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(shí)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(duì)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(shí)時(shí)的成炭量無(wú)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(wú)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(shí)表明膨脹阻燃促進(jìn)劑ZEO通常對(duì)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(guò)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1Ce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(shí)減少了大量長(zhǎng)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(guò)程中常見(jiàn)的失效形式和影響熱加工性的重要因素歷來(lái)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(kāi)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(kāi)裂的Ti40阻燃合金為研究對(duì)象以各種室溫下適用的開(kāi)裂準(zhǔn)則為基礎(chǔ)引入Zener-Hollomon因子對(duì)Ti40合金的變形機(jī)理及開(kāi)裂行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下研究了Ti40合金高溫變形過(guò)程中變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響規(guī)律揭示了流動(dòng)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(dòng)位錯(cuò)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(dòng)態(tài)回復(fù)為主高于950℃發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。動(dòng)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(shí)(>1s<'-1>)動(dòng)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(shí)(<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(kāi)裂機(jī)理。發(fā)現(xiàn)低溫、高應(yīng)變速率下變形以45°剪切開(kāi)裂為主溫度較高時(shí)以平行于壓縮軸方向的縱裂和豆腐渣式開(kāi)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(kāi)裂的誘因。揭示了Ti40阻燃合金熱變形開(kāi)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(lái)表示且開(kāi)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)。