岳動(dòng)華 靳 凡 韋利明 王羅斌

（中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所 綿陽(yáng) 621999）

20 世紀(jì)50 年代美國(guó)道康寧公司首先研制出有機(jī)硅泡沫塑料［1-2］。在聚合物材料中，有機(jī)硅材料是以Si-O-Si 鍵交替組成其主鏈、以有機(jī)基團(tuán)為側(cè)鏈的半無(wú)機(jī)高分子聚合物。這使得硅橡膠具有耐熱、耐寒、耐化學(xué)品等較好的耐久性，另外，微開(kāi)孔型硅泡沫還具有重量輕、隔熱緩沖、高可壓縮性等優(yōu)點(diǎn)。與普通有機(jī)高聚物材料相比，硅泡沫可在-50～170 ℃溫度范圍內(nèi)保持彈性，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)密封、戶外零部件、隔熱阻燃、電子設(shè)備甚至生物醫(yī)療等領(lǐng)域。例如，美國(guó)LLNL國(guó)家實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的M97*、M9763等系列硅泡沫，已在某些特殊裝置系統(tǒng)中用作壓力墊。這些支撐泡沫的作用是在相鄰組件之間分配應(yīng)力，維持各種組件的相對(duì)位置，并減輕由于制造公差和溫度變化引起的組件尺寸失配的影響。然而，在使用中，這些硅泡沫會(huì)長(zhǎng)時(shí)間承受連續(xù)的壓縮應(yīng)變、溫度、輻照等應(yīng)力，材料不可避免地出現(xiàn)老化、劣化現(xiàn)象，如圖1 所示。材料老化使得硅泡沫壓縮永久變形、載荷保持率及應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)發(fā)生永久變化［3］，從而導(dǎo)致減震緩沖性能下降，支撐可靠性降低，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失效。

對(duì)聚合物在熱-氧-輻照復(fù)合環(huán)境下的材料性能和老化行為進(jìn)行預(yù)測(cè)以及準(zhǔn)確理解一直是裝備壽命研究的重點(diǎn)。美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室基于《庫(kù)存管理與維護(hù)計(jì)劃》中的增強(qiáng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目對(duì)硅泡沫的熱氧老化、輻照老化規(guī)律和退化機(jī)理進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間研究，并取得了大量的研究成果［4-5］。為更逼近裝置庫(kù)存中的真實(shí)應(yīng)力環(huán)境，其研究范圍涵蓋了熱氧加速老化、輻照單因素老化、多應(yīng)力作用下的自然老化等，研究成果對(duì)進(jìn)一步探究硅泡沫老化機(jī)理、準(zhǔn)確評(píng)估裝備壽命、以及提高裝備可靠性等起到了重要支撐作用。因此，硅泡沫多因子加速老化規(guī)律和退化機(jī)理研究具有重要的工程價(jià)值。

已有研究表明，熱-氧-輻照組合條件下的老化不僅僅是傳統(tǒng)的光熱暴露問(wèn)題（自然老化問(wèn)題），而且還存在純熱驅(qū)動(dòng)或輻照主導(dǎo)相互競(jìng)爭(zhēng)的退化過(guò)程。這意味著加速老化實(shí)驗(yàn)并不能像傳統(tǒng)的熱老化研究那樣通過(guò)簡(jiǎn)單升高溫度來(lái)進(jìn)行加速［6-8］，還須考慮輻射效應(yīng)［7，9］。此外，在進(jìn)行加速老化實(shí)驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)該考慮聚合物加速氧化的局限性，比如擴(kuò)散極限氧化（DLO）效應(yīng)，這一效應(yīng)將使得加速試驗(yàn)數(shù)據(jù)變得復(fù)雜且難以解釋。此外由于直接測(cè)試退化速率非常困難，通常的辦法是利用材料機(jī)械性能的變化，例如拉伸伸長(zhǎng)率［7，9-10］等進(jìn)行衡量。在中低劑量率（100 Gy/h）下溫度是聚合物退化的主要驅(qū)動(dòng)力，加速退化速率的方法較為簡(jiǎn)單，即確定參考溫度、數(shù)據(jù)平移疊加、確定熱活化能Ea。而在高劑量率下，熱降解和輻射損傷將同時(shí)存在，還可能發(fā)生額外的協(xié)同作用。早期有學(xué)者提出，輻射主要是通過(guò)自由基引發(fā)反應(yīng)，隨后的氫釋放和主鏈斷裂或交聯(lián)是由劑量率來(lái)驅(qū)動(dòng)的［11-12］。但是材料的氧化還涉及二次化學(xué)反應(yīng)，包括后續(xù)的氫過(guò)氧化物分解、自由基轉(zhuǎn)移反應(yīng)、斷裂碎片的逸出以及更復(fù)雜的聚合物斷裂/交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)，這都將引起材料性能的改變，通常會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致伸長(zhǎng)率下降。這意味著在高溫高劑量率下，除了簡(jiǎn)單的輻射引發(fā)氫過(guò)氧化物形成以外，氧化退化還涉及到后續(xù)的反應(yīng)步驟，交聯(lián)和斷裂通常會(huì)同時(shí)發(fā)生，其比例取決于材料、熱氧條件和劑量率。對(duì)于交聯(lián)型的聚烯烴材料來(lái)講，氧化斷裂是其主要的降解途徑，導(dǎo)致其彈性降低［10，13］，在惰性氣氛保護(hù)下交聯(lián)反應(yīng)則占據(jù)主導(dǎo)。對(duì)于非飽和的彈性體材料往往在氧化條件下發(fā)生交聯(lián)，從而導(dǎo)致模量增加和硬化［14-16］。同時(shí)由于潛在的DLO 效應(yīng)［17］以及更具競(jìng)爭(zhēng)性的快速烷基自由基重組［18-19］，通常會(huì)隨著劑量率的增加引起額外的交聯(lián)反應(yīng)，模量硬化行為已由磨損和納米壓痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出［20-22］。有大量的證據(jù)表明，雖然輻射主導(dǎo)的老化具有接近于零或較低的活化能［9，23-24］，但沒(méi)有先驗(yàn)的證據(jù)表明輻射主導(dǎo)的氧化降解不具有溫度依賴(lài)性。簡(jiǎn)而言之，輻照與溫度之間的協(xié)同效應(yīng)將共同決定材料的活化能。如何進(jìn)行合理的老化加速、取得有預(yù)測(cè)價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、建立有效的綜合老化反饋模型等，這些都是我們當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)。

