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玻纖增強(qiáng)尼龍6如果遇到核輻射……

來源：www.taoyku.cn發(fā)布日期 2018-05-02

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玻纖增強(qiáng)尼龍6材料如果遇到核輻射會現(xiàn)什么樣的情況？探討這一現(xiàn)象在醫(yī)學(xué)、核工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域新材料的研究具有廣泛的實(shí)用價值。

為此，我國科研人員做了多個實(shí)驗(yàn)。首先將類似江蘇海陽30%加玻纖增強(qiáng)尼龍6注塑制件放入劑量率為2.78×10³GY/h^-1置試條為8萬居里的60Co射線源室進(jìn)行輻照。

這里，首先說明一下，1GY輻射劑量是個什么樣的強(qiáng)度。按照國際單位，1GY=1Sv，人如果急劇接受1 GY的核輻射，1小時后發(fā)生急烈的嘔吐，血小板大幅下降，腎功能下降；如果接受2.5 GY的輻射皮膚出現(xiàn)紅斑和脫毛，5 GY以上50%會死亡，達(dá)到8 GY會立即死亡。

玻纖增強(qiáng)尼龍6材料在劑量率為2.78×10³GY/h^-1輻射強(qiáng)度是很高的，下面，我們來看看玻纖增強(qiáng)尼龍6的力學(xué)性能會出現(xiàn)如何的變化。

由上圖可知，在真空環(huán)境下，玻纖增強(qiáng)尼龍6材料在0～0.15 GY輻射后，材料拉伸強(qiáng)度逐漸下降，而當(dāng)劑量達(dá)到0.15 GY～0.5 GY，材料的拉伸強(qiáng)度反而快速度上升，當(dāng)劑量達(dá)到1.0 GY時拉伸強(qiáng)度又出現(xiàn)下降，而當(dāng)輻射劑量大于2.5 GY時，材料的強(qiáng)度略高于未輻射并趨于穩(wěn)定。

輻射條件玻纖增強(qiáng)尼龍6材料拉伸性能的變化

  而在大氣環(huán)境中，做同樣的實(shí)驗(yàn)，變化趨勢是一致的，但結(jié)果要略低于真空環(huán)境下測得的數(shù)值。

而材料的沖擊強(qiáng)度，即它的韌性是一直呈現(xiàn)下降趨勢，但大于1.5 GY輻射量以后，就不再下降并趨于穩(wěn)定。

輻射條件玻纖增強(qiáng)尼龍6材料沖擊性能的變化

這說明，玻纖增強(qiáng)尼龍6材料具有一定的抗輻射能力，在高劑量核輻射的照射下，材料拉伸強(qiáng)度先降后升最終趨于穩(wěn)定，高于未受照射的數(shù)值，而它的韌性呈現(xiàn)持續(xù)下降，也就是材料不斷變脆，但當(dāng)達(dá)到一定劑量后，就不再下降并趨勢于穩(wěn)定。

為什么出現(xiàn)這種情況？科學(xué)家解釋：在劑量很小的情況下，輻射破壞玻璃纖維與尼龍6基體的界面結(jié)構(gòu)，拉伸和沖擊性能都會下降，但隨著劑量的不斷上升，尼龍產(chǎn)生輻射交聯(lián)，拉伸強(qiáng)度反而出現(xiàn)顯著上升，當(dāng)劑量大于2.5GY時，尼龍6基體交聯(lián)產(chǎn)生增加因素與晶區(qū)破壞產(chǎn)生的下降因素完全抵消，表現(xiàn)出材料拉伸和韌性都趨于穩(wěn)定。

這一結(jié)果說明，玻纖增強(qiáng)尼龍6材料不經(jīng)改性也能適應(yīng)一定核輻射條件下的工作需要，如果加入防輻射改進(jìn)劑，如硫酸鋇、錳鹽和次磷酸、硼酸錳、硅酸鋁及錳鹽-鈰鹽混合物等，可以大幅提高材料防輻射能力，就能適應(yīng)核輻射、航空航天以及醫(yī)用透照環(huán)境下工作要求。

海陽玻纖增強(qiáng)尼龍6切片

所以說，玻纖增強(qiáng)尼龍6材料遇到大劑量的核輻射擊，材料強(qiáng)度會增強(qiáng)，韌性會下降，劑量不斷增加最終趨于穩(wěn)定。

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