химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)

Автор главный редактор В.А.Каргин

ф-ле: с= У~К/р, где р — плотность, К— коэфф., учитывающий упругие свойства среды. В полимерных материалах, свойства к-рых отличаются от свойств идеально упругой среды, характер распространения ЗВ зависит не только от параметров К и р, но и от вязкости, вязкоупругости, пластичности, а также от степени структурной неоднородности полимеров и их композиций. Все это обусловливает процессы дисперсии, интерференции и рассеяния ЗВ, их преломление и отражение на границах, где физико-механич. свойства среды изменяются вследствие ее структурной неоднородности. В связи с этим для полимеров характерна зависимость с от длины ЗВ X (геометрич. и физико-механич. дисперсия).

Геометрич. дисперсия связана только с влиянием геометрии полимерного образца-волновода на значение величины с и характеризуется отношением XI d, где d — поперечное сечение волновода. Если X значительно больше d, К=Н (Н — динамич. модуль упругости) и с=с0 (с0— скорость распространения ЗВ в стержне);

если X/d^-О, то К= (l+^^2vi), где р. — коэфф. Пуассона, и с—к?» (с»— скорость ЗВ в неограниченной среде).

Основные виды физико-механич. дисперсии — релаксационная, резонансная и темп-рная. В основе релаксационной дисперсии лежит установление равновесного состояния системы, к-рое требует определенной затраты времени. Для случая, когда время действия ЗВ Т много больше времени релаксации т среды, состояние последней остается практически равновесным. По мере уменьшения Т равновесное состояние все более нарушается, а при Т<х вообще не наступает. Это приводит к увеличению эффективной упругости среды, а вместе с ней и с. Все реальные полимеры обладают спектром т (см. Релаксационный спектр), что обусловливает непостоянство с, когда ЗВ изменяют свою частотную характеристику.

Аналогичные явления лежат в основе темп-рной дисперсии, к-рая определяется изменением условий обмена энергии между областями сжатий и растяжений вследствие наличия или отсутствия разности темп-р.

Резонансная дисперсия наблюдается в материалах (резонаторах), к-рые по физико-механич. свойствам отличаются от окружающей среды. В максимуме такая дисперсия проявляется при совпадении частотной характеристики ЗВ с собственной частотой резонаторов.

Дисперсия ЗВ обусловливает необходимость введения понятий фазовой Сф и групповой сгр скоростей. Скорость, с к-рой перемещается какая-нибудь определенная фаза колебаний, наз. фазовой и выражается соотношением:

2я ft— —

где t — время; х — расстояние, пройденное бесконечной синусоидальной (монохроматической) звуковой

волной. Групповая скорость — скорость распространения немонохроматич. группы (пакета) звуковых

волн, частоты к-рых мало отличаются одна от другой.

При физико-механич. дисперсии значения Сф и сгр не

совпадают, причем в зависимости от знака производной

dc^dX групповая скорость может быть меньше или

больше Сф. Это соответствует случаям нормальной и

аномальной дисперсии. Величину сгр можно определить по одно- или двухщуповой схемам. В последнем варианте (рис. 1) генератор ультразвуковых \~Т~\ > ГЦ""] > [ГТ"п

1 I If

колебаний периодически запускается от генератора пусковых

Рис. 1. Блок-схема импульсного измерительного прибора: 1 — образец;

2 — щуп-приемник; 3 — импульсный усилитель; 4 — индикаторное устройство; 5 — каскад задержки индикаторного устройства; 6—генератор пусковых импульсов; 7—каскад задержки генератора ультразвуковых колебаний; s — генератор ультразвуковых колебаний; 9 — щуп-излучатель.

импульсов через каскад задержки и вырабатывает кратковременные радиоимпульсы (серии колебаний ультразвуковой или звуковой частоты), разделенные большими, по сравнению с длительностью импульса, интервалами времени (паузами). Щуп-излучатель преобразует электрич. колебания в механич. и через тонкий слой контактной смазки или непосредственно передает их в исследуемый материал. Затем механич. колебания исследуемой среды принимаются щупом-приемником, усиливаются импульсным усилителем и подаются на индикаторное устройство.

Время прохождения ЗВ (от начала генерирования импульсов до принятия его переднего фронта) отсчи-тывается по шкале меток времени. Величину сгр рассчитывают по ур-нию: cTp=l/t, где I — путь, пройденный ЗВ (акустич. база); t=t„v—At; гпр—время прохождения импульса ЗВ, отсчитываемое по шкале прибора; At — время прохождения ЗВ через контактный слой.

Величина Сф определяется аналогично при монохроматич. ЗВ или импульсно-фазовым методом. В случае стоячей ЗВ, возбуждаемой в жестком полимерном

Рис. 2. Блок-схема аппаратуры для резонансных испытаний полимерных материалов: О — образец;

1 — возбудитель механич. колебаний; г — приемник механич. колебаний; з —? задающий генератор; 4 — усилитель мощности; 5, 6 — усилители электроннолучевой трубки (по горизонтальной и вертикальной оси соответственно); 7 — электроннолучевая трубка; 8 — блок питания, 9 — контрольный вольтметр; 10 — блок питания низкого напряжения.