本文針對(duì)硅泡沫的多因子加速老化這一問(wèn)題，主要從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面展開(kāi)論述。在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外硅泡沫熱氧老化、輻照老化以及組合條件老化研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)單因子和多因子加速老化的壽命理論模型進(jìn)行了梳理，對(duì)不同模型的發(fā)展演變過(guò)程以及各自的適用范圍進(jìn)行了討論；其次介紹了不同的預(yù)測(cè)模型在硅泡沫多因子加速老化實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用情況，總結(jié)了當(dāng)前常用的多因子加速老化實(shí)驗(yàn)方法及最新進(jìn)展；最后對(duì)目前硅泡沫多因子加速老化的理論方法和實(shí)驗(yàn)手段中存在的問(wèn)題以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

1 硅泡沫熱氧老化研究

導(dǎo)致聚合物分子量降低的三個(gè)基本機(jī)制是已知的：解聚、降解和破壞［25-27］。解聚反應(yīng)包括聚合物熱分解為單體；降解過(guò)程是聚合物的部分分解，分解成比原始聚合物小但分子量較大的碎片［28］；破壞過(guò)程代表聚合物的進(jìn)一步分解，同時(shí)分離為除單體以外的低分子量化合物［26］。退化也可以是結(jié)構(gòu)變化的過(guò)程，這種變化可能是由硅泡沫材料在長(zhǎng)期外部因素（例如物理的熱、紫外線輻射、光輻射、高能量輻射、機(jī)械應(yīng)力等；化學(xué)的臭氧、氧氣、化學(xué)物質(zhì)、水蒸氣等）導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性能下降。此外，在實(shí)際服役過(guò)程中還有許多其他復(fù)雜的因素導(dǎo)致材料退化。在常規(guī)條件下，影響彈性體退化的所有因素中臭氧、氧氣和高溫是最重要的，這通常被稱(chēng)為熱氧老化［29］。當(dāng)然光和其他輻照同樣會(huì)導(dǎo)致材料降解，我們將在第二節(jié)討論這一問(wèn)題。

僅在熱氧老化過(guò)程中，老化速率還取決于作用的持續(xù)時(shí)間、雜質(zhì)類(lèi)型和含量、試樣的厚度和形狀等［30］。迄今為止，對(duì)聚合物和塑料降解過(guò)程進(jìn)行的研究表明，聚合物的敏感性很大程度上取決于結(jié)晶度，結(jié)晶聚合物比無(wú)定形聚合物更有抵抗力。此外研究發(fā)現(xiàn)，具有線性結(jié)構(gòu)的聚合物比支鏈的聚合物降解更快［31］。聚合物的分解還取決于其分子量，分子量越大分解越慢［32］。加快降解過(guò)程的另外一個(gè)重要因素是特定的化學(xué)基團(tuán)，例如酰胺、酯和脲基團(tuán)可加速聚合物的降解，因?yàn)樗鼈円子谒猓?3］。每種類(lèi)型的聚合物降解都有其特定的分子機(jī)理，此處我們不對(duì)其化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行贅述。

1.1 熱氧加速老化實(shí)驗(yàn)

通常材料的老化需要數(shù)年甚至數(shù)十年才能看到性能變化，加速老化測(cè)試是為了模擬自然條件在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的試驗(yàn)，其中人為使用和增強(qiáng)了影響聚合物加速退化過(guò)程的各種因素，以達(dá)到加速老化節(jié)省時(shí)間成本的目的［34］。在實(shí)驗(yàn)室條件下的加速老化測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程及其分析，基于此，可以得到材料的耐老化特性定性或定量的評(píng)估。

為研究聚合物的熱氧加速老化，應(yīng)確定產(chǎn)品的工作條件，加速老化測(cè)試是在比潛在的工作條件下更苛刻的環(huán)境下進(jìn)行的，加速老化過(guò)程應(yīng)選擇幾個(gè)升高的溫度值（或提升氧氣濃度），化學(xué)反應(yīng)的速率隨溫度或氧氣濃度增加而加快。對(duì)聚合物樣品進(jìn)行高溫處理可以確定溫度與降解反應(yīng)速率之間的關(guān)系。通過(guò)外推，可以估算出特定溫度下材料在一定時(shí)間后的降解程度，反之，也可以推算達(dá)到一定的降解程度所需要的時(shí)間［7］。也可以選擇材料特定的機(jī)械性能，例如拉伸伸長(zhǎng)率、應(yīng)力松弛率等來(lái)表示材料的退化程度。

