Физические аспекты процесса хрупкого разрушения полимеров в механических и диффузионных полях (1090251), страница 6
Текст из файла (страница 6)
ю сравыенв со временем накопзения СМТ. Процесс накопления СМТ описывался следуацыи яабороы кинетических уравзек~й, для функция Р(к, с) — вероятности того, что в момент времени э число УР(~ж~ Фм-М4РФФжлм®Ф).~~Я'б~, (22) ' г~Р~ца~Н -И ШКОД, б бу, (23) 4Г" = рl ~) ~йсйкМ)щ Р(Як-4~Е1, хгс) (2Я) (25' ,РО(Ф= оса~ ° -27- Вдзсь в -число слабмх наст в структура, материала; вн =э„.Сн- кри- Л тпчвскоа число СМТ, 'образовзванхся иа слабых настах структурм материала; Йу~-частота образования СМТ яа слабом моста структурн ма- 'Щ Ъ Й'вы~ Ку)вам-(М-ТЯ!КТ1, (26) где величиям~(у,бб 6. найдаин в 6'и 7 глава диссертации исходя яз юханпэяа разрнза связей в полииарах. Притнческое число СМТ юходнлось нз условия коалесцанцни двук коллпнеарнмх трепни (В,В.Панасвк), а сраднве аначениа врамнзи накопления СМТ - с поюцю плотности распрвдвлання ввроятяостай зпачания врзманм яакопланпя СМТ, которая была майдана ив основании ранения задачи (22)-(25), В результате, в случае частнчиокристаллнческих полияоров бмло получаю сладувцве вмракаиие для средней долговечности в нмтврвале напряхаяий (6",бм) ~ ~и,итл,фу~вум~ЯмцРи4О3.
(п) Вдесь~- ствпзиь кристалличиостн полвмвра: 4,4н соотвзтствеяяо пспврвчимй я продольннй разиарн аморфной прослойки. Лвльязйпяй анализ наотзрю долгозачиости змсокопрочинх полимарннх матврналов показах, что оиа нмавт такой ие внд. как п пзо'тармм долговечности ниэкопрочмнх н прочинх полимврннх материалов (рнс.1 н 2). При этом предальммв характаристнкв процвсса разруизння чПв н бн опрадалямтся вмрвианиее (12) н (13) соотватстванно.
осли полозить в ямх Мфа $ а напйяявщ$в 66 6ормулой 66 ЙIЛ+Ю) Е з (26) гдв/ДЩЧ~/ф эсть иаимзньнее расстояние изиду двумя соседними СМТ. При атом 66 нмват синел иапряяення. прв отклоиааи от которого в сторону юньаик напряненнй, прсцвсс слияния СМТ раализуется только в разультате серии благопрвятнмх йхуктуаций. Пило установлено такие, что прнчмной даяокалнзовамзяого разрувевмя знсокопрочинх полвмзров явэяатся гатерогаиность их структуры, прпводяцая к блокировка воэнпкавних в,слабмх настах структурм матернйла тропин соселннми. арочинни мастани структуры (напрннер, кристаллитамв в частично-криствзлическнх полимерах). Получвиннй яани критерий делокализации процасса разрум~нмя близок к яайдеяному В.А.
Погрозим и короао согласуется с экопаряменмльяыня даяниям для капрона. анализ кяиотнкн хрупкого разрунзнмя свархпрочямх похянзряых матзряалов показал, что образование трезмнм разруивняя в нмк происходит путам ев зароидзмзя иэ одной мз краавмх тропин, образувцяхся случайным обрааои в повархностнон слов матврнала. Показано~ что иа э Рвпв вароккзпня троцвпм разруиаязме давцаи -22- 1 основной вклад з долгозечкфсть матерюла, развитие куаезмк треюи пронсходнт арактмчески незазковю друг от друга. По«ТОМУ исследовакне кныетккн раэружиня сюрхпроч3ш юлинеримх натарнало» юкат быть оведею к нссладозанв ки3(вгика разютия Отдельной треиыю, начальная длина которой равна А«. Эте задача аиаюгнаю той, чю расснотуена макк в Э главе прн анам$эо книемн$н раэруиенна юэкспрочных и арочных полимерных материалов.
