Статья по теме: Пластическую деформацию

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Перенапряжения в вершине микротрещины могут также вызвать пластическую деформацию кристаллита без полного разрушения его кристаллической решетки. Пластическая деформация происходит в кристаллите не в любом направлении, а только в том, которое совпадает с плоскостью скольжения в кристаллической решетке. Наличие плоскости скольжения легко проследить на примере кристалла поваренной соли, где она проходит так, что по одну ее сторону располагаются положительные ионы, а по другую сторону отрицательные. Перемещение по такой плоскости всегда оставляет положительные ионы в поле отрицательных и не требует поэтому затраты большой энергии, поскольку не требуется одновременного разрыва связей в кристаллической решетке. В полимерных кристаллитах, в особенности ориентированных под небольшим углом к направлению действия силы, пластическая деформация может развиваться за счет параллельной укладки сегментов макромолекул в ламелях. При этом следует особо подчеркнуть, что все процессы пластической деформации кристаллита (ламели) или даже его пластического разрушения происходят при сохранении неразорванными проходных макромолекул, которые обеспечивали связанность исходных ламелей и обеспечивают связанность ламелей после их перестройки в процессе деформации.[3, С.185]

Последующее молекулярное описание одноосного деформирования неориентированного частично кристаллического полиэтилена характеризует пластическую деформацию волокон, образующих термопласты со сферолитной структурой. Оно может служить иллюстрацией большого разнообразия механизмов деформирования. При деформациях менее 1 % выявляют анизотропные упругие свойства кристаллов (орторомбического) полиэтилена [57] и аморфного материала [53]. При тех же самых условиях имеют место неупругие деформации СН2-групп [) и сегментов цепей, которые обусловливают низкотемпературные Р-, у- и б-релаксационные механизмы [10, 56]. При больших деформациях (1—5%) происходит дополнительное изменение сегментов цепи, их относительного положения и конформацион-ные изменения (поворот связей). Подробное исследование поведения цепей в аморфных областях было выполнено Петракконе и др. [53]. В кристаллических областях под действием деформаций такого же порядка возникают дислокации и дислокационные сетки (наблюдаемые в ламеллярных кристаллах в виде муаровых узоров). В зависимости от условий внешнего нагружения и типа дислокаций их движение вызывает пластическую деформацию кристалла путем двойникования, смещения плоскостей или фазового перехода орторомбической ячейки в моноклинную. Обширный обзор деформирования полимерных монокристаллов был дан Зауэром и др. [57] и в книге Вундер-лиха [3]. Детальный расчет вклада различных структурных элементов и дефектов в деформирование частично-кристаллических полимеров можно найти во многих статьях, из которых здесь приводятся только некоторые [47—62]. Хотя упомянутые выше эффекты обусловливают нелинейность зависимости напряжение—деформация, первоначально существовавшая надмолекулярная организация все еще сохраняется. Подобная деформация называется однородной.[1, С.41]

Несколько иная двухфазная система с сильными связями на границах фаз получена на основе трехблочных сополимеров типа бутадиен-стирольного сополимера. Как показано в гл. 2, молекула такого сополимера состоит из твердых концевых блоков (стирол), соединенных центральными эластомерными блоками (бутадиен). Блоки стирола накапливаются и образуют небольшие домены, которые выполняют роль сшивок, вызывая резине/подобную эластичность блочного сополимера при температурах окружающей среды и обусловливают пластическую деформацию при высоких температурах. Для выяснения механизма разрушения таких систем было бы полезно определить, в какой из фаз чаще всего происходит разрыв молекулярной цепи. Прямые пути решения данной задачи заключались бы в разрушении материала и анализе сверхтонкой структуры образующихся в результате спектров ЭПР. Однако в интервале температур от температуры жидкого азота до комнатной температуры деформирование растяжением не вызывает накопления свободных радикалов в количестве, достаточном для их обнаружения. Вследствие этого Деври, Ройланс и Уильяме [36] использовали менее убедительный, но более доступный метод сравнения спектра бутадиен-стирольных блочных сополимеров (SBS) с отдельными спектрами стирола и бутадиена. Эти исследования были выполнены при температуре жидкого азота путем измельчения материала с целью увеличения поверхности разрушения. При низкой температуре радикалы становились более стабильными и, по-видимому, «замораживались» на стадии первичных радикалов. Сравнение спектров трех материалов показало, что спектр SBS содержал все линии радикала бутадиена, но не содержал линий радикала стирола. Поэтому радикал системы SBS был отнесен к фазе бутадиена. К сожалению, в данных исследованиях не удалось выяснить, был ли радикал, полученный при измельчении в условиях низких температур, тем же самым, что и образовавшийся в нормальных условиях при комнатной температуре, и являлся ли обнаруженный радикал первичным или вторичным.[1, С.219]

