химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)

Автор главный редактор В.А.Каргин

дач, транспортерных лент, уплотнений, полов, деталей насосов, грохотов, различных элементов одежды, обуви и др.

В процессе И. происходит отделение материала с поверхности трения. Интенсивность линейного износа при заданных внешних условиях оценивают безразмерной величиной IA=Ah/AL=AV/AAL, где Ah — толщина истертого слоя; AV — его объем; AL — путь трения; А — номинальная площадь поверхности трения. Износ характеризуется также энергетич. показателем

IW=AV/W (где W — работа трения), к-рый учитывает интенсивность внешнего воздействия.

Механизм износа. Износ — сложный вид разрушения материала, связанный со спецификой как поверхностных слоев, так и процессов, происходящих в местах контакта с истирающим контртелом. Износ полимерных материалов осложняется спецификой их поведения при механич. нагружении, ролью физич. состояния и его связью с режимом нагружения, механизмом деформирования, процессами деструкции и т. д. Материал изнашивается вследствие неровностей, всегда имеющихся на поверхности трения. В местах контакта неровностей возникают местные напряжения и деформации. При скольжении происходит многократное нагружение зон контакта и их усталостное разрушение. Число актов нагружения, необходимых для разрушения, зависит от исходной прочности материала, его сопротивления утомлению п от условий нагружения и может достигать миллиона. При этом износ идет как фрикционпо-контактный усталостный процесс. В частном случае, когда контактные напряжения достигают исходной прочности материала (либо материал непрочен, либо велико воздействие), разрушение происходит за один или несколько актов воздействия. При этом наблюдаются наиболее интенсивные виды износа, различающиеся способом отделения частиц: абразив-н ы й, когда велико внедрение выступов контртела (микрорезание), и когез ионный, когда уд. силы трения достигают прочности («схватывание»— для твердых тел, «скатывание»— для резин). Различные виды износа характеризуются разной картиной поверхности истираемого полимера (рис. 1).

Один вид износа может переходить в другой. Поэтому важно знать критич. значения параметров процесса, отвечающих переходу к опасным видам износа. Эта проблема еще не решена.

Представления об износе как об усталостном процессе выражается соотношением I~Vjn, где V — Деформированный объем; п — число актов нагружения, необходимое для разрушения. Величина п определяется усталостной кривой, к-рая описывается ур-нием

7 „pl + p-tEt (I-P)-I

где а о и с — соответственно исходная прочность и прочность после п циклов; е0 и е — соответственно деформации при разрушении (аналогичные удлинению при разрыве); t — характеристика, связывающая усталостную выносливость с напряжением или деформацией; / — коэфф. трения; — фактич. контактное давление. Приближенные соотношения таковы: для упругих и высокоэластич. контактных деформаций

^)'~(*Г" (-*-)' <»

t0

(4)

для пластического контакта i + 5

' г „ sin а \ 2 /2 f.\t I . , \

УН

где v0— скорость частиц в струе; а0— угол атаки; /с — коэффициент трения при соударении:

(5)

и„ cos a„- vu cos а.,.

va sin a„+ vK sin aK

где vK и aK— скорость и угол соответственно после отскока.

При абразивном износе I ~р, что подтверждается опытными данными для резин, пластмасс и др. твердых тел.

Износ — кинетический (временной) процесс. Поэтому износостойкость 1/7 пропорциональна механич. долговечности т, т. е. времени разрушения поверхностного

(2)

для пластич. и вынужденно-эластич. деформаций

_P__\l+fit ( ef \t Н

где р — поминальное удельное давление; Е — динамич. модуль упругости полимера; и — его твердость; р — безразмерная характеристика гладкости контакта. Эти формулы справедливы при скольжении. При качении с проскальзыванием следует учесть, что износ возрастает также с ростом степени скольжения S, причем I~S*1 + W.

При эрозионном износе (в струе): для упругого контакта

Е

/ ~ (i;0 sin а)

2 + А,

(ctga-/.) (3) слоя в поле мехапич. сил; Согласно термофлуктуацион-ной теории прочности т~ехр[(?/0— ya)/RT], где U0— энергия активации разрыва химич. связей в полимерах, RT — энергия теплового движения, флуктуации к-рой разрушают химич. связи, ослабленные механич. полем уо(у — структурно-чувствительный коэффициент, определяющий эффективность действия разрушающего напряжения с, см. Долговечность). При износе нагружение дискретно, но принцип суммирования повреждений позволяет считать износостойкость, аналогично усталостной выносливости п, пропорциональной статич. долговечности т. Отсюда

/~ exV[-(U0-'Afpb)/RT] (6)

причем к — структурно-чувствительный коэффициент, эквивалентный у; в частности, К растет при пластификации вследствие ослабления межмолекулярного взаимодействия./Для ряда эластичных пластиков экспериментально показано, что значение U 0 такое же, как при простом разрыве и термохимич. деструкции. Ф-ла (6) справедлива, когда неизменны физич. состояние и механич. поведение полимера; в противном случае нужно пользоваться выражением (7) (см. ниже). При абразивном износе значения механич. напряжения так велики, что износ уже не носит термофлуктуационного характера и является безбарьерным и одноактным процессом.

