Прогнозирование радиационного старения полимерных материалов

• Автор: Соловьев, Виталий Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 260 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1.СОСТОЯНИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАДИАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Особенности процесса старения полимерных материалов

1.2. Характеристики радиационного воздействия.

1.3. Стадии реакции вещества на излучение.

1.4. Практика применения полимерных материалов и прогнозирования их работоспособности.

1.4.1. Применение и перспективы использования материалов в полях излучения.

1.4.2. Условия эксплуатации материалов.

1.4.3. Прогнозирование работоспособности материалов.

1.5. Теоретические асиекгы проблемы прогнозирования.

1.5.1. Общие принципы прогнозирования.
1.5.2. Разработка методологии прогнозирования.
Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Ускорители высоких энергий как база материаловедческих исследований.
2.1.1. Структура базы.
2.1.2. Требования к облучательной установке.
2.2. Исследование компонентноэнергетического и лозового состава излучений на ускорителях 0., 7 и ГэВ.
2.2.1. Методы исследований.
2.2.1. Синхроциклотрон на 0, ГэВ.
2.2.2. Прогонный синхротрон на 7 ГэВ.
2.2.3. Протонный синхротрон на ГэВ.
2.3. Источники низкоэнергетического излучения
2.4. Материалы и исследуемые свойства.
ВЫВОДЫ
ГлаваЗ. РАДИАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ ПОЛИЭТИЛЕНА.
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
3.1. Влияние толщины образцов, рецептуры составов и способа полимеризации.
3.1.1. Толщина образцов.
3.1.2. Способ полимеризации, показатель текучести расплава и стабилизирующие добавки.
3.2. Влияние радиационных факторов и среды.
3.2.1. Мощность дозы.
3.2.2. Вид и энергия излучения влияние ЛПЭ.
3.3. Обратимые эффекты.
3.4. Полу эм лирическая многофакторная математическая модель
описания дозовых зависимостей изменения свойств.
ВЫВОДЫ
Глава 4.РАДИАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ КОМПОЗИЦИЙ С ПРИ
МЕНЕНИЕМ ЭПОКСИДНЫХ И ФУРАНОВЫХ СМОЛ.
4.1. Влияние технологических факторов.
4.1.1. Вид смолы, тип отвердитслей и пластификаторов.
4.1.2. Роль наполнителей в составе полимеррастворов и полимербетонов.
4.2. Влияние радиационных факторов и среды.
4.2.1. Мощность дозы.
4.2.2. Вид и энергия излучения влияние ЛПЭ.
4.3. Полимерцементные и бетонополимерные композиции.
4.3.1. Исходные материалы и технология изготовления
композиций.
4.3.2. Свойства необлученных композиций.
4.3.3. Изменения структуры облученных композиций.
4.3.4. Изменения свойств облученных композиций.
4.4. Влияние температуры на молекулярную подвижность и вязкоупругие свойства композиций.
4.4.1. Полимерные композиции.
4.4.2. Цементные и полимерцементные композиции.
ВЫВОДЫ.
Глава 5. РАДИАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ ПТФЭ, ПЭТФ, ПИ И
КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ.
5.1. Политетрафторэтилен ТФЭ.
5.1.1. Влияние толщины образцов.
5.1.2. Влияние степени кристалличности.
5.1.3. Роль мощности дозы и ЛГ1Э.
5.1.4. Влияние температуры на молекулярную подвижность и вязкоупругие свойства.
5.2. Полиэтилентерефталат ПЭТФ, полиимид ПИ и
композиции на их основе.
5.2.1. Исходные материалы.
5.2.2. Закономерности влияния технологических факторов.
5.2.3. Роль радиационных факторов и среды.
5.2.4. Совместное действие механических и герморадиационных нагрузок.
5.2.5. Обратимые эффекты.
ВЫВОДЫ
Глава 6. РАДИАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ ЛРЕССМАТЕРИА
ЛОВ СЛОИСТЫХ ПЛАСТИКОВ, КАУЧУКОВ И РЕЗИН.
6.1. Прессматериалы и слоистые пластики.
6.1. 1. Исходные материалы.
6.1.2. Закономерности влияния технологических факторов.
6.1.3. Роль радиационных факторов и среды.
6.2. Каучуки и резины.
6.2.1. Исходные материалы.
6.2.2. Влияние технологических факторов.
6.2.3. Роль радиационных факторов и среды.
ВЫВОДЫ
Глава 7. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В
ПРАКТИКЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК.
7.1. Проектирование зданий и сооружений АЭС.
7.2.роектированис ускорителей заряженных частиц.
7.3. Реконструкция и эксплуатация ускорителей.