Прн этом наараке3ые з наравне тронным оаредаы$лссь ыо йов33улв 4 « ~ й$43 Г4ь/бГП) )$ (29) справед3пвой для треынн любых размеров. Дслгоючность сюрхироч3в3х пеыы$ерм3х натериаюз ревю сулю ВРЕМЕИМ, За КОТСРОФ Хста бм ОМ93 яз Развивааф$хсл краевых трыв3И достнгнег д3анн34к(4Щ49б~ В времеын Фе роем иа атерюческей Стали. Ваэсаса СООтЮНЕИИФ дЮ Сродной дОЛГСВЕ ЕКЗСТИ Ирн Этюи Ю"Гбй,гжГ3„"?З~~Ф где му число юст з аоюрхисстясм Оюе материахвь Ва котчре4$ ио тут зароядаться крееюе треи3па3 (иащыюзр а - ~а$сло сибых связей). анализ м4ракенал (20) юкааал, что получаоюя иэ наго мэстерма дслгоаоч3$0сти качестваюс т4ная аеф как м. у рассющ3ама33В аюе классов нолннариых материалов м каких замаьмс а3аэе, чеи ионная кэотериа долговечюсга етого ае юнеунала, ио юходыюгоса в низкоарочном или арочном'Оостолмюк. При этом йредалнме хщ3ФВФФ- рнстнкм проиесса разрузиыв$а сюрхиро3ыа3х юлимернмх матермаюв , 6333, к реда рыке ° н© в которых меобходню змыап$ть 32 ма Г+Х а 4«иа А33 ($43),тй ллн краеюй тронным).
В области малых иеирякеаий сре)2$лв долговечность свер$нфач-' ных ноавюримх матерааюв. (как йуикииа мащиюеиия) ведат саба эакив, как н э случае ииекоырочюх, арочных в амсокоирочюх ютеуиеюв, то еоть оогласю анракаюям (20) в (2Х). Текин сбразом наин ноказаю, что при доотаточмо малых ванракеииях асиютстическое поведенне срахмей долгоаечюсти одниакозо для эсвх раосютреиных немн кюссса наеер$$аасв, тО есть ие зази03Ф Фт структуры п03аи$щыого матера43ла.
это обусловлено~ ПО Н4МЗМ$у МКФ3$3$ар ТФЗЬ что ь Об($аст$3'' малмх июрккФЫИй лвбой характерный размер де(3м3та структуры меиьве характерного реэюра тремииы разруиеию, начиная с которого ее окорооть $ >3). Поэтому стаиоаятся иесуиестаапаав детали случайных блуккакай, прнаодмы$х к обраэова3и3И устойЧИВО раотумей трэиыим разрупэиня. Глава В, разютю днлатсиисй теории раэрунаиия паяяыеров. В этой глазе приведен в ироаиалнаирован обвкрпнй эксперннентальымй наг»риал (В.В. Веттэгреиь о сотр.
), иодтэеркдаэцпй суцаствозание а ыолюерак протякеюмк флуктуаций раотяяеиня - дилатоюв, прелиествузпык разрыву связей в пк эволвцкв, обусловлепауы фоноаюй закачкой ацэуцей к расн4Фу флуктуации и разрыву связей. Ироеиализировавм такие полученные к ыастояиену вренепи реэультэтм юдолям»- ° юыя дияамнкы цепи иа ЗВМ, подтзерндавппе днлзтоюый иезаиизы ее Ив»рива ( А,И;И»в»кар,:А.й.цнкайлни, Т.В.Иуэиацою и др.) м теоретачеакве работм п» пробламе мехаинэна раармва связей (С.И. Бурков, В.А. Ветров, А.А. Куоов.В.И. Ватт»грань в др.
). Ио результатам анализа сфорнулнроваиы ыеревеииме иробюмы таорви разрыва связей в юлнюуюй цала ы дено нх ранение. о Во-веранд, иоказаю, что частота разрым связей в полимерной паве Щ оврелезяется чаототой обраэоааыня кратнческой флуктуацнн рвстянеааа, деформация связей в которой равна 8я (см. далее) и эа"'ф ')~~У~ гц~ АДМ- так-а Ь |4(, гле4- срелнал длияа свободного пробега фоююв нродольанк колебаний, $ скорость звука,4Г~$$,4~ иэмененме энергии, ентроави и об»сне цепи в обйзсты фзуктуаЮы (рассматривалась бесконечная цепь),б"бмф7$~гг ~г - сила растякеиия, арылоаенивя к концам цепы, фг- пламень юперечиого сечения цепы. )Ьракенне (31) является нанни разультатом теории, так как устанавливает связь нанну часютэй.образ»ваню флуктуации растякеиия в долговечиоотьв иатериалв.
В частности иэ наго »задует вмраиение для чаототиого ни»виталя М нтодяцмго в формулы долг»неча»»ты ФУ(аб в Эл/~). (зй) Во-вторил. в б гюве бмзо получено аврал»вне для энергии активации разрыва связей в пола»умой цепи. С этой цельв были исследозаим стапионерюе точки веаичпимйЬЬйьг-)Ы-б'Ьэ. как фуикцаи деформации связей~ я тэиператуум у'з области флуктуации.
