Образование - трещина - серебро
Cтраница 2
Таким образом, для области выше Гхр и ниже Тс характерно образование трещин серебра, приводящее к растрескиванию полимеров. Образование трещин серебра представляет собой первый этап разрушения, состоящий в накоплении повреждений. [16]
 |
Морфология трещин серебра в стеклообразных полимерах. [17] |
Трещины серебра напоминают пену с открытыми ячейками, диаметр полостей и участков полимера которой в среднем равен - 20 нм. При дальнейшем растяжении продолжается процесс образования трещин серебра. Уменьшение модуля упругости и предела вынужденной эластичности с увеличением деформации объясняется уменьшением плотности, вызванного этой деформацией, и последующего увеличения коэффициента концентрации напряжения на микроскопических элементах полимера, содержащего трещины серебра. [18]
В этом разделе будет рассмотрена главным образом природа одновременного влияния на механические свойства материала механических параметров и параметров окружающей среды. Одно из самых интересных явлений в данной области - образование трещины серебра под действием окружающих условий - будет рассмотрено в заключительной главе. [19]
В цитированной литературе рассматриваются другие особенности процесса разрушения, которые могут быть получены с помощью фрактографического анализа. Это - влияние линий Валнера на положение ребер [61, 196, 200], разрушение без образования трещин серебра в ПС с низкой молекулярной массой [155], задержка разрыва трещин серебра при усталости материала ( разд. [20]
Из этих ограниченных наблюдений следует, что трещина не может распространяться. Необходимы дальнейшие исследования для объяснения этого явления, при этом аналогичное поведение наблюдалось в линейных полимерах, таких, как полистирол и полиметилметакри-лат ( ПММА), в которых образование трещин серебра приводит к появлению двух ветвей на зависимости а - К. [21]
Экстраполируя Q ( Gj) до значения GIC ( при я140 м / с), он получил, что количество рассеиваемого тепла Q ( а - 140 м / с) Qo соответствует лишь 57 % критической удельной энергии разрушения Gjc. Анализ образования трещин серебра в образце ПММА методом акустической эмиссии ( АЭ), выполненный Редером [188], подтверждает эти выводы. Образование таких трещин ( переход / 4 - С на рис. 9.14) не вызывало сколько-нибудь заметного увеличения акустического сигнала, тогда как превращение трещины серебра в обычную трещину ( C - D) можно было проследить этим методом даже на более ранней стадии, чем с помощью оптического микроскопа. [22]
Факт разрыва цепи при разрушении трещины серебра был выявлен на основе предыдущих данных термических, механических и акустических исследований. Его прямое обнаружение методом ЭПР затруднено из-за ограниченного числа трещин серебра, которые одновременно могут достигать условий разрыва. Неизвестно никаких количественных данных относительно возникновения свободных радикалов при образовании трещин серебра. [23]
При таких условиях распределение очагов повреждений и их рост на начальной стадии внешнего нагружения однородно по объему образца. В таком случае неоднородное разрушение определяется как процесс, противоположный однородному разрушению, или как процесс разрушения, вызываемого распространением трещины. В данном случае трещины, надрезы, включения или сконцентрированные зародыши трещин действуют как концентраторы макроскопического напряжения, которые, по существу, ограничивают дальнейший рост повреждения ближайшим окружением имеющихся там дефектов. Явление образования трещины серебра включено в данную главу в связи с хорошо различимыми в ней структурными неоднородностями и несмотря на тот факт, что новые трещины серебра могут формироваться с увеличением напряжения в произвольных местах, где имеются зародыши. [24]
По внешнему виду трещины серебра в полимерах ( рис. 9.8, а) подобны давно известным очень тонким трещинам, образующимся на поверхностях таких неорганических материалов, как керамика. Следовательно, области, содержащие трещины серебра, способны нести нагрузку в отличие от областей с обычными трещинами. Явлению образования трещин серебра в последние 30 лет уделялось все большее внимание. [25]
Скибо и др. [191] для ПС получили 600 - 1400 циклов. Ширина таких полос роста хорошо соответствовала размеру пластической зоны гр, рассчитанному по модели Дагдейла. Подобный механизм подтверждает модель образования трещины серебра, приведенную в гл. [26]
Липатов и Фабуляк [112] отмечают важность процессов низкотемпературной релаксации, связанных с движениями боковых цепей. В образцах с большим отношением поверхности к объему эти релаксационные процессы смещены в сторону более низких температур. Утверждается, что это облегчает образование трещин серебра. [27]
В исследованиях Маршалла и Уиль ямса и др. [52, 102, 133, 151, 164], Нарисава и др. [127], Китагава и др. [144], а также Кренца и др. [159-160] рост трещин серебра и ползучесть были связаны с параметрами механики разрушения. Грэхем и др. [164] моделировали трещины серебра в ПММА линейной пластической областью, на которую действует напряжение образования трещины асг. Установлено, что между Km и асг имеется явная линейная связь. Подобные исследования влияния растворителей на образование трещин серебра в ПС методами механики разрушения были выполнены Кренцем и др. [159-160] с помощью голографи-ческой интерферометрии. [28]
Физико-химические воздействия жидких сред могут повлиять на начало роста, распространение или разрыв трещины серебра в термопластичном полимере. По-видимому, жидкость должна диффундировать в полимер, чтобы повлиять на начало роста трещины серебра. Нарисава [119] определил критические напряжения а, образования таких трещин в тонких пленках ПС и ПК, находящихся в контакте с различными спиртами и углеводородами. На основании этих результатов он пришел к выводу, что слабое набухание микроскопического слоя поверхности материала является необходимым и достаточным условием, чтобы вызвать образование трещин серебра. [29]
Маршалл и др. [102], а также Нарисава и др. [127] установили, что это связано с начальным коэффициентом интенсивности напряжений Ко, который управляет процессом начала роста трещины серебра на вершине надреза. В случае ПММА и ПК, погруженных в метанол или керосин, существуют критические значения Km, ниже которых не происходит возникновения трещины серебра и ее роста. Этот факт можно понять с учетом дискретных размеров сегментов цепи и пустот, которые будут формироваться в процессе образования трещины, с учетом того, что плотность накопленной энергии упругой деформации ограничена ( рис. 9.3), а также с учетом того, что пластические деформации исключают особенности напряжения. Маршалл и др. [102] на основании своих данных приходят к выводу, что образование трещины серебра происходит в случае, когда в материале у вершины надреза достигаются условия критической деформации или происходит раскрытие трещины. [30]
Страницы: 1 2 3