【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于氟橡膠靜密封材料，具體涉及一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法
技術介紹
1、氟橡膠靜密封材料及構件在長期服役過程中，在熱、氧等環境因素作用下會產生老化，導致其宏觀性能無法滿足使用需求，氟橡膠靜密封材料的過早損害，會造成資源浪費，同時有可能因此造成更大事故的發生，因此，氟橡膠靜密封材料的加速老化和壽命評估一直是人們關注的熱點問題。
2、在高分子材料加速老化及壽命評估方法方面，目前經常采用的方法主要有iso2578:1993、gb/t?20028-2005、gb/t?7142-2002、gjb-92.1-86、?gjb-92.2-86及hg/t?3087-2001等。其中，iso?2578:1993、gb/t?20028-2005和gb/t?7142-2002三個方法相似，這些方法主要內容為在不少于3個溫度條件下開展加速老化試驗，分別得到各溫度條件下的失效時間，然后根據阿累尼烏斯定律進行數據處理，評估材料的貯存壽命。gjb-92.1-86、gjb-92.2-86和hg/t?3087-2001三個方法內容相似，在不少于4個溫度條件下開展加速老化試驗，數據處理方法是先對性能保留率的對數-時間（lnp-tα）進行直線回歸，求得不同加速溫度下的速率變化常數k和其他常數，然后根據阿累尼烏斯定律，對速率變化常數的對數-試驗溫度的倒數（lnk-1/t）進行直線回歸，求得貯存溫度下的速率變化常數，從而建立性能衰退模型，評估材料的貯存壽命。
3、氟橡膠因c-f鍵能高，氟原子半徑約為c-c鍵長的一半
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，以壓縮永久變形為表征指標，開展四個溫度點加速老化試驗，綜合考慮物理老化和化學老化，基于wlf（williams-landel-ferry）方程建立氟橡膠靜密封材料試驗溫度與失效時間的函數，用以評估氟橡膠靜密封材料壽命。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案：首先，確定加速老化試驗的最高溫度，相鄰溫度間溫差不小于10℃，確定剩余試驗溫度，根據確定的試驗溫度，開展氟橡膠靜密封材料高溫壓縮永久變形試驗，定期取樣并測定壓縮永久變形；然后，以老化時間的對數為自變量，以壓縮永久變形為因變量，進行多項式回歸分析，得到各溫度點下的回歸方程，計算得到各溫度點下的失效時間；最后，根據得到的各加速老化試驗溫度下的失效時間，基于wlf（williams-landel-ferry）方程建立氟橡膠靜密封材料試驗溫度與失效時間的函數，用以評估氟橡膠靜密封材料壽命，實現本專利技術目的。
3、本專利技術涉及的基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，其特征在于，該方法的步驟是：
4、（1）設計氟橡膠靜密封材料加速老化試驗溫度
5、根據氟橡膠靜密封材料與溫度的關系特點，選取四個溫度點開展氟橡膠靜密封材料加速老化試驗，其中，最高溫度設置為120℃；
6、（2）開展氟橡膠靜密封材料的四溫度點加速老化試驗
7、根據選取的四個試驗溫度，開展氟橡膠靜密封材料加速老化試驗，定期取樣并測定壓縮永久變形；
8、（3）氟橡膠靜密封材料加速老化試驗結果回歸分析
9、以老化時間的對數為自變量，以壓縮永久變形為因變量，對氟橡膠靜密封材料加速老化試驗結果進行多項式回歸分析，得到各溫度點下氟橡膠靜密封材料的回歸方程；基于既定的失效臨界值和得到的氟橡膠靜密封材料回歸方程，計算得到各溫度點下的失效時間；
10、（4）氟橡膠靜密封材料貯存溫度下性能衰退模型的確定
11、根據wlf方程建立氟橡膠靜密封材料試驗溫度與失效時間的函數，該方程如下所示：
12、
13、式中： t為試驗溫度， tr為參考溫度， t和 tr分別是溫度 t和 tr下材料性能達到臨界值的失效時間， c1和 c2是經驗參數。
14、將上式倒置，可得：
15、
16、選取加速老化試驗中最低溫度為參考溫度 tr，其失效時間為 tr，通過-1/lg( t/ tr)對1/（ t-?tr）進行直線回歸分析計算出 c1和 c2的值；
17、根據wlf方程可得：
18、
19、將上式中的lg tr代入參考溫度下的多項式回歸方程，得到貯存溫度下的性能衰退模型；
20、（5）貯存溫度下氟橡膠靜密封材料的壽命評估
21、根據得到的貯存溫度下的性能衰退模型和設定的失效臨界值，計算得到貯存溫度下氟橡膠靜密封材料的壽命。
22、優選的，所述步驟（1）設計氟橡膠靜密封材料加速老化試驗溫度中，四個溫度點的相鄰溫差不小于10℃。
23、優選的，所述步驟（2）開展氟橡膠靜密封材料四溫度點加速老化試驗中，取樣并測量氟橡膠靜密封材料試樣壓縮永久變形時，先將壓縮裝置冷卻到室溫，然后除去壓縮載荷，試樣在標準實驗室溫度下恢復至高度穩定后，測量其高度。
24、本專利技術涉及的基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，通過設置合理的加速老化試驗溫度，使得氟橡膠靜密封材料在加速老化條件和室溫服役條件下的老化機理保持一致的前提下，具有較高的加速老化效率。本專利技術基于wlf（williams-landel-ferry）方程建立氟橡膠靜密封材料試驗溫度與失效時間的函數，用以評估氟橡膠靜密封材料壽命，該方程基于時間-溫度等效原理，是描述高聚物粘彈性的基本原理，和基于描述化學反應的阿累尼烏斯方程的其他加速老化方法相比，綜合考慮了物理老化和化學老化，能夠更科學的評估氟橡膠靜密封材料壽命。
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1.一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，其特征在于，該方法的步驟是：
2.根據權利要求1所述一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，其特征在于：所述步驟（1）設計氟橡膠靜密封材料加速老化試驗溫度中，四個溫度點的相鄰溫差不小于10℃。
3.根據權利要求1所述一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，其特征在于：所述步驟（2）開展氟橡膠靜密封材料四溫度點加速老化試驗中，取樣并測量氟橡膠靜密封材料試樣壓縮永久變形時，先將壓縮裝置冷卻到室溫，然后除去壓縮載荷，試樣在標準實驗室溫度下恢復至高度穩定后，測量其高度。
【技術特征摘要】
1.一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，其特征在于，該方法的步驟是：
2.根據權利要求1所述一種基于加速老化試驗的氟橡膠靜密封材料壽命評估方法，其特征在于：所述步驟（1）設計氟橡膠靜密封材料加速老化試驗溫度中，四個溫度點的相鄰溫差不小于10℃。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：謝可勇，孫巖，王登霞，安琪，李家愷，王新波，劉菁菁，李暉，段劍，
申請(專利權)人：山東非金屬材料研究所，
類型：發明
國別省市：
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