早在2005 年，張凱等［35-36］對(duì)硅泡沫材料進(jìn)行了加速老化研究，得到了硅泡沫在老化過(guò)程中性能變化指標(biāo)P和老化時(shí)間t的指數(shù)關(guān)系：在125 ℃以下，老化速度常數(shù)K與溫度T的關(guān)系符合阿倫尼烏斯方程，進(jìn)而對(duì)硅泡沫壓縮永久變形進(jìn)行了預(yù)測(cè)。2009年，顏熹琳等［37］對(duì)45%壓縮應(yīng)變狀態(tài)下的硅泡沫進(jìn)行了加速老化實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)壓縮永久變形隨老化時(shí)間和溫度的增加而增大。美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室White 等［38-39］對(duì)硅橡膠O 型密封圈進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)10 年的老化實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)硅橡膠密封圈的拉伸伸長(zhǎng)率退化隨著溫度的增加而加劇，并且退化率與溫度符合阿倫尼烏斯方程，加速因子與時(shí)間的導(dǎo)數(shù)為線性關(guān)系。Celina 等［40］利用充有高濃度氧氣的溫控箱等實(shí)驗(yàn)條件，研究了在熱氧條件下硅橡膠的加速老化問(wèn)題，對(duì)比了硅橡膠拉伸伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度、氧氣消耗量與溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在利用阿倫尼烏斯方程擬合高溫加速老化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取反應(yīng)活化能時(shí)應(yīng)注意DLO 效應(yīng)的影響，并且發(fā)現(xiàn)DLO 效應(yīng)使得試樣表面硬度遠(yuǎn)大于內(nèi)部硬度，說(shuō)明試樣表面與內(nèi)部氧化程度不均，進(jìn)而影響試樣的拉伸斷裂強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，DLO效應(yīng)對(duì)老化后的硅橡膠拉伸斷裂伸長(zhǎng)率的影響并不明顯。

1.2 Arrhenius模型

1930 年，Montsinger［41］首次提出了絕緣壽命與運(yùn)行溫度之間的關(guān)系，即溫度每升高8～10 ℃，絕緣材料的使用壽命就會(huì)減少一半。美國(guó)學(xué)者Dakin［42-43］將老化解釋為材料的氧化裂解，認(rèn)為溫度影響熱老化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)速率，進(jìn)而影響絕緣材料的壽命，從動(dòng)力學(xué)角度上解釋了絕緣壽命與溫度的關(guān)系，并建立起了熱老化過(guò)程與化學(xué)反應(yīng)速率理論，即著名的Arrhenius 方程之間的關(guān)系。基于Dakin 理論結(jié)合Arrhenius 方程得出的熱老化單因子的動(dòng)力學(xué)壽命模型如式（1）所示。

式中：LT表示絕緣材料熱老化壽命；T表示絕對(duì)溫度；k表示Boltzmann 常數(shù)，k=1.380 649×10-23J/K；AT表示頻率因子，是與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)，取決于絕緣材料的壽命終止判據(jù)以及老化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)；G表示相應(yīng)的活化能，kJ/mol。對(duì)于具體的聚合物絕緣材料，AT和G一般由實(shí)驗(yàn)得出。

由式（1）可以看出，log（LT）與1/T呈線性關(guān)系，這一規(guī)律常被用來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論模型的一致性。Arrhenius方法假定高溫下的降解機(jī)理和常溫下相同，但由于不同絕緣材料老化過(guò)程的復(fù)雜性，部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不滿足這一線性關(guān)系。如果降解機(jī)理隨溫度發(fā)生變化，則使用Arrhenius方法進(jìn)行的預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)較大誤差。為了克服這一困難，Eyring等［44］在修正的Arrhenius 方程基礎(chǔ)上提出了修正的熱老化壽命模型，從材料的自由能、熵和焓出發(fā)，基于化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)理論，推導(dǎo)了更為嚴(yán)格的反應(yīng)速率公式，認(rèn)為頻率因子AT是絕對(duì)溫度T的函數(shù)，即AT=A0Tm或A=A0（T/T0）m，其中，m為無(wú)量綱常數(shù)，Arrhenius 方程可看作為Eyring 方程的一種特殊形式。

1.3 時(shí)間-溫度疊加模型

時(shí)間-溫度疊加原理（TTSP）是硅泡沫加速試驗(yàn)的另一種較為準(zhǔn)確方法，該方法與阿倫尼烏斯方法一樣，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)溫度和時(shí)間對(duì)材料特性的影響是等效的，即認(rèn)為對(duì)于在較高溫度下的短時(shí)加速老化，材料性能的變化與室溫長(zhǎng)時(shí)作用下測(cè)得的變化相同。與阿倫尼烏斯方法不同的是，TTSP由確定的AT因子組成，其材料性能與溫度T或時(shí)間t的關(guān)系滿足公式（2）。

式中：AT表示位移因子；T是絕對(duì)溫度；T0是最小溫度（通常是時(shí)效溫度的最小值）。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以選定溫度函數(shù)，以使所選響應(yīng)函數(shù)的各個(gè)等溫線段沿對(duì)數(shù)時(shí)間刻度移動(dòng)，并創(chuàng)建一條T0主曲線。與阿倫尼烏斯方法一致，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)上擬合的偏移系數(shù)相對(duì)于絕對(duì)溫度值的對(duì)數(shù)圖中創(chuàng)建一條直線，即可以為每個(gè)所需溫度計(jì)算偏移系數(shù)。一旦確定了位移系數(shù)，就可以推斷所有溫度下的變化行為。與阿倫尼烏斯方法不同的是，TTSP方法對(duì)所有老化溫度值都使用所有溫度點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。材料在工作溫度下的壽命te可以通過(guò)位移因子log（ATe）來(lái)確定，其與參考溫度點(diǎn)的壽命t0滿足公式（3）。

Yin 等［45］利用TTSP 方法對(duì)PPMA 在不同老化溫度下的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在30～50 ℃范圍內(nèi)位移因子ATe與溫度的倒數(shù)呈線性關(guān)系，而55 ℃下的結(jié)果與直線有很大偏差。因此，需要強(qiáng)調(diào)的是TTSP 方法僅在恒定加速度的假設(shè)下有效。在其他情況下，可能由于反應(yīng)速率甚至老化機(jī)理的改變而出現(xiàn)測(cè)量誤差，導(dǎo)致壽命預(yù)測(cè)值偏離直線。