7.4. Информационная электронная база данных по радиационной стойкости материалов.
ВЫВОДЫ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Вакуумная камера, шиберы 5Ю 1,0 4,5 ЗД 1. Обмотай электромагнитных блоков. Вспомогательное обору лооаиие ускоряющих станций. Коммуникации хвектрошпгима, првйлсиия и 6. Полы ссуижзысоне конструкции ыагиитиого там 0 Гг2. Сои, Се7, или ускорители электронов низких энергий. Реже используются установки смешанного гамманейтронного излучения каналы исследовательских ядерных реакторов. Все они относятся к числу низкоэнергетических источников энергия излучения несколько МэВ с высокой мощностью дозы 7Р НО2 Грс, что позволяет за относительно короткое время облучения от нескольких часов до нескольких месяцев К4И7 с получить в интервале доз О р I К Гр относительные сравнительные данные о радиационной стойкости материалов, под которой понимают способность изделий материалов сохранять свои свойства в заданных пределах при действии излучения. Свойство, изменение которого свыше определенного нормативного значения исключает возможность применения этого материала, служит определяющим параметром, его предельное значение критерием радиационной стойкости КРС, а показателем радиационной стойкости ПРС доза, при которой достигается критерий 6. Другой распространенный термин показателя радиационной стойкости пороговая доза. Терминология, методические аспекты ускоренных исследований радиационной стойкости материалов и их сравнительной оценки стандартизованы как в нашей стране, гак и за рубежом . Нормативные требования к свойствам материалов определяются функциональным назначением изделия, поэтому принято сопоставлять ПРС для критериев, соответствующим некоторым выбранным значениям степени изменения свойств, например 0. При постановке эксперимент значения ПРС не могут быть предсказаны точно. Их находят из графиков зависимостей изменения свойств от дозы лозовых зависимостей, которые строят на основе агшроксимации экспериментальных точек в координатах свойство доза. Чтобы снять с графика значения ПРС для заданных критериев, часто дополнительно еще гребуется экстраполировать данные в область низких и высоких доз. Нет пока строгих математических моделей для описания дозовых зависимостей, поэтому в практике преобладает волевая экстраполяция, основанная на инженерной интуиции. В предположении равенства ПРС в лабораторном эксперименте и в условиях эксплуатации результаты ускоренного облучения могут быть экстраполированы за пределы эксперимента через фактор времени, которым функционально связаны доза и мощность дозы. В этом случае из простого отношения дозы О равной ПРС к прогнозной величине мощности дозы при эксплуатации р определяется расчетный срок службы материала 1р. Расчетный срок службы можно сопоставить с нормативным ,. Если отношение 1Р к I, больше или равно единице, радиационная стойкость материала признается удовлетворительной, а если меньше неудовлетворительной. Такие оценки полезны на стадии предварительного выбора материалов для применения, но не достаточны для окончательного суждения о работоспособности изделий в конкретных условиях. К настоящему времени накоплено достаточно много экспериментальных данных об относительной радиационной стойкости разных материалов. Немало известно таких данных по диэлектрическим свойствам. Существенно меньше известно данных по прочностным и деформативным свойствам материалов, хотя эти свойства, как правило, изменяются при более низких дозах, чем диэлектрические, а поэтому часто лимитируют работоспособность материатов при эксплуатации. Последнее вынуждает к постановке все новых и новых исследований в условиях, приближенных к реальным при эксплуатации. Объем публикаций по результатам облучения материалов при решении частных задач нарастает, однако бессистемный характер исследований не несет достаточной информации для обобщений и анализа. Не всегда из публикаций ясны размеры образцов, рецептурный состав и технология изготовления однотипных материалов. Для испытаний принимают разные свойства и методы анализа. Обычно облучение проводят в узком интервале доз и мощностей доз. Такая информация оказывав гея мачо полезной для повторного использования.