Элементарный акт разрушения

Роль пассивных наполнителей иная они препятствуют росту трещин [33, с. 111]. Оба типа наполнителей, кроме того, могут существенно затруднять кристаллизацию (если без них она была возможна) в случае каучуков, по понятным причинам, это выгодно. Но наполнители еще одним существенным способом влияют на НМО, как бы разделяя ее на три основных уровня структурной организации полимерную матрицу (которая может обладать своей внутренней НМО, хотя и измененной наполнителем), фазу наполнителя (способного, как мы видели, к образованию коллоидных суперструктур) и граничные слои, обладающие измененной структурой и, соответственно, измененными кинетическими свойствами [34, гл. 7]. Есть определенная аналогия между этими граничными слоями и аморфными участками в кристалло-аморфных полимерах, поскольку свойства этих аморфных участков совсем н е такие, как в объеме аморфного полимера. Роль граничных слоев Б полной мере еще не выяснена, но в случае пассивных наполнителей они при неблагоприятных условиях могут (при том, что сам наполнитель препятствует росту трещин) оказаться слабыми местами, где под нагрузкой происходит нарушение сплошности, т. е. элементарный акт разрушения. [c.46]

Чтобы понять природу этого механизма разрушения, необходимо время релаксации тд сопоставить с временем, характеризующим элементарный акт разрушения. Последнее есть время т , необходимое для продвижения микротрещины за одну флуктуацию начиная с момента приложения нагрузки. Оно равно Л/оя X — элементарный путь, на который продвигается микротрещина при однократной флуктуации, ц, —стартовая скорость микротрещины). [c.316]

Эти расчеты не опровергли, а скорее подтвердили корректность перехода от микроскопической формулы (XVI. 2) к макроскопической формуле (XVI. 1). Дело в том, что хотя рассчитанное время ожидания разрушения всего образца не совпадало со временем ожидания разрыва одной связи, но температурная зависимость т и т оказывалась примерно одинаковой (соответствующие энергии активации отличались никак не на порядок, а в худшем случае на несколько десятков процентов, а для многих моделей и того меньше то отличалось от т не более, чем на порядок, а такое расхождение, учитывая изменения т на многие порядки, можно считать незначительным). Единственный параметр, который оказался сильно отличающимся в микроскопическом и макроскопическом варианте, был параметр у именно он и обеспечивал различие в наблюдаемом расхождении между значениями долговечности и времени ожидания элементарного акта разрушения. Итак, можно сказать, что против теоретической атаки формула Журкова устояла. [c.372]

Из этого соотношения автор делает вывод, что ползучесть и подготовка материала к разрушению идут одновременно и обусловлены одним механизмом—пластической деформацией. При этом элементарный акт разрушения предшествует элементарному акту ползучести. [c.43]

Независимость энергии активации от ориентации и совпадение ее величины с энергией активации термической деструкции полимера в вакууме позволяют сделать следующее заключение. Главным в механизме разрушения твердых полимеров является разрыв химических связей независимо от того, находится ли полимер в неориентированном или ориентированном состоянии, причем в элементарном акте разрушения рвется примерно одна химическая связь. [c.141]

По физическому смыслу параметр у — дьа характеризует активационный объем Од, в котором развиваются элементарные акты разрушения [160]. Однако он учи- [c.129]

Принципиальное отличие работ [15 8, с. 145 10, с. 1677 11, с. 1992 12, с. 53 30, с. 287] от рассмотренных выше заключается в том, что в первых температурная, временная или скоростная зависимости определяются природой элементарного акта разрушения, а в рассмотренных выше теориях критического разрушения эти зависимости обусловлены протеканием побочных процессов, сопровождающих механическое разрушение твердых или твердообразных тел. [c.10]

В соответствии с уравнением (IV. 12) противодействие разрыву со стороны межмолекулярных связей должно ослабевать с уменьшением удельной когезионной энергии полимера. В самом деле, если удельная когезионная энергия материала и объем, в котором происходит элементарный акт разрушения, равен а, то [c.184]

В элементарном акте разрушения роль молекул играет фрагмент, заключенный в элементарном объеме разрушения — ЭОР. Потенциальная энергия ЭОР увеличивается не при взаимодействии со сближающейся молекулой, а в результате нагружения образца в целом. [c.227]

Предполагается, что элементарный акт разрушения материала осуществляется путем перехода двух соседних атомов одной молекулы в энергетически возбужденное состояние, которое заканчивается разрывом химической связи. Это типичный активационный процесс. Отсюда следует, что повышение температуры и снижение скорости приложения усилия ведут к увеличению вероятности энергетической флюктуации, приводящей к разрушению материала. [c.532]