1.4 Wiliams-Landel-Ferry(WLF)模型

WLF 方法可用于根據(jù)任何物理性質(zhì)預(yù)測(cè)聚合物材料的壽命［46］。在給定材料特性對(duì)時(shí)間具有復(fù)雜依賴(lài)性或降解過(guò)程受到擴(kuò)散限制的情況下，例如考慮DLO 效應(yīng)，使用WLF 方法可以獲得較好的預(yù)測(cè)結(jié)果［47］。與Arrhenius 方法相比，該方法可以更好地預(yù)測(cè)聚合物玻璃化溫度（Tg）以上的材料行為。WLF模型本質(zhì)上是使用時(shí)間-溫度疊加，沒(méi)有任何其他假設(shè)，即排除了任何溫度下材料特性對(duì)時(shí)間的依賴(lài)性。WLF方法中AT因子滿足公式（4）。

式中：AT是變量移動(dòng)因子；C1和C2是實(shí)驗(yàn)擬合常數(shù)，取決于溫度和所測(cè)試的材料；T0是參考溫度（Tg≤T0≤Tg+100 ℃）。當(dāng)給定屬性在不同溫度下對(duì)時(shí)間的依賴(lài)相似時(shí)，可以使用WLF 方法進(jìn)行處理。對(duì)應(yīng)于不同溫度值的曲線彼此平行移動(dòng)了偏移因子AT。通過(guò)對(duì)比公式（2）、（3）可知，當(dāng)C1和C2滿足公式（5）時(shí)，WLF模型可退化為T(mén)TSP模型。

WLF 方法通常和Arrhenius 方法相結(jié)合，用于研究不同溫度和頻率下聚合物材料的流變行為。利用WLF與TTSP方法相結(jié)合更加適用于聚合物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和粘彈性研究［48］。采用帶有WLF方程的TTSP 方法成功擬合了一系列木塑復(fù)合材料的短期蠕變測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)木塑復(fù)合材料是一種簡(jiǎn)單的熱流變材料，其時(shí)間-溫度疊加僅需要水平移動(dòng)。

1.5 反冪指數(shù)模型

反冪指數(shù)模型通常用于金屬疲勞壽命預(yù)測(cè)、電容器介電失效以及多組件系統(tǒng)老化失效壽命預(yù)測(cè)等。其滿足公式（6）。

式中：L為失效時(shí)間；k，n為與材料和測(cè)試方法相關(guān)的擬合參數(shù)；V為環(huán)境應(yīng)力，如溫度、濃度、電壓、電流等。該模型很少用于硅泡沫熱氧老化壽命預(yù)測(cè)，在材料疲勞損傷預(yù)測(cè)中較為常見(jiàn)［49］。

從熱氧老化本質(zhì)來(lái)講，熱氧老化材料在熱氧環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)速率與不同溫度下氧分子熱振動(dòng)與材料表面碰撞的概率密切相關(guān)，溫度越高，空氣中氧分子的運(yùn)動(dòng)速度越大，與材料表面的碰撞概率越大，反應(yīng)速率越快，反之亦然。與以上所有的老化模型中，Arrhenius 模型是應(yīng)用范圍最廣、且最便于應(yīng)用的模型，其有效性在多種材料的熱氧加速老化預(yù)測(cè)中已得到證明［49］。應(yīng)用Arrhenius方法的關(guān)鍵是通過(guò)加速試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到材料老化反應(yīng)的活化能。然而，通過(guò)較窄的溫度區(qū)間和老化時(shí)間數(shù)據(jù)來(lái)擬合獲得活化能，進(jìn)而預(yù)測(cè)材料壽命是非常冒險(xiǎn)的，這就要求當(dāng)且僅當(dāng)在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，敏感參量（拉伸斷裂伸長(zhǎng)率）與氧化百分比呈線性關(guān)系時(shí)，Arrhenius 方程才能?chē)?yán)格成立。Eyring 模型是唯一的一個(gè)基于物理原理可以考慮溫度、時(shí)間、反應(yīng)速率協(xié)同作用的模型，雖然該模型較為精確，但由于僅有少數(shù)材料可直接獲得該模型的部分參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中很難獲得普適的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。時(shí)間-溫度疊加模型并沒(méi)有突破Arrhenius 公式的經(jīng)驗(yàn)假定，其優(yōu)點(diǎn)在于可以利用所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并且用于特定溫度壽命的預(yù)測(cè)。WLF 模型通常用于聚合物玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)以上的溫度區(qū)間，可預(yù)測(cè)材料的流變及粘彈性行為。

2 硅泡沫輻照老化研究

相比于熱氧老化，硅泡沫輻照老化開(kāi)展的時(shí)間相對(duì)較晚。輻照研究主要集中在以輻照損傷機(jī)理和材料性能變化的定性描述上。研究人員始終對(duì)劑量率效應(yīng)、粒子源替換等效性等方面存在較大爭(zhēng)議，因此除累積損傷模型外，輻照加速老化方面缺乏物理意義明確的數(shù)學(xué)模型。1957年，Robert對(duì)γ輻照條件下硅橡膠材料的老化行為進(jìn)行了研究［50］。對(duì)硅橡膠的耐輻照能力進(jìn)行了對(duì)比和評(píng)價(jià)，分別測(cè)定了硅橡膠耐輻照的劑量范圍。近年來(lái)針對(duì)輻照?qǐng)鲋惺褂玫墓柘鹉z進(jìn)行的研究主要集中在輻照源、劑量率、總劑量、氣氛等對(duì)硅橡膠性能的影響。揭示了不同粒子源轟擊下硅橡膠的氧化行為，重粒子輻照主要以粒子注入為主，低線能密度輻照主要以電離為主，主要表現(xiàn)為輻照產(chǎn)生的自由基差異［51］。鑒于聚合物材料輻照損傷的復(fù)雜性，我們分為以下幾個(gè)方面進(jìn)行討論。

