[发明专利]一种导电橡胶的弹性模量获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电橡胶弹性模量检测技术，特别是一种导电橡胶的弹性模量获取方法。

背景技术

近些年来，随着电子工业的发展，电磁波屏蔽密封材料需求不断扩大。导电橡胶作为复合导电高分子材料中的一种，是以橡胶弹性体为基体加上导电填料制成，既保留了基体橡胶的弹性，又具有导电填料的导电性。

导电橡胶中的弹性体既可以是通用橡胶，也可以是聚氨酯、硅橡胶和氟硅橡胶等特种橡胶。

导电橡胶制品已广泛地用于航天、飞机制造和机械制造业、医学、电气及电子工业，可作为传感器、电阻器、加热器、弱电流的整流系统等，也可用于电子仪表和系统的电屏蔽和防漏电，以及用来生产防静电的其它许多制品。

抗电磁干扰用屏蔽橡胶是密封件市场中发展最快的一部分，越来越多的被用于电子与通讯设备及装置上。抗电磁干扰屏蔽导电橡胶也已应用于高度完整的商用电子，计算机、通讯、医疗设备。其中，电磁相容性EMC和EMI的电磁防护被认为是至关重要的两个因素，其典型的应用领域是通讯设备、微波无线电设备和计算机控制系统的电磁屏蔽。

导电橡胶的力学变形情况会直接影响电子设备的电磁屏蔽效果，影响电子产品的使用特性，以及能否通过民品或军品严格的电磁兼容测试实验。

弹性模量是导电橡胶这种复合材料重要的参数之一。然而，在大多数情况下，导电橡胶的弹性模量是不被告知的。而且，导电橡胶的弹性模量是与橡胶的材料组成、工作环境等因素有关，不是一个恒定值。

从宏观角度来说，弹性模量是衡量导电橡胶抵抗弹性变形能力大小的度量，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映，凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量。

关于普通橡胶弹性模量的测量方法GB/T 7757-2009/ISO 7743：2007《硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力应变性能的测定》中予以了规定。标准中规定了三种测定方法：

方法A是将标准试样与金属板加润滑剂相配进行测试(对圆柱体的端面横截面为受力面进行压缩实验)。

方法B和方法A相似，只有试样组件的配合方式不同，也是对圆柱体的端面横截面为受力面进行压缩实验。

方法C使用产品或产品的一部分并且金属板经润滑剂润滑。对于异型件，应使用50mm～100mm长作为试样(如果有必要增加力的读数，也可一起使用两条这种异型件)。对于内径50mm～100mm的环状产品，可使用整个产品。对于小产品，可将多个产品并排平行放置进行试验，以增加力的读数。

由上述标准测试过程可以看出，A、B方法只适用于端面轴向压缩且截面形状不发生变化的橡胶压缩情况。然而，在实际应用中，导电橡胶有很多情况下受到的是径向非均匀性压缩，(如图1所示)导电橡胶在径向压缩时，其受力与轴向压缩时并不相同。此时，试件从上到下的截面形状与尺寸不相同，故而并不能够简单地套用标准弹性模量试验中的弹性模量数据。径向压缩时，在受力方向上的导电橡胶截面为变化的长方形，径向压缩和轴向压缩体现出的变形与受力特征差异非常大，所获取的弹性模量差异也很大，是两种完全不同的压缩方式。

如果采用C法，所测试导电橡胶的尺寸受到限制，如果我们采用的导电橡胶条的尺寸偏小，变形量最小可能达到百分之一毫米级别。此时施加在试样上面的力会因为量值太小而无法显示。

所以，传统的弹性体A、B、C测试方法对于获取径向压缩的导电橡胶弹性模量都不适用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种导电橡胶的弹性模量获取方法，以便为导电橡胶力学仿真、电磁兼容仿真测试等工作提供技术支持。

本发明的目的是这样实现的，一种导电橡胶的弹性模量获取方法，至少包括如下步骤：

一、建立已知参数导电橡胶的弹性模量库

(1)获取不同直径导电橡胶的受力与变形数据；

(2)描述不同直径的导电橡胶受力与变形曲线；

(3)判断线段是否需要采用分段一次多项式插值法外推橡胶条的受力值；需要继续步骤(4)；不需要转步骤(5)；

(4)采用分段一次多项式插值法外推导不同给定直径的橡胶条的受力值；

(5)依据弹性模量公式：

计算线性段的弹性模量；

式中：σ─单位面积上承受的力；ε─外力作用下的相对形变；定义工程中实用的弹性模量，即：单位长度上导电橡胶受到的压缩力与相对形变的比；

(6)将测量值存入存贮器；

二、根据建立的数据库查询需要的导电橡胶弹性模量值

(7)输入相同参数不同直径导电橡胶的直径值；