ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование микротрещин из "Механические свойства твёрдых полимеров" Образование микротрещин в полимерах проявляется в двух формах. Во-первых, появляются интерференционные эффекты, наблюдаемые в виде серебрения поверхности разрушения, например, в полиметилметакрилате, как показано на рис. 12.13, а. Во-вторых, когда определенные полимеры, особенно полиметилметакрилат и полистирол, подвергаются растяжению в хрупком состоянии, то при некотором растягивающем напряжении появляются непрозрачные полосы в плоскостях, нормаль к которым совпадает с направлением растягивающих напряжений, как это показано на рис- 12.13, б. [c.325] Поверхностные аффекты в полиметилметакрилате были первоначально описаны Хигучи [29] и Берри [30]. Берри и позднее Камбур [31] много сделали для того, чтобы изучить природу этих микротрещин, образующихся на поверхности, и их изменение в зависимости от типа образца и условий разрушения. Камбур подтвердил, что строение слоев, прилегающих к поверхности разрушения в полиметилметакрилате, качественно аналогично структуре областей с внутренними микротрещинами в этом полимере, на том основании, что показатели преломления их были одинаковы. Как поверхностные слои, так и микротрещины в объеме оказываются состоящими из ориентированного полимера пониженной плотности, образовавшегося при ориентации макромолекул в необычных условиях растяжения, когда отсутствует возможность сжатия в поперечном направлении, в то время как местные деформации могут достигать значений порядка единицы, т. е. полимер подвергается неоднородной холодной вытяжке. [c.327] Особенно интересно отметить, что полимер, содержащий внутренние микротрещипы, все еще может выдерживать очень высокие нагрузки (примерно 2-10 дин/см в полистироле) даже тогда, когда микротрещипы распространяются по всей площади псшереч-ного сечения. [c.327] Было высказано предположение [32] о двухстадийности процесса разрушения стеклообразных полимеров, а именно вначале формируется тонкий слой материала, содержащий микротрещины, и затем микротрещина растягивается вплоть до разрастания ее в макроразрыв. [c.327] Расчет Камбур а [31] работы пластической деформации, происходящей при образовании микротрещипы, приводит к значениям примерно 2-10 эрг/см, что составляет только около 15% от измеренного значения параметра работы создания поверхности. Автор отмечает, что сам процесс прорастания микротрещипы может сопровождаться большой затратой работы на создание пластических деформаций. [c.327] Граница области, в которой находятся микротрещипы, совпадает в хорошем приближении с контуром, отвечающим линиям постоянных значений наибольшего главного напряжения а . Это показано на рис. 12.14, где числа у контуров означают напряжения в расчете на единицу приложенного внешнего усилия. Следует отметить, что при малых значениях напряжения не представляется возможным провести различие между контуром постоянных значений и контуром, отвечающим постоянным значениям первого инварианта тензора напряжения /1 = + а . Однако в целом полученные результаты находятся в большем согласии с критерием образования микротрещин, исходящим из значения максимального напряжения, чем из значений / , и, кроме того, как говорилось выше, направление образования микротрещин согласуется с ориентацией максимального главного напряжения. [c.329] Хотя точный вид уравнения, определящего условие возникновения микротрещин, остается неясным, спериментальные данные показывают, что гидростатическая составляющая напряжения играет большую роль в образовании микротрещин, так же как она играет большую роль в возникновении шейки (см. раздел 11.6) . [c.329] Вернуться к основной статье