輻照引起力學(xué)性能變化，硅橡膠在高能輻射下會(huì)同時(shí)發(fā)生輻射交聯(lián)和裂解［52］。胡文軍等［53］進(jìn)行了硅橡膠中子輻照效應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)硅泡沫經(jīng)輻照后發(fā)生了二次交聯(lián)，使得硅泡沫表觀密度、拉伸強(qiáng)度和拉伸伸長(zhǎng)率增加。黃瑋等［54-55］采用60Co γ射線對(duì)不同氣氛下的甲基乙烯基硅泡沫進(jìn)行了研究，分析了輻照后樣品的氣體產(chǎn)物及微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輻射反應(yīng)氣體主要以低分子量的CH4、H2和支鏈破片為主，在劑量小于2×105Gy 時(shí)，樣品以輻射交聯(lián)為主，超過(guò)該值后以降解為主［56］。Labourau 等［57］對(duì)惰性氣氛下SX358 硅泡沫輻照力學(xué)行為進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輻照導(dǎo)致硅泡沫交聯(lián)密度增加，壓縮性能增強(qiáng)，并且發(fā)現(xiàn)硅泡沫微觀泡孔結(jié)構(gòu)并未發(fā)生明顯改變，這與黃瑋等人在空氣中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有些許差異。Wang［58］、晏順坪［59］等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輻照后硅泡沫壓縮模量可顯著增加，并且保持超彈性特征，基于此建立了不同劑量下的修正Hyperfoam 本構(gòu)模型，獲得了0～1 MGy 劑量范圍內(nèi)硅泡沫的壓縮力學(xué)行為。史平安［60］、王浦澄［61］、陳洪兵［62］等對(duì)預(yù)壓下的硅泡沫進(jìn)行了輻照老化研究，同樣發(fā)現(xiàn)輻照后材料變脆，延伸率下降；劑量超過(guò)500 kGy時(shí)，泡孔發(fā)生明顯的永久變形，認(rèn)為低劑量下交聯(lián)效應(yīng)占優(yōu)，而高劑量下?lián)p傷降解效應(yīng)占據(jù)主要作用。對(duì)照組、50 kGy-80 ℃、500 kGy-80 ℃三組預(yù)壓硅泡沫輻照前后掃描電子顯微鏡照片如圖2所示［62］，圖2中第一和第二列為表面形貌，第三和第四列為側(cè)面形貌。

圖2 預(yù)壓硅泡沫輻照前后掃描電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.2 SEM micrographs of irradiated silicone foams under pressure

氣氛對(duì)硅橡膠輻照行為也有重要影響。不同氣氛中γ 輻照的熱穩(wěn)定性表現(xiàn)差異較大，真空和惰性氣氛中硅泡沫的熱穩(wěn)定性更高，而空氣中熱穩(wěn)定性較差，這是由于空氣中的氧氣參與了反應(yīng)［63］。黃瑋等［64］對(duì)比了甲基乙烯基硅泡沫與甲基苯基乙烯基硅泡沫的耐電子束輻照特性，發(fā)現(xiàn)兩者經(jīng)輻照后都有氣體小分子產(chǎn)生，且甲基乙烯基硅泡沫的產(chǎn)量更多，其壓縮機(jī)械穩(wěn)定性較差，但應(yīng)力松弛率較好，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明具有π鍵的苯環(huán)對(duì)輻射具有良好的保護(hù)作用［65］。

Gillen等［66］發(fā)現(xiàn)，對(duì)于不同的材料，吸收劑量和劑量率的影響具有較大差異。對(duì)于硅橡膠而言，機(jī)械性能的下降僅與總劑量相關(guān)，受劑量率的影響并不明顯。而對(duì)于交聯(lián)的聚烯烴等材料受劑量率的影響顯著。劉波等［51］發(fā)現(xiàn)，在相同吸收劑量下，隨劑量率的下降交聯(lián)密度增加，拉伸伸長(zhǎng)率、輻射降解分子量下降，并提示采用升高劑量率進(jìn)行硅泡沫加速老化的風(fēng)險(xiǎn)。郝曉飛等［67］發(fā)現(xiàn)，在惰性氣氛保護(hù)下，γ射線輻照硅泡沫時(shí)，Si-CH3結(jié)構(gòu)單元最易受到γ 射線的影響。在低吸收劑量下，Si-CH3相對(duì)含量隨著吸收劑量的增加而減小，在高吸收劑量下，近表面C元素的含量明顯升高［61］?？傮w而言，硅橡膠的輻照老化受多種因素的影響，老化行為較為復(fù)雜。陳洪兵等［68］就當(dāng)前硅橡膠輻射老化的研究進(jìn)行詳細(xì)綜述，總結(jié)了吸收劑量、劑量率、環(huán)境因素以及添加劑對(duì)輻射老化的影響，對(duì)常用的輻射老化表征方法（色譜、質(zhì)譜、核磁共振、常規(guī)力學(xué)性能表征等技術(shù)方法）進(jìn)行了概述，遺憾的是其并未對(duì)適用于低劑量率超敏感氧氣消耗量（UOC）這一老化表征方法進(jìn)行闡述。另外值得注意的是，近年來(lái)隨著物理、化學(xué)和材料等多學(xué)科交叉的不斷深入，基于凝聚態(tài)物理密度泛函理論，及其相關(guān)的量子化學(xué)仿真、反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法等發(fā)展十分迅速。劉波等［55，69-70］、Kroonblawd 等［71］在揭示硅泡沫材料輻射機(jī)制、熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等方面做出了一系列開(kāi)創(chuàng)性工作，系統(tǒng)研究了硅泡沫在輻照-溫度作用下降解、交聯(lián)、釋氣行為，并給出了化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，為后續(xù)硅泡沫材料宏觀物理特性及工程兼容性研究奠定了基礎(chǔ)。

