基本介紹
- 中文名：補強材料
- 外文名：reinforcing material
- 拼音：bǔ qiáng cái liào
- 學科：電機工程
- 作用：增強材料強度
- 所屬種類：添加劑
補強範圍,補強強度,影響因素,材料選擇,
補強範圍
垂直於容器壁並通過開孔中心的任何平面牛橫截面積的邊界稱為該平面的補強範圍，金屬應在此邊界內達到補強值，主要包括兩個方面：
1）沿容器壁的邊界
在沿著公稱壁厚中間面量取的補強範圍應滿足的兩個要求如下：
（a）所需補強面積的100%應處在開孔軸線每一側等於下列數值中較大者的距離內：
（1）已完工的開孔在己腐蝕後的直徑；
（2）已完工的開孑L在已腐蝕後的半徑加上容器壁厚加上接管壁翠：
（b）所需補強面積的%應處在開孔軸線的每一則等於下列數值中較大者的距離內：
（1）r+0.5
。此處R為殼體或封頭的平均半徑，t為容器壁的公稱厚度，r為已完工的開孔在已腐蝕狀態下的半徑；
（2）已完工的開孔在已腐蝕後的半徑，加上容器壁厚加上接管壁厚。
2）垂直於容器壁的邊界
垂直於容器壁量取的補強範圍在離每一表面距離內應符合容器表面外形。
補強強度
（1）接管壁中用作補強的材料最好應具有與容器壁所用的材料相同的設計應力強度值。在任何情況下該設計應力強度值不應小於容器壁在設計溫度下強度值的80%。
（2）如採用較低的設計應力強度值的材料，則此材料所提供的面積應按接管的應力強度對容器壁材料的應力強度的比值成反比地增大。如接管材料或焊縫金屬的設計應力強度值高於容器壁材料的，對補強要求不能有所降低。在疲勞分析中應採用所考慮點處的材料強度。
影響因素
以有機矽樹脂作為補強材料為例說明，影響補強材料的因素。
未經補強的矽橡膠生膠強度很低，基本沒有使用價值，而補強後的矽橡膠力學性能大大提高。傳統補強方法足向生膠中添加白炭黑，但所得產品透明性稍差，且隨著白炭黑用量的增加，膠料黏度急劇增大，造成加工困難，影響施膠工藝，無法滿足那些既需要高強度，又需要良好流動性的產品的要求。以MQ樹脂為補強劑則具有如下優點：
（1）不增加體系的黏度，產品具有很好的透光性；
（2）可單獨使用，也可和其他補強材料混合使用。
影響MQ樹脂補強效果的主要岡素包括M/Q比值、官能團種類等。
（a）M/Q比值的影響
M/Q比值決定了MQ樹脂與矽橡膠的相容性。當M/Q比值為1.0時，兩者是完全相容的，看不到兩者之間微觀的相分離結構；M/Q為0.8時，出現明顯的微相分離，矽橡膠為連續相，MQ樹臘為分散相，分散相的尺寸很小(約為5nm)，且比較均勻；當M/Q為0.6時，分散相的尺寸明娃增加。且很不均勻，分散相的尺寸約為50nm。要取得良好的增強效果，適當的相分離是必需的，所以一般選擇M/Q為0.8較好。
（b）官能團種類的影響
官能團種類影響MQ樹脂與矽橡膠之間化學鍵的強度，進而影響材料的力學性能。對於縮合型矽橡膠，MQ樹脂中矽羥基決定了它和矽橡膠之間的化學結合程度，隨著矽羥基的增加，兩者的化學結合程度增強，而相容性減弱，適當的羥基質量含量有利於補強。而對於加成型窒溫硫化矽橡膠，乙烯基MQ樹脂具有很好的相容性和分散性，乙烯基可與交聯劑發生矽氫加成反應而產生交聯。從而與矽橡膠產生牢固的化學結合。提高矽橡膠的力學強度。隨著乙烯基MQ樹脂用量的增加，交聯密度變大，交聯趨於完善，力學性能逐漸得到改善；但當交聯密度過高時，力學性能反而下降。這是因為當材料受到外力時，可通過集中交聯點將應力均勻分散到眾多分子鏈上，使材料抵抗外力的能力增強；但當交聯密度過高時，交聯點分布很不均勻，在外力作用下，應力容易集中在少數網鏈上，從而導致橡膠斷裂。因此加入適量的乙烯基MQ樹脂，能形成集中交聯網路，使矽橡膠具有較好的拉仲強度和扯斷伸長率。
材料選擇
以水利工程中補強材料的選擇為例，說明補強材料的選擇原則。
（1）滿足水工程使用要求而選擇的漿材。
1）根據水量大小選擇堵劑。
2）根據流速大小選擇抗沖刷材料。
3）根據滲漏量大小選擇抗滲劑。
4）根據設計恢復承載力要求選擇加固劑。
5）根據設計水工程使用壽命年限選擇抗劣化補強材料等。
（2）滿足和諧水工程套用的自然、人文環境條件要求而選擇的漿材。
1）針對水工程位於寒旱地區的環境條件，選擇抗凍融性漿材。
2）針對水工程位於熱濕地區的環境條件，選擇抗溫濕材料。
3）針對水工程調水功能長距離輸水的環境條件，選擇無毒無污染修補補強材料。
4）針對近海或河口的自然環境條件，選擇抗鹼修補補強材料。
5）針對水工程處於腐蝕介質的環境條件，選擇抗腐蝕修補補強材料等。
