速率的關(guān)系。結(jié)果表明變形溫度越高應(yīng)變速率越低材料的臨界變形量越大。發(fā)現(xiàn)變形溫度和應(yīng)變速率的綜合作用可用單變量Zener-Hollomon因子來表示且開裂的臨界變形量與lnZ呈線性關(guān)系從而大大減少試驗(yàn)次數(shù)。