3 熱-氧-輻照環(huán)境下加速老化研究進(jìn)展

硅泡沫在核電站或相關(guān)應(yīng)用中將不可避免地面臨熱-輻射環(huán)境，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)熱輻射環(huán)境下的材料預(yù)測(cè)一直是加速老化研究的重點(diǎn)。與傳統(tǒng)的單一因素?zé)峤到饣蜉椪绽匣芯肯啾?，在熱?輻射復(fù)合條件下的聚合物老化本質(zhì)上更加復(fù)雜。無(wú)論基于何種假設(shè)的加速老化方法都必須同時(shí)包括熱降解途徑和輻射降解途徑。由于升溫導(dǎo)致的是分子振動(dòng)頻率增加和氣體分子運(yùn)動(dòng)加快，其能量范圍在keV量級(jí)，溫度上升促進(jìn)的是化學(xué)反應(yīng)速率的增大；而γ 射線的能量范圍在MeV 量級(jí)，化學(xué)鍵發(fā)生的是電離損傷，劑量率增加輻射電離損傷增大；若不考慮輻射降解產(chǎn)物參與二次化學(xué)反應(yīng)，可將這兩種途徑視為獨(dú)立的并行過(guò)程。這意味著增加劑量率不再有助于氧化驅(qū)動(dòng)的降解，僅僅是等比例增加輻射損傷程度。雖然有大量研究表明，輻射主導(dǎo)的降解具有接近于零或較低的活化能，但沒(méi)有先驗(yàn)的證據(jù)表明輻射主導(dǎo)的氧化降解不應(yīng)具有有限的溫度依賴(lài)性［9，23-24］。實(shí)際上，在一些較早的關(guān)于PVC或PE的研究中［72-74］得出的結(jié)論是溫度在較高的劑量率下仍然起作用，因?yàn)樗绊戇^(guò)氧化氫驅(qū)動(dòng)的后續(xù)化學(xué)反應(yīng)。為了確定適當(dāng)?shù)睦匣Ｐ?，可以考慮通過(guò)兩種活化能（溫度活化能和輻照等效損傷活化能）的組合來(lái)更好地描述材料的組合退化過(guò)程。

3.1 Gillen和Clough模型

伊藤等［75-77］首先提出了輻射項(xiàng)的單獨(dú)活化能概念，并給出大致的估算（9～12 kJ/mol），同時(shí)指出劑量率指數(shù)是附加協(xié)同效應(yīng)的貢獻(xiàn)。由于熱活化能在百kJ/mol 量級(jí)，遠(yuǎn)大于輻射活化能，早期的研究中將材料老化表示為熱和輻射貢獻(xiàn)之和，來(lái)自輻照加速老化的數(shù)據(jù)以等效損傷（DED）或降解速率的劑量來(lái)表示，將其直接疊加到熱加速老化方程。

在給出加速老化損傷模型之前，我們做出以下幾個(gè)定義，定義適用于后續(xù)加速老化數(shù)據(jù)解釋和加速老化模型。我們知道的是在空氣中老化條件下，聚合物將發(fā)生氧化，導(dǎo)致材料性能發(fā)生變化，例如拉伸伸長(zhǎng)率降低，隨著時(shí)間的流逝材料性能的損失稱(chēng)之為退化，退化速率取決于特定的老化條件，它可以在服役環(huán)境條件和加速條件之間變化（高溫、高劑量率），老化條件由溫度和劑量率給定。在Gillen 的文獻(xiàn)和報(bào)告中［9，23-24］，對(duì)于其研究的大多數(shù)聚合物而言，氧化水平?jīng)Q定了拉伸伸長(zhǎng)率，總體退化狀態(tài)或損傷水平C=tr，其中t是老化時(shí)間，r是退化速率。材料達(dá)到等于損傷水平C的氧化量所需的時(shí)間成為等效損傷時(shí)間（TED），由t=C/r給出。對(duì)于任何損傷水平C也可以定義等效損傷的劑量（DED單位Gy）通常由DED=TED×γ給出，其中γ是輻射劑量率（Gy/h）。若假設(shè)退化期間的劑量率恒定，升溫加速老化的退化速率通常由位移因子AT來(lái)描述。當(dāng)劑量率為零時(shí)，這一問(wèn)題即簡(jiǎn)化為單一因素?zé)嵫趵匣?，退化率r（T）僅為溫度T的函數(shù)且與位移因子AT成正比，由位移因子和溫度倒數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提取熱活化能Ea?；谳椪盏刃p傷假設(shè)，Gillen 和Clough［23］給出的簡(jiǎn)單輻射熱降解模型如公式（7）所示。

式中：Ea是熱速率活化能；R是玻爾茲曼常數(shù)；γ為劑量率，f(γ)為輻照項(xiàng)，當(dāng)劑量率為零時(shí)輻射項(xiàng)為零，輻射降解率最簡(jiǎn)單的函數(shù)形式為f(γ) =kγ，輻照項(xiàng)與劑量率成線性正比關(guān)系，將該表達(dá)式代入DED中可得式（8）。

3.2 Burnay模型

1990 年，Burnay［78］在前人工作的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)更廣泛的熱和輻射老化綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停鳛閷?duì)溫度和劑量率相關(guān)的偏移因子的一種方法，其在很多材料的復(fù)合環(huán)境老化中獲得成功，該模型由公式（9）給出。

基于Burnay 工作的更廣泛的熱-輻射退化模型，其有效退化率是溫度和劑量率兩個(gè)獨(dú)立的并行過(guò)程之和。熱項(xiàng)和輻射項(xiàng)均有各自Ea，且具有獨(dú)立的溫度依賴(lài)性。然而對(duì)于大多數(shù)彈性體來(lái)講，輻射分量的Ea通常較低，即x接近1。因此該模型可以簡(jiǎn)化為Gillen和Clough模型。同時(shí)根據(jù)公式（9）可給出輻照等效損傷劑量DED，如公式（10）所示。