Деформация вулканизатов связана с конформацион-ными перестройками макромолекул за конечный период времени. При увеличении скорости воздействия, т. е. при переходе от статических к динамическим режимам, отдельные конформации остаются нереализованными и, кроме того, не успевает завершиться релаксация реализованного набора конформационных перестроек. Это приводит к образованию в материале микрообъемов локального перенапряжения, в которых и происходит элементарный акт разрушения. Вследствие гетерогенности резины такие объемы распределены в материале неравномерно. Следует также указать, что неравномерность распределения напряжения по химическим связям приводит к смешению соответствующих частот собственных колебаний этих связей в область более низких частот на [c.159]

Это показывает, что энергия активации разрушения количественно и качественно подобна энергии сублимации. С другой стороны, известно [242, 695] и подтверждено в [113, 121], что примеси оказывают значительное влияние на энергию активации диффузионных процессов и на дислокационные процессы в металлах [241—245]. Это дает основание предполагать, что элементарные акты разрушения и по своему характеру ближе к актам сублимации, т. е. происходят при аналогичной комбинации разрываемых в элементарных актах связей. [c.126]

Участие деформационных процессов в развитии разрушения. Рассмотренная выше (в 2) схема процесса разрущения твердых тел как последовательности термофлуктуационных актов разрывов напряженных внешней силой межатомных связей, конечно, является упрощенной. В действительности, при приложении к телу нагрузки в нем развиваются не только элементарные акты разрушения (разрывы межатомных связей), но и акты, ведущие к деформированию тела (акты атомных и молекулярных перегруппировок, перемещение элементарных точечных, линейных и поверхностных дефектов, ориентационные процессы (в полимерах) и т. д.). Естественно, что при детальном анализе процесса разрущения необходимо учесть взаимосвязь процессов разрущения и деформирования и долю участия разных элементарных актов в развитии разрушения. [c.128]

Отмеченное обстоятельство вносит, вообще говоря, серьезное усложнение в понятие элементарных актов разрушения. Если деформационные события являются обязательными спутниками разрывов связей в процессе разрушения, то, поскольку и деформация состоит из отдельных актов перегруппировки атомов, следует определенным образом включать и их в акты разрыва связей. Это в принципе может приводить к тому, что под энергией активации процесса разрушения следует понимать некоторую эффективную величину, которая как-то отражает сложную комбинацию событий разного рода, включающих элементарные акты разрывов связей и атомных перегруппировок. [c.129]

Исходя из критерия простоты структурных условий осуществления элементарных актов разрушения, следовало бы избрать систему, которая в смысле расположения и взаимосвязи атомов носила бы одномерный характер. В пределе такой системой могла бы явиться распрямленная цепочка из атомов (рис. 57,а), где каждый атом был бы связан лишь с двумя соседними. Такая цепочка— одномерный кристалл — была бы удобна для растяжения вдоль своей оси, изучения возникающих при этом напряжений на связях и разрывов связей. Разумеется, в качестве реального образца подобная одиночная цепочка выступать не может но совокупность таких распрямленных цепочек, уложенных более или менее параллельно друг другу и сцепленных некоторыми несильными связями, могла бы образовать объект макроскопической величины, который сохранил бы модельные преимущества одиночной цепочки (рис. 57,6). [c.142]

Измерение истинных напряжений и установление их высоких значений привели прежде всего к качественному решению альтернативы, сформулированной в гл. И1 термофлуктуационные элементарные акты разрушения идут в малых активационных объемах (порядка объема атома) при больших перенапряжениях, или же — в больших активационных объемах (порядка десятков—сотен атомных) при напряжениях, близких к среднему. Таким образом, речь идет о двух возможных вариантах раскрытия смысла коэффициента у в уравнении долговечности. [c.159]

Особенно же это относится к эффекту смещения полюса, который в данном отношении занимает среди других отклонений особое место. Внешнее сходство графиков gT(o) при различных положениях полюса нередко толкает на расчеты энергии активации по наклонам зависимостей lgT(l/7 ) при игнорировании факта смещения полюса. (Некоторые авторы приводят значения энергии активации для таких случаев, даже не оговаривая, что наблюдалось смещение полюса.) Тогда получаются как аномально большие энергии активации (при смещении полюса вправо от оси ординат) [163—165], так и аномально малые значения (при смещении полюса влево) [106—ПО]. Учитывая приведенные выше соображения об условиях корректного определения энергии активации, вряд ли можно безоговорочно опираться на подобные расчеты для суждения о природе элементарных актов разрушения. [c.386]

Феноменологические исследования долговечностей твердых тел при разных режимах нагружения, опыты в два приема и исследования скорости роста трещин еще должны внести существенный вклад в изучение природы циклической усталости. Однако наряду с этими опытами необходимо использовать для этой цели и прямые методы, способные давать информацию и об особенностях элементарных актов разрушения и их накоплении при изменениях режима нагружения. Эти исследования пока только начинаются. [c.406]