Если, следуя Розенблюму [109], учесть пластическую деформацию и заменить верхний предел интегрирования пределом текучести, то из уравнения (6.60) получается:[10, С.224]

Относительное остаточное удлинение после разрыва представляет собой пластическую деформацию и невосстановленную часть высокоэластической, которые сопровождают процесс разрыва рези-[2, С.70]

В каучуках и резиновых смесях пластическая и эластическая деформации развиваются одновременно, поэтому чисто пластическую деформацию удобно наблюдать в стационарном режиме те-[6, С.67]

Мольский и Глинка ;[4.37] предложили энергетический метод расчета концентрации напряжений вблизи надреза, учитывающий пластическую деформацию твердых тел и использующий линейное приближение механики разрушения. Энергия деформации, отнесенная к единице объема, около вершины надреза равна W* = Ee,*2/2=a**/2E, упругая энергия на единицу объема в образце W=Es2/2—w2/2E. Следовательно, коэффициент концентрации напряжения p = a*/cr= (W*/W)1/2. Авторы рассчитали W*, используя значение предела текучести твердого тела, которое для многих материалов практически равно значению предельной прочности оп (следовательно, р«сг„/0). Проверка, проведенная для выточек металлов с круговой формой на конце выточки, показала хорошее согласие теории с экспериментальными данными.[13, С.81]

Предполагалось, что указанная зависимость от молекулярного веса обусловлена следующим. Измеряемый параметр работы создания поверхности включает пластическую деформацию материала в области, прилегающей к вершине трещины (рис. 12.12). В поли-метилметакрилате и полистироле пластические деформации осуществляются в области, которая затем составляет объем микротрещин * (подробно микротрещины рассмотрены в разделе 12.3). Эти микротрещины характеризуются толщиной примерно (5 -L- 6) 102 А. Берри рассчитал, что молекулярный вес полностью растянутой молекулы полиметилметакрилата указанной длины[11, С.323]

В вязко-текучем, состоянии полимер представляет -еэбой жидкость и способен необратимо течь под воздействием сравнительно небольших внешних напряжений, т. е. проявлять пластическую деформацию. При течении происходит перемещение целых макромолекул относительно друг друга. Деформация в вязкотекучем состоянии может развиваться бесконечно и носит необратимый характер. Вязкотекучему состоянию соответствует участок III на рис. II. 5.[7, С.26]

К методам оценки поверхностной энергии твердых тел относятся и методы, основанные на измерении энергии разрушения: методы раскалывания, трещин, расщепления [4, с. 9]. Методом раскалывания оказалось возможным оценить значение поверхностной энергии кристаллов хлорида натрия и некоторых других галогенидов щелочных металлов, причем экспериментальное значение оказалось близким к теоретическому. Несмотря на то что в этих методах практически невозможно контролировать долю энергии, которая затрачивается на пластическую деформацию кристаллов и выделяется в форме тепла, методами разрушения, особенно при низких температурах, можно получить вполне надежные результаты [42, 43]. Известны опыты по расщеплению слюды [4, 44—46]. Оказалось, что в вакууме расщепление слюды по плоскости спайности происходит практически обратимо: если под отщепленный листочек слюды ввести клин, а затем удалить его, при повторном эксперименте на отщепление затрачивается такая же работа, как и в первом случае. По значению этой работы можно рассчитать поверхностную энергию слюды. Этим методом измеряли поверхностную энергию и некоторых других тел [47]. j Поверхностную энергию стекла также измеряют методом трещин. Этот метод заключается в том, что на образце делают сквозную, но не доходящую до краев трещину. Затем образец растягивают перпендикулярно трещине и определяют то критическое напряжение, при котором начинается рост трещины. Из значения этого напряжения вычисляют поверхностную энергию [4, 48]. Следует еще раз подчеркнуть, что при всех механических методах измерения поверхностной энергии твердых тел часть энергии расходуется на неупругие деформации, трение и другие побочные явления, необратимо переходя в теплоту. Это необходимо иметь в виду при анализе экспериментальных данных.[12, С.55]

Об этом много написано, и мы ограничимся схемой рис. XV. 1. На G, Т — диаграмме жидкое (аморфное) и кристаллическое состояние разделены одним или несколькими промежуточными состояниями, различающимися друг от друга уровнем и характером порядка и лишь в более редких случаях (пластические кристаллы) уровнем агрегатности, сводимым ъсе к тому же порядку, но проявляющимся в механических свойствах (нормальные кристаллы должны быть хрупкими, а не пластичными, впрочем, мы уже упоминали, что они тоже способны претерпевать пластическую деформацию сдвига).[5, С.349]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь