炭黑填充丁苯橡膠在疲勞載荷條件下的斷裂分析

朱永康 編譯

（中橡集團炭黑工業研究設計院，四川 自貢 643000）

炭黑填充丁苯橡膠在疲勞載荷條件下的斷裂分析

朱永康 編譯

（中橡集團炭黑工業研究設計院，四川 自貢 643000）

為了研究炭黑填充的丁苯橡膠（CB-SBR）在完全松弛載荷條件下的疲勞裂紋擴展，并弄清裂紋增大的大致情況，利用以前針對天然橡膠（NR）的“微切削”技術，借助掃描電子顯微鏡（SEM）觀察與疲勞裂紋相關的微觀現象。結果表明：裂紋尖端會沿著帶狀撕裂線而擴展——這就解釋了可結晶橡膠與非結晶橡膠在裂紋增大期間其疲勞響應的差異。因此，與NR之類可結晶彈性體相反，SBR在裂紋尖端處及塊狀材料中的微觀結構是相似的，裂紋尖端并不會阻擋裂紋的蔓延。不僅如此，斷裂表面的形態結構僅取決于疲勞裂紋蔓延過程中所遇到的粒子。

CB-SBR；疲勞裂紋擴展；微觀分析；斷裂機制

0 前 言

大多數與是否經受應變誘導結晶有關的彈性體疲勞裂紋擴展研究表明∶應變誘導結晶對中應變或大應變時的疲勞性能甚有裨益,它可以降低對于環境影響的敏感度。Trabelsi等人曾用X射線衍射來考察靜態載荷條件下膠料裂紋尖端附近的結晶情況。對于疲勞載荷條件,我們研究了炭黑填充天然橡膠（CB-NR）中裂紋尖端的損壞情況,并用獨創的“微切削”技術來識別與疲勞相關的物理現象。利用這些觀察來確定疲勞裂紋增大的微觀機制,在微觀尺度范圍內,凸顯應變誘導結晶的影響。

對于非結晶彈性體,靜態載荷條件下的持續裂紋增大可能意義重大。……