стержне диаметром d, при X/d^S и l/d^S и использовании первой гармоники собственной частоты /0 продольных колебаний образцов Сф=2 lf0. Для определения /„ резонансным методом применяется аппаратура типа ИЧЗ-9 (рис. 2). Опоры размещаются в узловых точках (в местах нулевых амплитуд стоячей ЗВ), а возбудитель и приемник — в местах максимальных амплитуд. Плавно изменяя частоту генератора (возбудителя) и одновременно наблюдая по индикатору за изменением амплитуды ЗВ, легко отыскать амплитудный максимум Атах и по шкале генератора отсчитать соответствующую ему частоту собственных колебаний.

Для высокоэластичных полимерных материалов, сильно поглощающих ЗВ, этот метод недостаточно точен. В этом случае обычно применяют фазовый метод. Величину Сф вычисляют из соотношения

^ = -gj-Arc cos [к2 —У1 — 2ft2cos 2q> + fc4],

где к — отношение амплитуд Ах ЗВ в точках х=0 и х=1; ф —сдвиг фаз между ними; к и <р определяются с помощью автоматизированной электронно-акустич. установки, где отсчеты Ах и ф снимаются с самописцев. Для расчета Сф используют номограмму.

В твердых полимерах, кроме продольных ЗВ, могут распространяться поперечные (сдвиговые), поверхностные и др. волны (Релея, Лява, боковые волны Минтро-па). Скорость распространения этих волн значительно меньше, чем у продольных, и экспериментально ее определить сложнее. В анизотропных полимерных материалах скорости распространения ЗВ различны в разных направлениях.

Удельное акустическое сопротивление (импеданс) рс в н- сек/м3, или дин- сек/см3—акустич. аналог волнового сопротивления длинной телеграфной линии; характеризует способность материала воспринимать энергию от источника ЗВ и передавать ее в другую среду.

Коэфф. затухания а [нп/см] характеризует свойства полимерных материалов поглощать энергию ЗВ. При импульсном методе измерения (см. рис. 1) а

определяется отношением а=у1п^, где А0 и А,— соответственно амплитуды ЗВ в точках х=0 и х=1. При фазовом методе измерений

аф = "2ТАгссЬ l*2+V 1—2Л2 cos 2ф + &4]

Для определения аф используют номограмму.

В неоднородных и наполненных полимерных материалах а слагается из собственного поглощения и потерь энергии ЗВ на рассеяние от структурных частиц и наполнителя. Если последние по упругим свойствам существенно отличаются от среды (матрицы), то потери на рассеяние могут играть доминирующую роль.

Коэфф. а в значительной степени зависит от /. Характер этой связи в свою очередь определяется физико-механич. и физико-химич. свойствами полимерных материалов. С частотной зависимостью а и физико-механич. дисперсией связано явление элевтероза — выпадение более высоких гармоник и расплыв импульса при прохождении немонохроматич. пакета ЗВ.

Если пренебречь рассеянием, коэфф. а можно связать с логарифмич. декрементом затухания б соотношением а=-^-/, к-рое следует рассматривать как качественную зависимость. Коэфф. б определяется с помощью резонансного прибора (см. рис. 2) по ф-ле

VT fo '

где (/2—Д) — ширина амплитудного резонансного пика на уровне -4max/2; f1 и /2 — частоты колебаний, соответствующие амплитудам -4тах/2 до и после резонанса.

Акустическая усталость — усталостное разрушение полимерных материалов под воздействием интенсивных акустич. колебаний. Критериями акустич. усталостного разрушения являются количественные изменения физико-механич. характеристик, их комбинаций или появление видимых дефектов и трещин.

Усталостные свойства материала характеризуются кривыми о—N типа Велера, где а — циклич. напряжение, возникающее в опасном сечении при стоячих ЗВ, N=jt — количество циклов колебаний.

Определение усталостных свойств полимерных материалов при акустич. нагружении производится с помощью автоматизированных электронно-акустич. установок.

Свойство полимерных изделий и конструкций поглощать энергию ЗВ характеризуется коэффициентом звукопоглощения кзп к-рый определяется из соотношения:

кз п == /погл//пад ~ 1—кз.о', к$.о ==|°Т- »

пад

где к3_0 — коэфф. звукоотражения; /погл, /пад и /отр— соответственно интенсивности поглощенного, падающего и отраженного звука.

Величина А3.„ не является основной физико-механич. характеристикой полимерного материала, поскольку ее значение зависит не только от акустич. свойств самого материала (таких, как рс, а и б), но и от размеров, формы и способа крепления изделий и конструкций, а также их расположения и характера звукового поля.

Отношение /пад к интенсивности ЗВ, прошедшей через полимерный материал, наз, коэффициентом звукоизоляции к3 и. Последний обратно пропорционален коэффициенту звукопроводности (звукопроницаемости) fe3„p.

Коэфф. к3 „, к30и к3 пр измеряются в специальных ре-верберационных камерах, акустич. трубах и гидроаку-стич. бассейнах.

Акустическая дефектоскопия в практике неразруша-ющих испытаний. Акустич. методы удобны при исследованиях зависимости физико-механич. свойств полимерных материалов от темп-ры, т. к. они позволяют определить релаксационные спектры и темп-рные области переходов из одного состояния в другое, а также от различных условий нагружения (растяжение, сжатие, всестороннее гидростатич.давление и др.)

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)" (15.84Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить утеплитель для фасада
шашка такси самолет
концерт мерелин менсон заеазать билеты
ips 122

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.05.2017)