海水老化下类填充微穿孔板结构水下吸声材料的性能及其寿命预测

针对现阶段潜艇用水下吸声材料的低厚度强低频吸声的性能诉求,基于三维间隔织物,将兼具多孔和共振吸声特性的类填充微穿孔板(F-MPPL)结构引入常规空心微珠填充水下吸声材料(HBF复合材料)中,设计出新型三相复合水下吸声材料(F-MPPL复合材料)。鉴于海中复杂环境对水下吸声材料声学性能的影响,采用人工海水浸泡的方法对F-MPPL复合材料进行海水老化,结果发现老化12个月后的F-MPPL复合材料平均吸声系数下降了13.6%。同时,基于海水老化下孔隙率和穿孔率的变化对最终宏观模型仿真结果的影响,对F-MPPL复合材料的水下吸声性能寿命进行预测发现,模型可准确预测材料吸声峰值的位置,但对材料吸声系数峰值的大小预测稍有偏差。研究结果可为各类水下吸声材料的吸声性能老化研究提供实践经验,并为F-MPPL结构在海水老化下的长期寿命预测及性能优化提供理论参考。

间隔织物/聚氨酯水声材料的海水老化研究

潜艇已成为现代水下作战的重要工具,其水下隐身性能主要依靠各类水下吸声材料所实现。将经编间隔织物实现的类填充微穿孔板结构水下吸声材料(WKSF-SF水下吸声材料)和空心微珠填充水下吸声材料(SF水下吸声材料)在人工海水环境下浸泡1年后,研究了海水老化对其压缩性能和水下吸声性能的影响规律。结果表明,WKSF-SF水下吸声材料受海水老化后,压缩强度和水下吸声系数均随浸泡时间逐渐下降,且在0~4个月下降较快。这是因为聚氨酯基体多孔结构的破坏、空心玻璃微珠表面点状腐蚀以及复合材料各界面之间的脱粘共同造成的结果。

日光老化及海水老化对PPTA纤维结构及性能的影响

通过日光老化、海水老化及日光/海水复合老化实验,研究了不同老化方式及老化时间对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维表面形貌、化学结构、结晶结构及力学性能的影响。结果表明:随日光老化时间延长,PPTA纤维表面逐渐劣化,分子链中酰胺键发生断裂,结晶度和晶粒尺寸下降,结晶结构被破坏,力学性能呈现先慢后快的下降趋势,日光老化35 d后PPTA纤维的断裂强度和断裂伸长率保留率分别为73.7%和69.2%;海水老化35 d后PPTA纤维表面产生深度较浅的纵向沟壑,大部分集中在纤维皮层;复合老化35 d后PPTA纤维表面纵向沟壑较日光老化35 d时更深,逐渐向PPTA纤维芯层深入;海水老化35 d后纤维的断裂强度和断裂伸长率保留率分别为63.0%和72.4%,日光/海水复合老化35 d后纤维断裂强度和断裂伸长率保留率分别为58.7%和65.9%。

特种氯丁橡胶在热空气及热海水中的老化与使用寿命预测

文中进行了特种氯丁橡胶在空气及海水中的实验室加速老化实验,研究了特种氯丁橡胶在不同温度和不同介质中老化的断裂伸长率随老化时间的变化规律,得到了该橡胶的断裂伸长率与老化时间之间的数学关系式,并通过计算预测了该橡胶的使用寿命。研究结果表明,在不同温度、不同介质中老化时,该橡胶的断裂伸长率随老化时间呈指数下降,预测得25℃该氯丁橡胶在海水及空气中的使用寿命分别为31.29年、40.02年。

丁苯橡胶在热空气和海水中老化性能的比较

对丁苯橡胶在热空气和海水中进行了加速老化试验,比较了老化前后其性能的变化,得出了该橡胶的性能变化与老化时间的函数关系,并建立了100%定伸应力和撕裂强度与硬度的关联关系。结果表明,在整个老化期间,丁苯橡胶的100%定伸应力和硬度逐渐增大,撕裂强度逐渐减小。在相同的温度下,老化初期在海水中丁苯橡胶的性能变化比在空气中的快,而老化后期在空气中的性能变化比在海水中快。丁苯橡胶的100%定伸应力和撕裂强度与硬度呈线性关系,说明通过硬度的变化监测丁苯橡胶力学性能的变化是可行的。

丁苯橡胶老化表观活化能的实验研究

进行了丁苯橡胶在海水中和热空气中的加速老化实验,测试了老化过程中的硬度和拉伸性能,得到了不同指标测定的老化活化能。结果表明:丁苯橡胶在海水中和热空气中老化时,断裂伸长率的表观老化活化能分别为49.65 kJ/mol、62.22 kJ/mol,100%定伸应力变化的表观活化能分别为45.23 kJ/mol、64.35 kJ/mol,硬度的表观活化能分别为85.45 kJ/mol7、3.21 kJ/mol。

玻璃纤维增强环氧复合材料耐海水性能研究进展

综述了玻璃纤维增强环氧复合材料(GFRP)耐海水(SW)性能进展,讨论了随浸泡时间的变化其吸水率和力学性能的变化,并探讨了海水浸泡对GFRP性能的影响因素和腐蚀机理。结果表明:GFRP纤维体积分数、制备工艺、水质和温度等因素均对GFRP的吸水率和力学性能有较大影响;海水中所含的酸、碱、盐等化学物质及微生物将导致GFRP物理和化学降解损坏。此外,老化初期,水分在GFRP中塑化溶胀产生的积极作用和腐蚀引起的结构破坏的双重作用机制导致材料力学性能存在波动。

氯丁橡胶的老化动力学参数研究

根据氯丁橡胶在空气、海水中的老化实验结果,用非线性回归法处理数据,分别计算了该橡胶在海水和空气中的老化动力学参数。结果表明,在相同温度条件下,橡胶在海水中比在空气中的老化表观活化能大,在海水中的老化速率常数比在空气中大,证明介质对老化速度有较大的影响,在海水中比在空气中更容易老化。用不同性能指标计算得到的动力学参数不同,得到的老化动力学参数为预测材料的寿命、老化程度提供了参考。

深海电缆护套用橡胶材料的性能研究

针对全海深工作环境对深海电缆护套用橡胶材料的使用性能要求,研究氯丁橡胶(CR)胶料和CR/天然橡胶(NR)并用胶的物理性能、绝缘性能、耐海水老化性能和挤出性能。结果表明:与牌号为Denka Chloroprene A-90的硫黄调节型和牌号为CR322的混合调节型CR相比,牌号为CR232的非硫黄调节型CR物理性能优异,更适合用作深海电缆护套胶料的主体材料;CR/NR并用胶(并用比80/20)的绝缘性能好,体积电阻率可达1.3×1012Ω·cm,且物理性能和耐海水老化性能好;以固体古马隆树脂/白油膏为增塑剂的CR/NR并用胶挤出表面光滑、挤出膨胀率小,是深海电缆护套的优选橡胶材料。

丁苯橡胶寿命预测

对丁苯橡胶进行了海水加速老化实验,通过力学性能测试考察了断裂伸长率和拉伸强度随老化时间的变化,并用两种方法数学模型法和时温叠加法预测了丁苯橡胶的使用寿命,其使用寿命分别为8.15年和5.34年。以老化系数为参数,两种方法的老化表观活化能分别为33.64KJ·mol^(-1)和69.20KJ·mol^(-1)。