химический каталог




Высокомолекулярные соединения

Автор A.M.Шур

.

Опытами С. Н. Журкова было установлено закономерное повышение прочности на разрыв стеклянных и кварцевых волокон с уменьшением их диаметра, причем после протравливания плавиковой кислотой нитей диаметром порядка нескольких микрометров прочность практически достигала теоретической величины.

Возрастание прочности нити по мере уменьшения диаметра представляет собой чисто статистическое явление, основанное на том, что вероятность наличия неоднородностей или трещин у толстых волокон больше, чем у тонких. В процессе изготовления образца часть неоднородностей возникает в глубине его, а часть на поверхности, при этом вероятность появления таких неоднородностей на поверхности пропорциональна ее величине. Вследствие

разного рода химических и атмосферных воздействий вышедшие на поверхность неоднородности становятся наиболее «опасными», с них и начинается разрыв. Со снижением диаметра нити уменьшается ее поверхность и, следовательно, вероятность образования самых опасных неоднородностей, что и приводит к наблюдаемому возрастанию прочности.

Уменьшение механической прочности объясняется тем, что по краям неоднородностей, микротрещин и других дефектов создается повышенное напряжение по сравнению со средним. На рис. 111

!

приведено распределение напряжения

по сечению в образцах с надрезами заостренной и закругленной формы. Высота ординаты соответствует напряже*

нию в точках, расположенных в плоскости, проходящей через надрезы на

различных расстояниях от поверхности

образца. Максимальное напряжение в

вершине надреза (в точках а) в несколько раз превышает среднее значеI 1?тп I Миг I ние напряжения и больше при зага д\

Рис 111. Распределение напряжения в образцах с надрезами

S 1 г остренной форме, чем при закругленной. Так как надрезы играют примерно такую же роль, как и трещины, неоднородности в образце и т. д., можно сделать вывод, что напряжение в вершине поверхностной трещины может оказаться намного выше среднего напряжения, определяемого как отношение усилия к подеречному сечению, и достичь значения, близкого к теоретической прочности. Естественно, что под действием такого напряжения трещина начинает расти, сечение образца еще больше уменьшается, что приводит к возрастанию среднего значения напряжения и т. д.

* Ф Бики, развивая представление о последовательности разрыва химических связей полимерного образца в процессе его разрушения и полагая, что после расщепления одной из связей увеличивается нагрузка на еще иеразорванных (и, следовательно, вероятность их разрыва), получил для долговечности выражение, сходное с уравнением С. Н. Журкова.

Согласно статистической теории хрупкой прочности Александрова и Журкова [24] разрыв происходит не одновременно по всей поверхности разрушения, а последовательно, постепенно *. Процесс начинается у самой опасной трещины или неоднородности (чаще всего на поверхности образца), где перенапряжение близко к теоретической прочности. С ростом этой первичной трещины увеличивается среднее напряжение на оставшемся уменьшенном сечении, вследствие чего перенапряжение на- других, уже внутренних дефектах тоже достигает критического значения, а это приводит к появлению и развитию новых вторичных трещин. Образец разрывается в результате постепенного слияния всех трещин.

У полимеров, кроме того, существенное значение может иметь наличие неоднородностей, обусловленных образованием из макромолекул различных, более крупных структурных элементов. Если к тому же полимерные цепи достаточно гибки, сравнительно небольшие напряжения, преодолевающие слабые межмолекулярные силы и направленные перпендикулярно оси данного участка макромолекулы, смогут вызвать отрыв его от соседнего участка, что тоже приведет к возникновению трещины.

Процесс хрупкого разрушения полимерных стекол делится на две стадии: первая, сравнительно быстрая, когда возникают и растут первичные трещины, и вторая, более медленная, при которой напряжение в вершине одной из первичных трещин достигает определенного предела, после чего происходит быстрое разрастание этой трещины через все сечение образца. Первичные трещины могут возникать при меньших напряжениях, чем теоретические, так как при росте механического напряжения снижается энергия активации, необходимая для разрыва межмолекулярных или химических связей; при этом благодаря флуктуации теплового движения, т. е. перераспределению энергии макромолекулы, может создаться местная концентрация сил, достаточная для такого разрыва.

Процесс развития трещин тесно связан с релаксацией напряжения. Особо велика роль этого явления у вершины трещины, где напряжение достигает максимального значения. В связи с тем что время релаксации быстро падает с ростом напряжения (с. 412), происходит выравнивание напряжения (снятие пиков), что задерживает преимущественный рост какой-либо определенной трещины Именно поэтому успевают развиться наряду с первичными трещинами и вторичные. У силикатных стекол, у которых релаксация напряжения практически отсутствует, разрушен

страница 172
< 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

Скачать книгу "Высокомолекулярные соединения" (7.26Mb)


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

 

 

Реклама
борцовки в казани
Вешалки для спальни Бюджетные
ремонт заднего крыла ваз 2104
купить подставку для цветов в екатеринбурге

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
(04.12.2016)