Обратимся к случаю разрыва единичной напряженной межатомной связи, относя его, естественно, к наиболее очевидному этапу элементарного акта разрушения. [c.452]

Перейдем теперь к более конкретным теориям разрушения различных реальных твердых тел, где учитывалась специфика их строения. Последнее обстоятельство привело к формулированию разных точек зрения и на природу элементарного акта разрушения. [c.467]

Наряду с рассмотрением элементарных актов распада напряженных связей кинетическая теория прочности твердых тел должна ответить на вопрос о том, как из отдельных элементарных актов разрушения складывается макроскопический разрыв всего тела. В какой мере долговечность тел под нагрузкой, измеряемая на опыте (обозначим ее, как и раньше, т), связана со временем жизни напряженных связей (с их долговечностью Тсв) Близкие ли это величины или резко различающиеся Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо как-то смоделировать весь процесс разрушения тела от первого элементарного акта до разделения тела на части. Различными авторами были рассмотрены различные модели или схемы разрушения, начиная от упрощенных (гомогенное или квазигомогенное разрущение всего объема образца) и кончая довольно сложными (локализованное разрущение путем слияния субмикротрещин с макроскопическими трещинами). В настоящем параграфе обсуждаются некоторые из таких схем разрущения твердого тела. При этом во всех случаях предполагается, что кинетика элементарного процесса заранее известна, т. е. функция Тсв(/, 7 ) задана и предметом теоретического рассмотрения является лишь переход от элементарных актов к полному макроскопическому разрыву образца. [c.482]

Если в первом приближении предположить, что доля деформации 62, определяемая элементарными актами разрушения, линейно растет со временем, а е] быстро достигает насыщения, то установившаяся скорость ползучести будет определяться только ходом разрушения тела. Такое положение, видимо, имеет место, в частности, для высокоориентированных полимеров. [c.522]

Пока же можно подытожить раздел об элементарных актах разрушения и деформирования несложными рассуждениями, показывающими, насколько тесно переплетены и взаимосвязаны эти процессы. [c.532]

Разрушение — процесс, протекающий во времени. Даже при низких температурах действует температурно-временная зависимость прочности, согласно которой материал разрушается не мгновенно, а постепенно за счет накопления во времени элементарных актов разрушения химических, межмолекулярных и других связей. Разрушение наступает в тот момент, когда происходит полное исчерпание долговечности. Если нагрузка мала или прикладывается медленно, долговечность материала больше, и наоборот. Отсюда и обратная зависимость если скорость приложения нагрузки велика, мате- [c.146]

В ориентированном кристаллическом полимере (например, волокне) вдоль оси ориентации чередуются кристаллические и аморфные области. Такое чередование характерно для многих (но не всех) полимерных волокон. Приложение механической нагрузки к этой своеобразной конструкции вызывает деформацию фибрилл, в первую очередь, в аморфных областях Вполне вероятно, что именно в них скорость протекания элементарных актов разрушения (разрывов химических связей) будет наибольшей, и поэтому аморфные области формируют прочностные свойства волокна в целом. В связи с этим необходимо знать строение аморфных областей в кристаллическом полимере. Примечательно, что степень ориентации именно в этих областях, а не в кристаллических, тесно связана с прочностными свойствами некоторых волокон [c.382]

Интересно, что если взять бездефектный материал (точнее, близкий к бездефектному), например специально приготовленное стеклянное волокно то при разрушении оно будет превращаться в пыль. Здесь действительно элементарные акты разрушения разыгрываются равновероятно по всему объему образца. Поэтому макроскопическое разрушение образца происходит одновременно во всех его точках. [c.389]

При статическом нагружении материала происходит активация отде, 1ьны. . ерен, сегментов и кластеров, а также элементов оболочки кластеров. Происходит "сток" энергии в зонь с наименьшим производством энтропии, каковыми являются границы зерен, частиц и кластеров. Таким образом, поглощение энергии происходит на трех структурных уровнях, С другой стороны, структурные элементы (атомы, кластеры, сег.менты) стре,мятся занять болеэ выгодное положение, с точки зрения наи.меньшего производства энтропии, которое на каждом структурно,м уровне может достигать определенного критического значения. Элементарный акт разрушения при это.м нронсхолш на том структурно,м уровне и в том локальном объеме, где первым достигается критический уровень энергии, определяемый силой взаимодействия структурных составляющих данного уровня. Элементарный акт разрушения заключается в разрыве связей и образовании поверхности, отличающейся локально высоким значением энтропии, и, как следствие этого, высокой активностью периферийных слоев, формирующих этот уровень (атомы в кластерах, кластеры в сегментах, сегменты в зернах). В зависимости от того, какой структурный, уровень определяет максимальный сток энергии, будет зависеть характер разрутиения - межзеренное или транскристаллитное [11], [c.27]

