XX号机涡壳材质分析.pptVIP

摘要 本文对XX号机涡壳材质进行解剖分析，除了测试其物理化学性能外，主要是通过傅里叶红外光谱法进行，通过对样品的预处理，再根据样品情况选用相用的红外仪附件进行分析，取得了很好效果 1.说明 XX号机涡壳是国外某涡轴发动机样件，在测绘时需进行材质分析，现将分析过程和结果总结如下： 2. 试样外观 涡壳是由非金属复合材料制成，其结构如图1所示，横截面呈U字型： 图1.涡壳横截面示意图 A：玻璃钢 B：弹性体 C：腻子 2.1玻璃钢（A）提供强度和刚性，使壳体保持固定形状，质地坚硬，颜色浅淡，与树脂、玻璃纤维颜色相同，厚度约2㎜。 2.2弹性体（B）牢牢黏附在涡壳内表面，颜色从无色到淡黄色，为透明体，有明显的弹性，硬度为70～60（邵氏A，在零件表面上直接测量），厚度约为2～3.5㎜。 2.3弹性体表面涂有一层透明涂料。 2.4涡壳外表面部分地方刮上腻子（C），并经打磨至光滑、平整。 3.试样处理 3.1把玻璃钢和弹性体、涂层分别切成薄而小的试样，放入索氏抽提器中，用三氯甲烷为抽提液，在恒温水浴中进行抽提，约10小时后，把经抽提的试样烘干备用。发现弹性体与涂层在三氯甲烷中显著溶胀、发粘。 3.2用无水乙醇仔细地清洗涡壳内外表面，去掉污垢，晾干备用。发现乙醇很容易泡软和溶胀涂层，涂层经乙醇清洗后发粘。 3.3把玻璃钢与腻子分别放置坩埚中，送入660℃左右的马辐炉中灼烧，一个半小时后，取出坩埚，冷却至室温，备用。 4. 材质剖析 4.1玻璃钢的剖析 把抽提后的玻璃钢切成薄片，用BIO-RAD 公司FTS-25型傅里叶红外光谱仪的附件红外显微镜进行分析，得到红外光谱图MC51，同时把玻璃钢与溴化钾混合，在玛瑙碾中磨成很细的粉末，用漫反射附件在红外仪上进行分析，得到红外光谱图DFU91。 MC51与DFU91两图中都存在-CH3、-CH2（3000 cm-1和1500 cm-1附近）吸收峰，可判定玻璃钢中树脂为高分子化合物。此外，DFU91图中还存在Si-O(1100 cm-1附近)吸收峰，可判断玻璃钢中加有玻璃填料。 4.2 树脂与填料的剖析 4.2.1树脂的剖析 从抽提后的玻璃钢纤维布表层上小心地用刀片切削下很薄的一小片树脂，在红外显微镜下分析得到红外光谱图MC56： 从谱图上吸收峰分析可知：分子链中存在-OH（3500cm-1附近）、-CH3、-CH2（3000cm-1附近）、-CO-O-（1750cm-1附近）、芳香基（1500cm-1附近）、环氧基（1250cm-1附近）的特征吸收峰，断定它为改性环氧树脂。 4.2.2纤维的剖析 经灼烧后的玻璃钢只剩下白色的纤维布，为斜纹布，用镊子可把布与布之间分开，总共有六层，每层布厚约0.27㎜。把纤维布与溴化钾碾成粉末并混匀，用漫反射附件分析，得红外光谱图DFU97： 从谱图上吸收峰分析可知：分子链中存在Si-O(1100cm-1附近)，-CO3（800～600 cm-1），3000cm-1附近无吸收峰，说明没有有机物，其他位置吸收峰都不明显，初步判定为玻璃纤维。 综合玻璃钢的物理化学性能和红外光谱特征，判定玻璃钢是由玻璃纤维斜纹布增强，改性环氧树脂粘接的一种复合材料。 4.3弹性体的鉴定 把弹性体用刀片切成薄而平整的片，用红外显微镜分析，得到红外光谱图MC72： 再把弹性体用水平ATR（全衰减反射）附件分析，得到红外光谱图HTR148： 从谱图上吸收峰分析可知：分子链中存在-NH（3300 cm-1附近）、-CH3、-CH2（3000cm-1附近）、-CN（2300 cm-1附近）、-CO-O-（1750cm-1附近）的特征吸收峰，判定这种弹性体为聚氨酯类聚合物。 综合弹性体的物理化学性能、红外光谱特征，判定弹性体材质为聚氨基甲酸乙酯。 4.4 涡壳表面涂层剖析 4.4.1弹性体表面涂层剖析 弹性体表面涂层用红外显微镜分析，得到红外光谱图MC58： 该图与MC72图相同，即涂层也为聚氨基甲酸乙酯。 4.4.2玻璃钢内侧涂层剖析 玻璃钢内侧未粘附弹性体的表层，用红外显微镜分析，红外光谱图见MC55： 该图与MC58图相同，即玻璃钢内侧也涂上了一层聚氨酯。 4.4.3玻璃钢外侧涂层剖析 玻璃钢外侧表面用红外显微镜分析，得红外光谱图MC57： 该图与MC58不同，而与MC51相同，即外侧未涂聚氨酯。 4.5 腻子的剖析 用刀片把腻子表层轻轻刮掉可观察到的银白色金属光泽，估计腻子内部加由铝粉，把腻子切成薄片，用红外显微镜分析，红外光谱图见MC61。同时用漫反射附件分析，红外光谱图见DF094： 从谱图上吸收峰分析可知：分子链中存在-OH（3500cm-1附近）、-CH3、-CH2（3000cm-1附近）、-CO-O-（1750cm-1附近）、芳香基（1500cm-1附近）、环氧基（