'При износе полимер подвергается механохимич. деструкции в тем большей степени, чем больше актов деформации (утомления) необходимо для разрушения. Стабилизаторы, увеличивающие стойкость полимера к термохимич. воздействию и утомлению, часто повышают износостойкость при усталостном истирании.

Зависимость износа от внешних условий. Экспериментально наиболее изучено влияние нагрузки (давления), к-рое описывается соотношением вытекающим из ф-л (1) и (2). Для абразивного износа а

равно 1, для усталостного — 2—4 (иногда и выше), что согласуется с ф-лами (1) и (2), т. к. а= l-f-fW (рис. 2).

От скорости скольжения интенсивность износа зависит лишь в тоймере, в какой скорость наРис. 2. Сопоставление значений а и T для резин- 1 — ненаполненные каучуки СКБ, СКН-18, 2— саженаполненные каучуки СКБ. СКН-18, СКН-26, СКН-40, 3 — ненаполненный каучук СКН-26,

4 — ненаполненный хлоропреновый каучук с дибутилфталатом,

5 — саженаполненный каучук СКБ с противоутомителем 4010 (Г<-фенил-:Ы'-циклогексил-п-фенилендиамин); в — саженаполненный каучук СКН-26 с противоутомителем 4010, 7 — саженаполненный каучук СКН-26 с противоутомителем N, N'-дифенилэтилендиамином

груження влияет па упруго-прочиосткые характеристики материалов и на темп-ру трения. С одной стороны, для полимеров характерна временная зависимость свойств, а следовательно, износа. С другой — со скоростью связан саморазогрев, и соответственно сказывается темп-рная зависимость свойств. Первое должно быть характерно для малых скоростей, когда саморазогрев мал; второе — для высоких скоростей, т. к. темп-рная зависимость свойств полимеров значительно сильнее, чем временная.*

Что касается влияния скорости v на износ через изменение коэфф. трения (f=A-\-B lg v), то оно, согласно

ф-ле (6), приводит к соотношению к-рое означает

инвариантность 1^.

Температура определяет упруго-прочностные свойства полимеров и тем самым сильно влияет на износ. Зная зависимости показателей этих свойств от темп-ры, можно объяснить темп-рные зависимости износа. Качественно эта связь выражается соотношением

/ ИП (7)

Н(Г) о„ (Т) Е„ (Т) ^ I

Особенно существенно для полимеров влияние темп-ры в областях перехода от хрупкого поведения к вынуж-денноэластическому и далее — к вязкотекучему. Ниже темп-ры хрупкости износ с ростом темп-ры увеличивается из-за уменьшения прочности. Между темп-рами хрупкости и стеклования (область вынужденной высокоэластичности) износ с ростом темп-ры может уменьшаться, т. к. растет разрушающая деформация. Выше темп-ры стеклования влияние темп-ры м. б. различным в зависимости от степени изменения упруго-прочностных свойств и коэфф. трения. Если сохраняется физич.

структура полимера, влияние темп-ры на износ объясняется 1см. ф-лу (6)] и с позиций термофлуктуационной теории прочности. При рассмотрении влияния темп-ры необходимо учитывать как внешнюю темп-ру, так и разогрев вследствие трения.

Роль коэффициента трения сводится к тому, что сила трения определяет размер контактных напряжений и деформаций, а следовательно, и число циклов до разрушения. Поэтому коэфф. трения сильно влияет на износ» [см. ур-ния (1—4)]. Этот факт, играющий большую роль в технике, но не находивший объяснения до появления усталостной теории износа, трудно было выявить однозначно, т. к. нельзя варьировать коэфф. трения, сохраняя неизменными др. свойства пары трения.

Микрогеометрия контртела, совместно с нагрузкой и коэфф. трения, определяет значения контактных напряжений и деформаций и тем самым — механизм и интенсивность износа. Чем острее выступы контртела, тем вероятнее абразивный износ и больше значение /. Изменение размеров зерен абразива при сохранении их подобия не меняет относительной износостойкости различных материалов.

Роль инертной смазки сводится к уменьшению силы трения и шероховатости. Если же смазка агрессивна, износ определяется также изменением свойств одного или обоих членов пары трения.

Влияние газовой среды имеет аналогичную природу. Кислород воздуха, вызывая термоокислительные процессы, облегчает износ. Напротив, инертная атмосфера повышает износостойкость, уменьшая интенсивность термохимич. деструкции.

Связь износостойкости с другими свойствами полимерных материалов. Пути регулирования износостойкости. Наличие связи между износостойкостью и др. свойствами полимерных материалов [см. ф-лы (1) — (7)] позволяет влиять на их износостойкость (путем изменения деформационных и прочностных свойств), варьируя состав и структуру полимера. Связь износостойкости с каждым из показателей этих свойств неоднозначна, и, меняя один из показателей, невозможно оставить неизменными другие. Но при прочих равных условиях чем выше прочность, тем больше износостойкость. Эффективность активных наполнителей для повышения износостойкости резин и в нек-рых случаях пластмасс связана именно с этим обстоятельством.

Крайне важным свойством, опр

страница 249
< 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
starline b92 dialog цена
склеры недорогие
каркас лотос
петли армадилло купить

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
(08.12.2016)