硅橡膠在某些應(yīng)用環(huán)境中長期面臨輻照、溫度和振動沖擊等綜合作用,導(dǎo)致其性能下降,甚至功能失效。本論文以二氧化硅填充的硅橡膠為研究對象,利用伽馬射線對硅橡膠和二氧化硅填料進(jìn)行輻照,研究輻照對硅橡膠與二氧化硅填料之間相互作用的影響以及二氧化硅填料的改性方法與機(jī)理,并結(jié)合多種表征技術(shù),分析所制備的二氧化硅填充硅橡膠復(fù)合材料以及二氧化硅接枝甲基硅油的結(jié)構(gòu)和性能。本論文主要開展的工作和得到的結(jié)論如下:（1）研究了伽馬輻照下二氧化硅填充硅橡膠的順磁性物質(zhì)變化。結(jié)果表明添加二氧化硅的硅橡膠內(nèi)EPR信號主要是由填料二氧化硅引起的。硅橡膠順磁性物質(zhì)的濃度與填料的量和吸收劑量呈正相關(guān),當(dāng)吸收劑量低于100 kGy時,順磁性物質(zhì)濃度與吸收劑量成線性關(guān)系,當(dāng)超過100kGy時,順磁性物質(zhì)的濃度達(dá)到飽和。（2）研究了輻照后納米二氧化硅的順磁性物質(zhì)變化,以及輻照后的二氧化硅接枝甲基硅油的反應(yīng)。電子順磁共振結(jié)果表明輻照后納米二氧化硅產(chǎn)生的順磁性物質(zhì)主要為俘獲的空穴和電子,其在氬氣中輻照可產(chǎn)生穩(wěn)定的高濃度順磁性物質(zhì),當(dāng)通入空氣后順磁性物質(zhì)的濃度下降明顯,原因歸結(jié)為順磁性物質(zhì)會與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng),同時升高溫度也會加速順... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２二氧化硅填充硅橡膠（ｌＯＰｈｒ）在不同吸收劑量下的ＴＧ曲線??

?二氧化硅填充硅橡膠輻照下順磁性物質(zhì)變化與材料結(jié)構(gòu)性能研究???１．４?丨?，?■?■???——５ｐｈｒ??０?１０ｐｈｒ??１．２?＇?一＾—２０ｐｈｒ?－??■?Ｏ－＾Ｏｐｈｒｌ??ｆ〇．８－?＿??Ｓ?／??１?°－６?？?／??０??１?１?＇???０?５０?１００?１５０?２００??Ａｂｓｏｒｂｅｄ?ｄｏｓｅ（ｋＧｙ）??圖２．４?ＥＰＲ譜圖強(qiáng)度（從峰到谷）與吸收劑量的關(guān)系??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔ＞ｖｅｅｎ?ＥＰＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?（ｐｅａｋ?ｔｏ?ｖａｌｌｅｙ）?ａｎｄ?ａｂｓｏｒｂｅｄ?ｄｏｓｅ??圖２．４是硅橡膠材料的自由基強(qiáng)度（從峰到谷）隨吸收劑量的變化，從圖中??可以看到隨著吸收劑量的增大，硅橡膠材料的自由基信號的強(qiáng)度是增強(qiáng)的。當(dāng)吸??收劑量低于５０ｋＧｙ時，硅橡膠自由基強(qiáng)度是線性增加的，當(dāng)高于５０ｋＧｙ時，自??由基強(qiáng)度增加總體趨勢緩慢，伽馬輻射激發(fā)填料的電子，使其離開正常位置，產(chǎn)??生正空穴和自由電子，當(dāng)被捕獲的順磁性物質(zhì)達(dá)到飽和時，未被捕獲的順磁性物??質(zhì)發(fā)生遷移，因此強(qiáng)度趨于平緩［９６］。??２２??

?二氧化硅填充硅橡膠福照下順磁性物質(zhì)變化與材料結(jié)構(gòu)性能研宄???４０???—?４０?ｒ－ｒ?■??－?，｜??ｄ?ｖ?ｉｎ?ａｉｒ?〇?￣＂ｙ—ｂｌｏｗ?ａｉｒ??＊０?ｉｎ?Ａｔ?■?ｉｎ?Ａｒ??，丨．ａ?ｎ?，?ｊｘ??ｖ?＇￡－２０?ｙ??－４０??－４０??＇???３５１０?３５２０?３５３０?３５１０?３５２０?３５３０??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ（Ｇ）?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ（Ｇ）??圖３．２?（ａ）納米二氧化桂在不同氣氛中輻照的ＥＰＲ譜（ｂ）在氬氣中輻照后通入空氣的??ＥＰＲ譜??Ｆｉｇｕｒｅ?３．２?（ａ）?ＥＰＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ?ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ?（ｂ）?ＥＰＲ??ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ?ａｉｒ?ｉｎｔｏ?ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ?ｓｉｌｉｃａ?ｉｎ?ａｒｇｏｎ??為了弄清順磁性物質(zhì)在空氣中的變化規(guī)律，進(jìn)行了如圖３．２所示的工作。從??圖３．２?（ａ）中可以看出，在５００?Ｇｙ的吸收劑量處理后，在空氣中輻照后二氧化??硅基本沒有出現(xiàn)ＥＰＲ信號，但是在氬氣中輻照后它的信號很強(qiáng)。在圖３．２?（ｂ）??中，將空氣引入到氬氣輻照后納米二氧化硅中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它的ＥＰＲ峰強(qiáng)度明顯??降低。有研究報道，輻照會導(dǎo)致納米二氧化硅中產(chǎn)生缺陷，如被俘獲的電子和空??穴，這些缺陷會在高溫下運(yùn)動并被雜質(zhì)或其他缺陷俘獲，從而形成穩(wěn)定的點(diǎn)缺陷，??二氧化硅中未被俘獲的順磁性物質(zhì)可能與二氧化硅內(nèi)的結(jié)合水作用釋放出氫［９６］。??這意味著當(dāng)捕獲位點(diǎn)飽和時，那些無


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