Кинетика разрушения. Физ. теории рассматривают деформирование и разрушение твердых тел как процессы, при к-рых в исходной структуре развиваются изменения под действием приложенной к телу нагрузки, а также происходят физ.-хим. превращения в поле мех. напряжений, вплоть до катастрофич. разрушения тела, в т.ч. возникновение, перемещение и взаимод. точечных, линейных и объемных дефектов. Эти процессы сильно зависят от т-ры. Описание кинетики процесса требует прямой регистрации возникновения и скорости роста множества трещин или скорости прорастания отдельной магистральной трещины через сечение образца, а на атомномол. уровне-регистрации скорости накопления элементарных актов разрушения, т.е. необратимых разрывов межатомных связей. [c.130]

Однако с самого начала относительно приведенной концепции были выдвинуты некоторые возражения. Прежде всего, указывалось на то, что процесс разрушения твердого тела представляет собой сложный многоступенчатый процесс, вовсе не сводящийся к разрыву одной химической связи, описываемому формулой (XVI. 2), поэтому нельзя ожидать, что долговечность макроскопического тела должна подчиняться закону, действующему только на микроскопическом уровне, и то лпшь для самых элементарных процессов. В связи с этим был проведен как аналитически, так и с помощью ЭВМ, ряд модельных расчетов для сложной системы, в которой последовательность элементарных актов разрушения, происходящих по микроскопическому закону, приводила к образованию макроскопического очага разрушения и в конце концов к разрыву макроскопического тела. При этом принималась во внимание кооперативность процесса разрушения — то, что в результате разрыва каждой связи происходит перераспределение напряжений в образце [259], а в ряде моделей учитывалось и конкретное пространственное взаимное расположение разрываемых связей. [c.372]

Для полистирола и целлулоида значения U имеют тот же порядок, что энергия активации химических процессов. Как было показано позже [565, с. 237], U = i/o — где —энергия активации химических процессов при Ор = 0. Это утверждение спра ведливо, если энергия активации относится к разрушению одной связи, т. е. когда в элементарном акте разрушения участвует одна связь. Если же элементарный акт разрушения осуществляется на уровне надмолекулярных структур или сопровождается одновременным разрывом нескольких связей, то это утверждение не является бесспорным [9, с. 474]. [c.155]

Для многих исследованных полимеров то принимает универсальное значение lgтo= 13 + 1, что связано с физическим смыслом те как среднего периода тепловых колебаний атомов в конденсированных телах. Величина 17о имеетг смысл энергии активации процесса разрушения (разрыва) связей в отсутствие внешних напряжений. Она близка к энергии активации процесса термодеструкции, поскольку элементарный акт разрушения твердых тел, согласно термофлук-туационной теории прочности, связан с разрывом химических связей. Значения [c.187]

Необходимо указать, что выявленные выше для не-нанолненных резин закономерности в основном справедливы и для наполненных (конструкционных) резин, поскольку установлено [67] подобие механического поведения сеток в ненаполненных и наполненных резинах. Приведем два экспериментальных факта, подтверждающих для наполненных резин справедливость развитых представлений о механизмах элементарных актов разрушения. [c.165]

Об элементарных актах разрушения полимеров. В отличие от металлов в полимерном теле имеет место четкое разделение межатомных связей на два типа сильных связей (химических) вчутри самой полимерной цепи, и слабых связей (ван-дер-ва- [c.126]

Энергия активации элементарных актов разрушения и ее зависимость от нагрузки. Распад макромолекул. Термический распад связей в скелете ненагруженных молекул требует энергии активации, равной энергии диссоциации этих связей Ь. Энергия диссоциации С—С-связей в органических соединениях составляет 60 80 ккал1моль. Предел прочности химической [c.259]

Оценка энергии активации процесса разрушения в усложненных условиях, когда наблюдается эффект смещения полюса. Поскольку, как уже неоднократно подчеркивалось, в вычисляемой из опыта энергии активации желательно видеть не просто какой-то эмпирический коэффициент или параметр, а величину, исходя из которой можно делать заключение о специфике атомномолекулярных актов разрушения тела, то к определению энергии активации в усложненных случаях следует подходить с особой осторожностью. Напомним, что для корректного определения энергии активации требуется, чтобы в изучаемом интервале температур и напряжений структурные условия развития термофлуктуационных актов сохранялись одинаковыми. Если же структура и межатомные взаимодействия изменяются, то наклон зависимости lgт(l/7 ) будет сложно и неоднозначно связан с интересующей нас энергией активации элементарных актов разрушения. Это надо иметь в виду при оценке величины Уа во всех перечисленных случаях усложнения закономерности (4). [c.385]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология