ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Микроскопические трещины и кинетика их развития из "Кинетическая природа прочности твердых тел" Практически во всех видах твердых тел и металлах [572—578], и стеклах [167—168, 620], и полимерах [43, 180, 504, 570, 571, 581—609], и кристаллах [614, 615], и композиционных материалах [616—619] и т. д. Но можно, пожалуй, выделить одну общую черту в проводившемся ранее изучении микротрещин в подавляющем большинстве случаев изучение фактически сводилось только лишь к регистрации микротрещин как таковых. Это, бесспорно, важный момент, но по существу это еще даже и не изучение трещин, а лишь необходимый шаг в подходе к изучению. Такая ситуация позволяет нам не обсуждать большинство работ по микротрещинам, отсылая читателя к соответствующим литературным источникам, а сосредоточить внимание на тех немногих работах, где велось изучение закономерностей зарождения и развития микротрещин, т. е. работ, где изучалась кинетика накопления и роста микроскопических трещин. [c.321] Работы такого типа проводились, главным образом, опять-таки на полимерах. И здесь полимеры оказались наиболее удобными объектами для изучения трещин. Правда, наиболее подробно изучены аморфные неориентированные полимеры (полиметилметакрилат— органическое стекло, полистирол и т. п.), но появились уже данные и для ориентированных аморфнокристаллических полимеров. [c.321] Для изучения микротрещин в полимерах (как, собственно, и в других телах) и их кинетики существуют два основных способа. [c.321] Начнем рассмотрение закономерностей микроскопического трещинообразования с анализа условий появления таких трещин. [c.322] Поэтому данные рис. 174 позволяют сделать вывод, что уже самые ранние стадии развития микротрещин связаны с процессами термофлуктуационной природы. Целесообразно в силу этого сопоставить зависимость тобн(а) с долговечностью тех же образцов т, поскольку вопрос о термофлуктуационной природе хода разрущения, определяющего долговечность тела под нагрузкой, можно считать решенным всей совокупностью предыдущего материала. Такое сопоставление слелано на рис. 175. [c.323] Полученные данные позволяют говорить об особенностях связи образования микротрещин с разрушением полимера с одной стороны — это два кинетических процесса, близких, очевидно, по своей природе и характеристикам с другой стороны— долговечность образцов явно определяется не зарождением трещин, а скорее их развитием. Поэтому и перейдем к изложению данных по кинетике развития микротрещин. [c.323] ПОЛЯМИ напряжении заклинивающее действие на соседние трещины [507]. Это также служит замедляющим фактором. Влияние массового высыпания трещин, вероятно, определяет и затухание во времени темпа нарастания их концентрации (см. рис. 176, 177). Действительно, число напряженных дефектных мест будет с ростом числа трещин падать и из-за уменьшения числа дефектных мест в результате превращения их в трещины, и из-за разгрузки таких мест в областях выше и ниже уже появившихся трещин возможно, что второй фактор является доминирующим, хотя это пока и неочевидно. [c.325] Влияние температуры на ход нарастания средних размеров микроскопических поверхностных трещин со временем для нагруженного полиметилметакрилата [43]. [c.326] Ного материала (см. схему на рис. 180,а). Это обстоятельство имеет большое значение для влияния на свойства полимера разросшихся до макроразмеров таких трещин (см. ниже). С другой стороны, образование подобных тяжей при развитии микротрещин указывает и на тесную связь трещинообразования с деформационными процессами в полимере. [c.327] Следует подчеркнуть также, что наблюдаемое явление микроориентирования свидетельствует о специфических условиях в зоне растущей микротрещины весь кусок полимера, будучи при температуре ниже области стеклования, не способен к ориентационной вытяжке, а полимерный материал в области микротрещин оказывается к этому способен. Итак, тяжи в микротрещинах— это, очевидно, специфика полимеров, и в других телах вряд ли их можно ожидать. [c.327] Прямое же участие микротрещин в распространении магистральной трещины выявляется при фрактографических исследованиях. Об этом свидетельствует вид поверхности, обнажившейся в результате прохождения через полимер разрывной трещины (рис. 181). [c.328] Если сейчас говорилось в основном о связи микротрещин с макротрещинами, то, естественно, возникает вопрос и о связи микротрещин с рассмотренными выше субмикроскопическими трещинами. Здесь пока можно только предполагать, что микротрещины образуются за счет слияния субмикротрещин (или их индивидуального подрастания). [c.329] Прямых данных пока нет. Эти вопросы можно решать экспериментально различными путями и дифракционным изучением полимера с микротрещинами (а не обнаружатся ли одновременно с ними и субмикротрещины ), и фракто-графией большого разрешения — электронномикроскопической, когда можно надеяться увидеть линии встреч микротрещин с более мелкими — субмикротрещинами. [c.329] Для аморфных полимеров, как моисно было видеть, такие трещины весьма распространены. [c.329] Микротрещины на боковой поверхности нагруженного полимера наблюдались и для ориентированных аморфно-кристаллических полимеров [579]. Фрактография гакже проявляет микротрещины в различных полимерах [648]. [c.329] В неполимерных телах микротрещины также наблюдаются (пример на рис. 183). Особенно же часто микротрещины можно наблюдать при циклических воздействиях на тела, при высоких температурах, при наличии коррозионных сред и т. п. В общем микротрещины вполне можно считать существенным этапом в разрушении тел, и изучение их является весьма актуальной задачей. Пока, к сожалению, физические исследования кинетики развития микротрещин в неполимерных материалах практически не велись. [c.329] Стрелка указывает направление прорастания магистральной трещины. [c.329] Возникновение хорошо наблюдаемых трещин обеспечивает богатые возможности получения разнообразной информации о закономерностях, свойствах и поведении в образовании, развитии и взаимодействии таких трещин. [c.330] Вернуться к основной статье