ие образца наступает раньше, чем могут распространиться вторичные трещины.

Релаксационные явления и связанная с ними вынужденная эластическая деформация приводят к тому, что первичные трещины, образующиеся при растяжении органического стекла, раскрываются настолько широко (на 0,5 мкм и более), что удается наблюдать их возникновение и развитие непосредственно под микроскопом и даже невооруженным глазом. Эта особенность органических стекол и подобных им полимеров позволяет получить прямые доказательства неодновременности разрыва образца и подтверждение теории хрупкой прочности. В пользу этих представлений также говорят результаты исследования поверхности, образующейся при разрыве образца (поверхность разрыва), на которой хорошо видна линия встречи трещин. У полиметил мет а -крилата эта линия представляет собой гиперболу, возникшую вследствие пересечения двух растущих с одинаковой скоростью трещин, одна из которых начала развиваться раньше другой. У полистирола кривые менее правильны, что, по-видимому, связано с неодинаковой скоростью распространения различных трещин или с зависимостью ее от времени. Иногда линии встречи трещин

почти прямые, что соответствует практически одновременному началу развития трещин. Отсутствие таких линий у силикатных стекол объясняется незначительным проявлением релаксации напряжения

Хрупкое разрушение полимерных стекол происходит в два этапа (см. с 419). На первом происходит растяжение^ на отрыв (рис. 112, а) за счет первичных трещии с образованием зеркальной поверхности разрыва; гиперболы, появляющиеся на второй стадии, представляют собой линии сколов, полученных при встрече фронтов двух трещин (рис. 112,6). Сливаясь, гиперболы образуют шероховатую поверхность. Поэтому на поверхности разрыва образца из полиметилметакрилата наблюдаются две зоны: зеркальная и шероховатая.

Рассмотренный разрыв полимерных стекол представляет собой в основном хрупкий разрыв. В идеальном случае хрупкий разрыв совершенно не сопровождается течением или другими релаксационными явлениями; сечение образца до и после его разрушения одинаково, а суммарная длина частей, полученных при разрыве, почти не отличается от первоначальной длины образца.

а

Рис. 112 Различные виды разрушения при растяже нии (полиметилметакри-лат)

а—на отрыв, б— на отрыв и скалывание

При достаточно больших скоростях нагрузки, когда релаксационные явления не успевают заметно развиться, совсем нехрупкие тела могут претерпевать хрупкий излом или разрыв. Как показали опыты М О.Корн-фельда и М. М. Рывкина с раствором канифоли в минеральном масле, даже у жидкостей можно наблюдать процессы, напоминающие хрупкий разрыв В этих опытах наносились боковые удары по струе раствора, имеющего вязкость 3000 П. При малых скоростях удара струя только изгибалась, но при скорости, превышающей 20 м/с, она разбивалась на отдельные «осколки», как тонкая стеклянная палочка. Следовательно, для проявления хрупкости решающее значение имеет соотношение скоростей нагрузки и релаксации Поэтому при низких температурах, когда время релаксации очень велико, полимерные стекла разрываются, как хрупкие тела.

В чистом виде хрупкий разрыв никогда не наблюдается и всегда сопровождается большим или меньшим проявлением релаксационных процессов Если у силикатных стекол они играют ничтожно малую роль, то у полимерных стекол, где развивается вынужденная эластичность, значение их уже несравненно больше.

При повышении температуры, когда время релаксации становится еще меньше, хрупкий разрыв уступает место вынужденноэластк-ческому разрыву. Появление такого разрыва объясняется тем, что с ростом температуры предел вынужденной эластичности ов снижается быстрее, чем хрупкая прочность о*хр (рис. 113). При темпера

туре хрупкости Тхр кривые ахр — Т и ав—Т пересекаются. Если деформация образца происходит при температурах, превышающих Тхр, то предел вынужденной эластичности достигается раньше ахр. Экспериментальные значения Тх?, так же как в случае Гтек и 7СТ, зависят от скорости приложения нагрузки. При достаточно больших скоростях хрупкое разрушение может иметь место выше Гхр (найденной для меньших скоростей) и, наоборот, если деформация осуществляется медленно, то вынужденноэластический механизм наблюдается ниже 7"хр В тех случаях, когда трещины растут быстрее, чем развивается вынужденноэластическая деформация, образец испытывает хрупкий разрыв И наоборот, если скорость вынуж"" денноэластической деформации больше, микротрещины «сглажй ваются» вследствие релаксации напряжения и становятся менее опасными Во втором случае растяжение вызывает ориентацию макромолекул, что приводит к упрочнению полимера. Поэтому разрыв происходит при больших удлинениях с образованием «шейки» (вынужденноэластический разрыв).

Вынужденноэластический разрыв, как и хрупкий, протекает в две стадии. На первом этапе происходят перемещение и ориентация макромолекул (сдвиг) без нарушения целостности материала; если наблюдается растрескивание, оно не приводит к разрушению образца *, На втором этап