PDF《Blends》

60 份、7#配方为

70 份、 5#配方为

80 份、8#配方为

90 份,测试其拉伸强度如 图2所示: 从图

1 中可以看出,随着填料份数的增加,材料 的力学强度下降. 添加填料总份数相同的情况下,不同填料类型对 材料力学强度的影响如表

2 所示.填料添加量均为

60 份. 从表

2 中可以看出,相对而言,1#多孔陶瓷粉的 添加明显降低拉伸强度和拉断伸长率.而其他多孔陶 瓷粉和金属粉 B 对共混胶常规力学性能影响程度相 近.与金属粉 B 相比,多孔陶瓷粉会明显提高材料的 硬度,降低拉断伸长率. 对比 2#配方、 3#配方和 7#配方, 填料的添加均为

70 份,对应的拉伸强度分别为 9.09MPa、7.47MPa 和Table 1. Fillers adding list 表1填料添加情况表 配方编 号 金属粉 A 添加量 硅酸盐类片状填 料添加量 硅酸盐类球状填 料添加量 1#

40 20

0 2#

50 0

20 3#

40 30

0 4#

50 10

20 5#

50 30

0 6#

50 10

0 7#

50 10

10 8#

60 10

20 9#

60 20

0 10#

60 份1#多孔陶瓷 11#

60 份2#多孔陶瓷 12#

60 份3#多孔陶瓷 13#

60 份金属粉 B Figure 1. Effect of fillers amount on tensile strength 图1填料添加总量对材料拉伸强度的影响 Table

2 Effect of fillers on mechanical properties 表2填料添加对材料力学性能的影响 配方编号 拉伸强度 (MPa) 硬度 (邵氏 A) 拉断伸长率 (%) 10# 7.96

71 456 11# 9.82

69 500 12# 9.72

72 481 13# 9.77

67 516

0 2

4 6

8 10

12 6#配方 7#配方 4#配方 配方编号 拉伸强度(MPa) Figure 2. Effect of silicate fillers with ball form on tensile strength 图2硅酸盐类球状填料对材料拉伸强度的影响 9.17MPa,填料类型对共混胶力学强度的影响较为明 显. 在其他填料种类和份数不变的情况下,硅酸盐类 球状填料含量对力学强度的影响如图

2 所示, 6#配方、 7#配方和 4#配方对应的硅酸盐类球状填料份数分别 为0份、10 份和

20 份. 从图

2 中可以看出,硅酸盐类球状填料对共混胶 力学强度影响非常显著,添加量由

0 份增加到

20 份, 拉伸强度从 11.33MPa 下降到 4.12MPa,下降幅度达 60%以上. 为进一步探索填料对材料力学性能影响的微观结 构因素,利用扫描电镜观测填料在橡胶基体中的分散 情况,如图

3 至图

5 所示. 通过扫描照片结果可以看出,金属粉 A 呈粒状, 颗粒跟橡胶间的接触缝隙形成孔洞,跟橡胶基体材料 的相容性不好,这可能是造成材料强度低的一个重要 原因.而相对而言,硅酸盐类片状填料呈长条状,跟 橡胶基体的相容性较好,通过电镜可以看出观测到硅 酸盐类片状填料能够与橡胶基体材料很好的结合.图5为X-射线能谱分析照片,通过能谱分析中元素含量 和电镜微观结构分析,可以得到上图中左图为硅酸盐 类片状填料,而右图为金属粉 A. Figure 3. SEM picture of dispersion of silicate fillers with sheet form in rubber 图3硅酸盐类片状填料在橡胶中的分布情况扫描照片 Figure 4. SEM picture of dispersion of A fillers in rubber 图4金属粉 A 在橡胶中的分布情况扫描照片 Figure 5. Picture of X-ray energy spectrum 图5X-射线能谱照片 3.2 填料对声学性能的影响 声学填料是消声覆盖层基体材料研究中一个重要 的部分.从吸声机理上分析,硅酸盐类球状填料为含 有微小空气空腔,在入射声波作用下产生振动从而消 耗掉一部分能量,起到吸声作用.当声波入射材料内 部时,硅酸盐类片状填料发生内摩擦消耗能量,从而 产生吸声作用. 金属粉 A 与金属粉 B 吸声机理与硅酸 盐类片球状填料类似,但前者为片状结构,声波在界 面的散射和波形转换对吸声性能影响较为明显,而球 状填料的共振吸收和散射作用更为明显.填料对共混 橡胶材料的吸声性能影响如图