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1、50特种橡胶制品第21卷第4期分析#测试[1]橡胶耐辐射性能的测定王贵一(西北橡胶塑料研究设计院,陕西咸阳712023)摘要:介绍了聚合物材料试验中进行辐射的一般要求,辐照后橡胶物理性能变化以及核辐射透射率的测定方法。关键词:橡胶;耐辐射性;核辐射透过率+中图分类号:TQ330.73文献标识码:C文章编号:1005-4030(2000)04-0000-00随着原子能工业和空间技术的迅速发展,对许射而辐射剂量率明显不同的情况下,辐照效应是明多橡胶产品)))从人造卫星上经受长时间低强度辐显不同的。标准中给出了各类
2、辐射可采用的剂量率照的电介质,到核反应堆中心或附近短时间高强度的范围,在这个范围内、总的辐射量相同时,会产生辐照下的垫圈材料)))都提出了耐辐射性能的要大致相同的影响,见表1。求。由于高能辐射粒子和聚合物材料的相互作用,使其共价键产生电离和分子活化,最后导致化学键表1辐射类型和剂量率的交联或断裂,使聚合物材料的力学性能发生变化。类型剂量率/(Gy/h)C-射线,x-射线,电子,B-射线:103~105经过辐照的聚合物材料的光学性能和电学性能也会放射性同位素103~105改变,这都会影响聚合物产品的使用。此外,
3、由于有加速器106~108些橡胶的氢的质量分数很高,也是一种理想的中子反应堆辐射(中子及C-射线)103~105慢化剂,可以作为高能辐射,特别是中子辐射贯穿的能力,这时需要橡胶有良好的防辐射贯穿的能力。除辐射剂量率外,辐射源的几何形状和能量会这些都说明,研究橡胶在高能辐射下的性能和测试影响试验时试样吸收能量的均匀性,一般光子和粒技术是十分必要的。子的能量必须能保证,在穿过试样时,辐射强度不得减少30%。所以,在试验中必须规定辐射源的类1辐照的一般要求型,包括能量或能谱,辐射剂量率,对反应堆中的中子源,还要注明
4、中子流是热中子流、超热中子流,还ASTMD1672-66聚合物材料在高能辐射下是快中子流。的照射和ASTME1027-84聚合物材料在电离辐1.2辐射环境射下的照射,描述了在研究辐射对聚合物物理化学ASTMD1672规定了5种环境条件下的辐照:性能影响时,对材料进行辐照的标准程序,对辐射源(1)室温条件下的辐照;的类型,能量或能量分布,试样的形状、环境温度、大(2)可控温度条件下的辐照;气、介质和应力的影响以及辐照程序都作了规定。(3)空气以外介质中的辐照;1.1辐射源(4)定负荷条件下的辐照;上述方法所涉及
5、的辐射源包括:C-射线、x-(5)各种综合条件下的辐照;射线、电子和B-射线、中子射线以及原子反应堆中在这些程序中,对辐照的温度、介质、应力状态各种辐射的混合。不同类型的辐射,或者是同种辐等条件作了规定。在空气条件下,主要考虑氧的影响,试样的各个侧面都要和空气自由接触。若试样收稿日期:2000-06-21在容器中封装,则要注明容器是否密封。若在空气[1]2000年王贵一橡胶耐辐射性能的测定51以外的介质中进行试验时,必须在报告中注明。在和断链的相对数量从而影响材料的力学性能,比如恒温条件下进行试验时,温度的波
6、动要小于?2e。垫圈材料的使用情况就是如此。有些聚合物材料在另外,给试样加负荷的夹具和其它容器的材料必须辐照后会出现颜色的变化和出现气泡,并且由于化有一定的强度,有较好的辐射透过性,并且不能产生学成分的变化、使体积电阻、介电强度、耐电弧性和过度的放射性。介电常数也可能发生变化。1.3试样测量材料性能在辐照前后的变化是容易的,只要在规定的环境条件下,对试样进行一个总的剂量只要可能,所有试样都按有关试验方法采用标的照射后,测量其性能变化就行。而在辐照过程中准试样,但是在有些情况下,辐射场的几何空间的限进行力学强度
7、、光学透明度或电气性能测量是困难制和剂量的非均匀性要求采用非标准试样。未辐照的。这时需要应用遥测技术,还要避免部分仪器和的对比试样应和试验试样有同样的尺寸和形状。辐射场之间的相互作用,这方面已做了不少工作,但1.4辐照程序没有任何标准方法。进行辐照前,试样要进行环境调节,若辐照在空测量聚合物材料辐照后性能变化的标准方法,气以外的气体中进行时,试验前还要在0.13Pa除了ASTM曾经采用过的ASTMD2309-68橡胶-3(10mmHg)压力的真空中停放8h,然后用试验气核辐射后压缩永久变形的测定外,基本上完全
8、按照体充装容器并加以密封。真空条件下的辐射,需要通用的方法执行。在ASTMD2953-71电离辐射事先在气压低于0.13Pa的真空下停放48h后密封。中使用的聚合物材料的标准分类系统中所涉及的试把试样放在辐射场中照射一个总的剂量,最好验方法有:(1)塑料和绝缘材料的抗冲击性能测定;把辐射束投射在试样的2侧,对于厚试样,要保证试(2)绝缘材料D-C电阻和电导的测定;(3)橡胶拉样上任何点的最小剂量不少