與第一種模型不同的是，Burnay模型分兩步擬合溫度劑量率數(shù)據(jù)，活化能參數(shù)Ea僅有熱數(shù)據(jù)確定。由所有在參考溫度Tref下獲取的不同劑量率的數(shù)據(jù)都用于擬合參數(shù)k和x的值。值得注意的是，這兩個(gè)分析步驟是獨(dú)立的，這也就意味著B(niǎo)urnay模型隱藏著熱和輻射對(duì)總氧化/退化率的貢獻(xiàn)之間沒(méi)有協(xié)同作用的假定。但可以通過(guò)增加的輻射活化能這一參數(shù)適應(yīng)隨劑量率增加的協(xié)同作用。同時(shí)當(dāng)參數(shù)x小于1時(shí)，表示隨著劑量率的增加，某些材料的輻射等效氧化效率降低，從而對(duì)高劑量率下的材料行為的描述進(jìn)行微調(diào)。對(duì)于參考溫度下不同劑量率DED代表所選的特定等劑量，通過(guò)劑量率和總劑量雙對(duì)數(shù)曲線在不同溫度數(shù)據(jù)集的平移，可以得到不同DED水平的輻照損傷加速因子，進(jìn)而擬合出具有近似為輻射活化能的值。但由于次級(jí)輻射項(xiàng)的貢獻(xiàn)無(wú)法精確描述，通過(guò)引入額外自由度的Burnay模型是描述較高劑量率老化行為的首次嘗試。利用Gillen模型和Burnay模型分別生成Arrhenius圖（圖3）［79］。

圖3 Gillen模型(a)和Burnay模型(b)生成的Arrhenius圖Fig.3 Arrhenius plotsgenerated by Gillen model(a)and Burnay model(b)

從圖3可看出，對(duì)于參考溫度Tref=28 ℃、熱活化能為80 kJ/mol、x≤0.9 時(shí)，我們注意到兩種模型在低劑量率下，Arrhenius 曲線幾乎是線性的?？梢岳玫蛣┝柯是€擬合以確定適當(dāng)?shù)臒峄罨蹺a。在高劑量率下，即由輻照主導(dǎo)的老化模式下，Gillen模型的輻照活化能接近于0，Burnay 模型在高劑量率下的等效輻射活化能約為8 kJ/mol，可以較好地描述高劑量率下熱-輻照耦合效應(yīng)。然而，Burnay 模型本身也有其局限性，例如實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的退化速率、DED和移位因子可能無(wú)法滿足簡(jiǎn)單的疊加關(guān)系，這意味著不能利用全局的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集對(duì)材料老化行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，這就導(dǎo)致不同的數(shù)據(jù)子集擬合得到的Ea存在差別，如何確定恰當(dāng)?shù)腅a以更科學(xué)地預(yù)測(cè)材料老化行為將變得非常困難。

3.3 修正的熱-輻射退化模型

在Burnay模型的基礎(chǔ)上，將熱活化能和輻照等效活化能解耦，在輻射劑量項(xiàng)中添加獨(dú)立的Ea擬合值，以獲得更大的自由度，那么，可以在擬合高劑量率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中具有更強(qiáng)的影響。經(jīng)驗(yàn)熱-輻射退化模型以及該模型對(duì)應(yīng)的輻射等效劑量DED 如公式（11）、（12）所示。

同樣為了賦予輻射項(xiàng)更大的自由度，不必受到DED 模型曲線完美疊加的限制，Celina 等［79］對(duì)經(jīng)驗(yàn)熱-輻射退化模型做了進(jìn)一步修正，添加可Burnay模型中經(jīng)驗(yàn)可調(diào)參數(shù)x。其表達(dá)式如公式（13）、（14）所示。

在經(jīng)驗(yàn)熱-輻射退化模型以及修正的經(jīng)驗(yàn)熱-輻射退化模型擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，其放寬了對(duì)高劑量率曲線收斂的限制。這兩種經(jīng)驗(yàn)的熱-輻射退化模型與Burnay模型最大的區(qū)別是，由于其具有相同的輻射活化能E2，在高劑量率下產(chǎn)生平行的DED 水平，而B(niǎo)urnay 模型在高劑量率下迫使DED 對(duì)劑量率的斜率等于（1-x）。必須給予說(shuō)明的是，為了使DED曲線完全重疊，在任何可能的等劑量條件下的Arrhenius曲線都應(yīng)表現(xiàn)出單一的斜率，即熱活化能Ea的特性。此外Burnay模型不允許輻射Ea項(xiàng)和劑量率的比值獨(dú)立變化，而修正熱-輻射退化模型可彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。式（11）、（13）兩種模型DED 移位因子和溫度曲線的對(duì)比如圖4所示［79］。

圖4 公式(11)DED移位因子擬合Ea(a)，公式(13)DED移位因子擬合Ea(b)Fig.4 Ea fitted with different shift factors by formula 11(a)and formula 13(b)

從圖4 可看出，3 個(gè)Arrhenius 曲線在高劑量水平發(fā)散，這意味著通常的DED 劑量率疊加不再有效，高劑量率的影響不允許通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)移位疊加獲得。兩種模型在低劑量率下的擬合完全一致，而在高劑量率下修正熱-輻射退化模型由于增加了一個(gè)自由度，可以更好地適配熱活化能的變化。值得注意的是，在低劑量率下，Gillen模型低估了輻照等效損傷劑量DED和等效損傷時(shí)間TED，而修正模型與Eaton dekoron hypalon 材料的氧化速率數(shù)據(jù)最為匹配，特別是當(dāng)劑量率大于1 Gy/h 時(shí)，兩種模型出現(xiàn)明顯差別。

3.4 時(shí)間依賴(lài)模型和MAC模型

雖然很多材料在熱氧老化時(shí)會(huì)隨時(shí)間顯示具有接近恒定的氧化速率［15-19，80-81］，但仍有一些材料（例如PDMI泡沫和尼龍）氧化功率會(huì)隨時(shí)間發(fā)生偏移。氧化速率的時(shí)間依賴(lài)性是一個(gè)突出且難以解決的問(wèn)題。通過(guò)在修正的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕咸砑訒r(shí)間項(xiàng)以外，目前還找不到更好的解決辦法，速率時(shí)間相關(guān)模型如公式（15）所示。