Явный юд функцинЬФ бмл устаисвзэи з реюзк прмбюкецня д.д.Бусова н В.й. Веттегреия (потащиал юзатомного вэаимодеястюя кубический, спектр колебюзй - в гарюначеском приблаиеник, размер области флуктуации - порядка илию свободного пробега продел»пня фоноиоа, учитывается тельце ирод»ление колебания а цепи). Было установлено, что функция лз нпеет дее сгационарюе точки (э,т) н (фя, т).
Я»рван вз пих соответствует раап»веси»ну состояюв цепи. вторю - является седл»вой точкой иа поверзыости ФКя, Т); причем направление. со- -зостзетствузиее юстояпству теюературы, является,направлением скорейвего спуска нэ селяевой точки. Эта седлозая точка, такам о4разом, соответствует критической йлуктуащщ плотности, дальнейиее раззнтке которой путем поглопания энергия ыз окрузэивя приводят к разрыву одной ыэ связей в облаотн йкуктущвщ. Иолучеииый результат свкдетел стзует об мэотернкчеоком характере о4раэезання куимчэокой йлуктуацип растяыекяя, псдтверыдая тон сащщ обобцэниун теорие хрупкого раэрувеыкя полимеров, раэзитув з 3-6 глазах дяосермщщ ° указывает ка то.
что энергыл, получаемая днлатояом в результате йсыоиксй кекачкв ке дсвща учитнветься з знаргня активации разрыэа сзяэн (что яе приякмаюоь зо зиыювые рядон авторов в соответствукцкх теориях). Иа основэннн получаемых результатов в 6 главе майданы зырекеэня для эмергвя мгпщщщк разрыва связей юлнмерюй цвзп, соотзетствуыикэ раэлячиым теипературиьщ иитерввщн. Исслаювапо даме ° злнявне мекыслекулкриого вэеямсдейотпя иа элерпщ аггизацни разумна хымачаских окяэей з юллюрах и показана эмергетичаокая везмгодность кооперативного раэрмва полимерных цепей. Это означает, что эыарпи активации ироцеооа хрупкого раэрунеиия иолинеров Фа~- тычеогл равна энергия актявщщи обраэоващи критической $луктущнщ растякекыя.
Полученные з 6 гщщц реэультпгм испольэеваим далее в 1 главе прн коследоваащ тщщературиой эавюяностя зиергю аммщщвщ прецеоса раэрупеняя юлюэроэ, то есть тащературной пестабнммщоти тэрмойлуктуацкщщого мехщщэна нроцеооа раэруиещи. Глаза 1. Тещщравурива Юотайзльнооть юканиэ а р эруюииа ю(нщэрпмк ииюривлов. И этой главе рассютреиы правде всего экспериментальные дщщме по тщщературисй зезэь. сщщсты пареметроз урмщщщя долгоющостм (Х)в за Юе ютекаьцпе иэ анщщэа оемэйфпва вэотерм долговечности, юлучеища для ряда полщщров (Г.ц.йартеиев Н др.). доказано, чю в обмен случеа таепературные аащщимосты ~мф' щщвт разючщщ характер для равмщ полимеров.
В то зе время ирн построения этих зависимостей по нзотериэм долговечноотей необхощщ учет кэевтоща эййектов, пракде всего при опредекещщ СреДЯей эиергяи теиюзого лвикпия (Р.Л. Сехгаякк, А.И. Слуцкер, Х. Лйдаров), который "приводят к эаы .ауы кТ в формуле долговещости (Х) иа куэф),где уф ФФф® (Р.Я. салганнк), нм - чыоло юнояейов в цею, У -ха температура. В хкссертащщ раэработаы нагоя аващща пестери долговечности о учетом квантовых эй$ектов, поеволявций получать .
эксперпяапталь- -31- ню Т3маературине эазисимастн параметроз уравнеяия долговечности, а такие даю эбобцэиие раэлитой в 3-5 глазах диссертации теории реарумэнмя полимеров, учнтмвехя3ФФ кваитоаме эффекты. Ла основании рээультмгсэ, нолученнмх э 6 главе диссертации, мсследовеим зоэиохинэ причины температурной эазнсимости пераютров уравнения далговечюсти. Локеэею, что та3пэратурнал эазисииость эиеугни активации в В 40РНУлВ (9) (эз В фоумрлэ (1)) ОбрслоВленэ В осиовмои ТЭЗИ3ературной Эаенснмоотэа Срвдией длмнн СВОбодюгс Прсбэга фоююэ31. Ллн которой в настояцее арама отсутствувт достаточно точнме аналитические змрахеимя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
