预测材料寿命的方法技术

本发明专利技术公开一种通过使用材料参数和通过使用下面描述的方程来预测材料寿命的方法。其中y为物理性能保留率，x为老化时间，θ为尺度参数，β为形状参数，γ为材料参数。γ为材料参数。γ为材料参数。

【技术实现步骤摘要】
预测材料寿命的方法


[0001]本专利技术涉及一种预测材料在复杂的老化条件下的寿命的方法，所述材料被用作交通工具等组件的材料。所述方法包括使用Weibull分布(函数)方程的修正方程。

技术介绍

[0002]交通工具的大量组件通过使用塑料材料制造。随着时间的推移，当这种组件和材料的性能降低至参考值以下时，这种组件和材料老化，并且可能发生质量问题。为了将质量问题最小化，精确地预测在实际使用条件下组件和材料的寿命是重要的，并且用于预测材料寿命的许多模型已经被提出。
[0003]存在两种现有的塑料老化模型，例如时间
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温度叠加(TTS)和阿伦尼乌斯(Arrhenius)模型(A模型)。
[0004]TTS是通过移动各个温度下塑料的老化性能曲线绘制出单一曲线来预测寿命的方法(当材料的物理性能保留率小于参考值时可以确定材料的寿命结束，所以预测物理性能就是预测寿命。)。
[0005]尽管移动各个温度的塑料的老化性能曲线的标准被称为位移因子，但是由于计算位移因子的标准化方法不存在，因此缺点是对每个用户来说预测的寿命存在差异。
[0006]另外，在TTS中假设了材料老化取决于单一因素，使得可用的温度范围非常窄。此外，由于单一曲线是通过移动TTS中多条曲线来绘制的，因此难以反映材料的离散和偏差，因此TTS不能解释与可靠性相关的概念。
[0007]对于Arrhenius模型(A模型)，线性Arrhenius模型和非线性Arrhenius模型已被用于通过根据Arrhenius公式推断随时间的塑料材料的老化来预测寿命。
[0008]通常，使用线性Arrhenius模型，因为线性Arrhenius模型相对精确，且易于用于塑料的热老化，但对于烯烃基塑料来说精准度较低，且难以应用于除热老化外的复杂老化。
[0009]非线性Arrhenius模型是执行如下操作的方法，其中对每种老化机理进行实验，从而推导出方程并对结果进行总结。非线性Arrhenius模型具有较高的准确度，并且适用于复杂的老化条件，但方程通过大量实验推导出且非线性Arrhenius模型很复杂，因此非线性Arrhenius模型效率低下且在实践中难以应用。
[0010]如图1A和1B所示，通过使用A模型以相对精确的方式对尼龙的热老化完成了预测，但可以看出，尼龙复杂老化的预测与测量值有很大的差异。
[0011]如上所述，现有模型存在的问题有，难以根据复杂的老化机制来预测寿命，目前还没有建立一种精确的方法来预测塑料材料在各种交通工具环境条件下的物理性能和寿命，并且预测由一种材料或超过一种材料形成的组件的寿命的方法目前还未曾提出。
[0012]作为相关领域所描述的内容只是为了帮助理解本专利技术的背景，不应被认为对应于本领域普通技术人员已知的相关技术。

技术实现思路

[0013]在优选的方面，本申请提供一种精确地预测实际使用条件下塑料材料的寿命和组件的寿命的方法，例如，在热环境和化学环境的复杂环境中。
[0014]在一个方面，提供了一种预测材料寿命的方法，其可以包括：通过将所述材料的样品浸入浸渍液中并加热所述浸渍液来老化所述材料样品；测量材料参数，其通过测量老化完成后所述材料样品相对于其初始物理性能的物理性能保留率来定义；并通过将材料参数代入下面描述的方程1来计算老化时间，其中所述老化时间是当材料的物理性能保留率变得等于或小于参考值时。
[0015][方程1]如下：
[0016][0017]其中，在方程1中，y是物理性能保留率，x是老化时间，θ是尺度参数，β是形状参数，γ是材料参数。
[0018]在材料参数测量中测量的物理性能可以是抗拉强度。
[0019]所述浸渍液可包括包含丙二醇和乙二醇中的任何一种的防冻液。
[0020]所述材料样品的老化可包括通过将所述材料样品浸入所述浸渍液中约24小时至72小时，并在约100℃至135℃的温度下加热所述浸渍液，以老化所述材料样品。
[0021]根据本专利技术的各种示例性实施方式，通过使用所述预测材料寿命的方法，可以精确地预测用作交通工具组件材料的材料寿命以及复杂的老化条件中的实际组件的寿命，因此在帮助交通工具的质量控制等方面有效果，并且有降低成本的效果。
附图说明
[0022]从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
[0023]图1A是示出在热老化条件下根据Arrhenius预测模型预测的材料寿命的图；
[0024]图1B是示出复杂的老化条件下根据Arrhenius预测模型预测的材料寿命的图；和
[0025]图2是示出根据本专利技术示例性实施方式的预测材料寿命的方法的流程图。
[0026]图3显示根据本专利技术示例性实施方式的实验例1中的PA66
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GF30的复杂老化实验。
[0027]图4示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例1中的重叠图(灰点)和预测图(黑点)。
[0028]图5示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例2中的PA12复杂老化实验。
[0029]图6示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例2中的重叠图(灰度)和预测图(黑点)。
[0030]图7示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例3中的材料和组件的评估测试值。
[0031]图8示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例3中材料和组件的评估测试值的关联。
[0032]图9示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例3中的现有Weibull生存函数图。
[0033]图10示出根据本专利技术示例性实施方式的实验例3中应用的材料参数的函数图。
具体实施方式
[0034]在下文中，本专利技术解决上述问题和实现上述目的的详细描述将参照附图进行详细描述。当确定对本领域技术人员已知的公知技术的详细描述可能不必要地混淆本专利技术的主题时，将省略其详细描述。本专利技术可以在所附权利要求及其等效物的范围内进行各种修改和应用。
[0035]这里使用的术语仅为了描述特定示例性实施方式的目的，并不旨在限制本专利技术。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还将理解术语“包含”和/或“包括”，当在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
[0036]除非另有说明，涉及本文使用的成分、反应条件、聚合物组成、和配方的数量的所有数字、数值和/或表述应理解为在所有情况下都被术语“约”修饰，因为这些数字本质上是近似值，反映了除其他外在获得这些值时遇到的各种测量不确定性。
[0037]此外，除非具体说明或从上下文显而易见，如本文所用，术语“约”被理解为在本领域的正常容差范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测材料寿命的方法，包括：通过将材料样品浸入浸渍液中并加热所述浸渍液来老化所述材料样品；测量材料参数，其通过测量老化完成后所述材料样品相对于其初始物理性能的物理性能保留率来定义；和通过将所述材料参数代入下面描述的方程1来计算老化时间，其中所述老化时间是当所述材料的物理性能保留率变得等于或小于参考值时，[方程1]其中方程1中，y为物理性能保留率，x为老化时间，θ为尺度参数，β为形状参...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴京桓，朴亨源，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：