當(dāng)輻射和溫度之間存在相互作用時(shí)，氧化/損傷的發(fā)展速度快于輻射和溫度的相互作用，則協(xié)同作用相當(dāng)于提供了兩者簡(jiǎn)單疊加之外的倍率。伊藤［75-77］過(guò)去已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種協(xié)同作用可以提高綜合反映速率，并令輻射速率與附加的活化能相關(guān)，已達(dá)到綜合作用的按比例增加效果。

該方法的貢獻(xiàn)是定義了一個(gè)協(xié)同作用的增加比例系數(shù)s，如果s=0，那么兩者之間無(wú)協(xié)同作用，如果考慮加速老化，使r（T）增加到x倍，而同時(shí)r（R）也增加到x倍，這可能導(dǎo)致綜合速率增加到x倍，這種情況下s將保持恒定。然而，當(dāng)輻射與溫度加速條件不匹配時(shí)將會(huì)引發(fā)新的矛盾，即s并不為常數(shù)，而是與溫度-劑量率相關(guān)。假定協(xié)同作用的增加比例系數(shù)s保持不變，那么可以得到Gillen最新提出的匹配加速條件（MAC）模型［9］，即溫度加速倍率與輻照加速倍率相等。這也意味著當(dāng)?shù)蜏馗邉┝柯蕰r(shí)，材料將以輻照老化為主；當(dāng)處于高溫低劑量率時(shí)，材料將以溫度老化為主，MAC模型如公式（17）所示。

其中：rT+rR為公式（13）所給出的直接疊加模型；f（t）為時(shí)間項(xiàng)；f（T，γ）為協(xié)同作用交互系數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)f（T，γ）中溫度與劑量率相關(guān)的比例因子即可對(duì)組合條件下材料的老化模式進(jìn)行擬合。然而，當(dāng)更復(fù)雜的協(xié)同作用加速老化行為時(shí)，不應(yīng)期望在多個(gè)溫度點(diǎn)下實(shí)現(xiàn)DED數(shù)據(jù)的完美疊加。Burnay和伊藤等對(duì)輻射項(xiàng)活化能的擬合也起到了和公式（17）相同的效果。

4 結(jié)論

本文首先對(duì)硅泡沫熱氧老化理論模型進(jìn)行了介紹，對(duì)熱-氧-輻照復(fù)合環(huán)境下硅泡沫加速老化領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)單回顧。其次，介紹了硅泡沫輻照老化實(shí)驗(yàn)以及損傷機(jī)理，對(duì)硅泡沫在不同劑量率和總劑量條件下的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了總結(jié)。然后，對(duì)多因子加速老化實(shí)驗(yàn)方法和最新理論進(jìn)展進(jìn)行了介紹。最后，對(duì)硅泡沫未來(lái)多因子加速老化研究的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。提出面向壽命預(yù)測(cè)的加速老化模型必須包含熱降解和輻照損傷兩種機(jī)理，而最初的唯象模型將兩者作為獨(dú)立的并行過(guò)程，并未考慮協(xié)同效應(yīng)。以后應(yīng)重點(diǎn)研究熱氧、輻照老化不同應(yīng)力間的協(xié)同效應(yīng)，考慮材料的微觀結(jié)構(gòu)和輻照損傷機(jī)制，以及由協(xié)同作用引起的新的老化機(jī)制，將硅泡沫服役老化過(guò)程中的宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu)以及熱-氧-輻照損傷機(jī)制聯(lián)系起來(lái)，這對(duì)建立物理意義明確的多因子加速老化及壽命預(yù)測(cè)模型具有重要意義。

多因子加速老化研究是硅泡沫材料及相關(guān)特殊裝備的壽命預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。本文通過(guò)從單因子熱氧老化、輻射老化機(jī)理以及多因子加速老化模型三個(gè)方面對(duì)近年來(lái)加速老化研究成果進(jìn)行了梳理。

（1）單因子老化模式下，基于熱氧老化的Arrhenius公式適用于較低劑量率下，以熱氧老化為主的場(chǎng)景?；谳椪論p傷失效的分析適用于高劑量率、大劑量輻照定性分析。相比于輻照損傷定性分析，目前熱氧老化模型較為成熟，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合較為準(zhǔn)確，具有很強(qiáng)的預(yù)測(cè)性。

（2）多因子老化模式下，修正的經(jīng)驗(yàn)熱-輻射老化模型具有較大的使用價(jià)值，老化敏感參數(shù)主要以氧化率和拉伸斷裂伸長(zhǎng)率為主，可以將這兩種指標(biāo)納入壽命模型中。壓縮永久變形與應(yīng)力松弛這兩種指標(biāo)與氧化率之間的關(guān)系還需要通過(guò)氣相色譜或呼吸計(jì)的方法進(jìn)一步研究。

（3）多因子加速老化的實(shí)驗(yàn)方法目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在今后的研究中，應(yīng)采用統(tǒng)一的加速試驗(yàn)方法，根據(jù)不同材料和不同性能的考核要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的加速試驗(yàn)方法并標(biāo)準(zhǔn)化，以提高實(shí)驗(yàn)方法的通用性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性，交叉對(duì)比老化模型對(duì)不同材料加速老化數(shù)據(jù)的適用性。

（4）協(xié)同效應(yīng)在硅泡沫多因子加速老化中的作用尚不明朗，目前相關(guān)研究較少。協(xié)同效應(yīng)對(duì)材料加速老化的影響機(jī)制是未來(lái)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。今后研究中應(yīng)重點(diǎn)考慮材料的微觀結(jié)構(gòu)和輻照損傷機(jī)理，以及由協(xié)同作用引起的新的老化機(jī)制，將硅泡沫服役老化過(guò)程中的宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu)以及熱-氧-輻照損傷機(jī)制聯(lián)系起來(lái)，建立物理意義明確的多因子加速老化模型。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明岳動(dòng)華完成了文獻(xiàn)分析、整理、歸納和綜述初稿撰寫(xiě)；靳凡、韋利明、王羅斌三人參與了文獻(xiàn)調(diào)研和討論，并對(duì)初稿進(jìn)行修改。全體作者均已閱讀并同意最終的文本。