Изотропные и анизотропные материалы

Для предельного анизотропного материала п = 1, а для полностью изотропного п = 0. Текстура, по данным рентгеноструктурных исследований, определяется не только расположением базовых слоев кристаллитов ПУ относительно плоскости отложения, но и микроискажениями самих плоскостей. Чем выше плотность ПУ, тем меньше плотность микроискажений базовых слоев и тем больше средний размер кристаллитов Ьс- [c.439]

Представляет значительный интерес более подробно ознакомиться со структурными превращениями при растяжении идеального кристаллического полимера. Рассмотрение растягиваемого образца в поляризованном свете сразу показывает возникновение в области шейки резко анизотропного материала. Таким образом, при растяжении изотропного кристаллического полимерного образца в момент образования шейки происходит структурное превращение вещества. Это превращение имеет, как было указано, скачкообразный характер (точка А на рис. 26) и поэтому наводит на мысль о фазовом превращении полимера при его растяжении. [c.105]

Блочный полиметилметакрилат является изотропным материалом. Если его в высокоэластическом состоянии выше температуры стеклования подвергнуть пластической деформации, например путем растяжения, а затем в этом состоянии заморозить, можно получить анизотропный материал с ориентированными цепями. [c.40]

Для оценки влияния жесткости схемы двухосного напряженного состояния на траекторию трещины проведены специальные исследования. Установлено, что при условии относительной изотропности материала компонентом напряжений, вызывающим растрескивание и определяющим траекторию трещины в условиях двухосного плосконапряженного состояния, служит результирующее растягивающее напряжение, нормально которому развивается трещина (рис. 41, см. табл. 20). Угол ф между нормалью к трещине и наибольшим главным напряжением а1 зависит от отношения главных напряжений 01(6)/02(г). Результирующее напряжение, определяющее траекторию трещины, по величине и направлению приближается к максимальному глазному напряжению с уменьшением второго компонента напряжений. Касательные напряжения в зоне растрескивания малы по сравнению с нормальными, а траектория трещины не совпадает с направлением максимальных напряжений Ттах следовательно, касательные напряжения не определяют ее развития. По траектории трещины можно косвенно судить о распределении результирующих растягивающих остаточных сварочных напряжений. В случае выраженной анизотропности материала траектория трещины определяется [c.121]

II, III, из которых средний горизонтален . На рис. 30 представлена изотерма деформации полиамида при 20 °С. Из рисунка видно, что как и при деформации аморфных полимеров (см. стр. 48), при определенном напряжении в образце возникает участок со значительно уменьшенным поперечным сечением ( шейка ), резко отграниченный от остального образца. При этом переходе изотропный исходный материал скачкообразно превращается в анизотропный. При сравнении механических свойств изотропного [c.56]

Пористые мембраны нашли широкое применение прежде всего в процессах обратного осмоса, микро- и ультрафильтрации, реже-для разделения газов. Они имеют как анизотропную, так и изотропную структуру. Мембраны с анизотропной структурой имеют поверхностный тонкопористый слой толщиной 0,25-0,5 мкм (называемый активным, или селективным), представляющий собой селективный барьер. Компоненты смеси разделяются именно этим слоем, располагаемым со стороны разделяемой смеси. Крупнопористый слой толщиной примерно 100-200 мкм, находящийся под активным слоем, является подложкой, повышающей механическую прочность мембраны. Мембраны с анизотропной структурой характеризуются высокой удельной производительностью, более медленной закупоркой пор в процессе их эксплуатации. Срок службы этих мембран определяется главным образом химической стойкостью материала мембран в перерабатываемых средах. Для мембран с изотропной структурой характерно быстрое снижение проницаемости вследствие закупорки пор коллоидными или взвешенными частицами, часто содержащимися в разделяемых растворах. [c.315]

Указанные особенности строения древесины обусловливают выделение в ней трех главных структурных направлений аксиальное (вдоль волокон, т.е. параллельно оси ствола), радиальное (поперек волокон вдоль сердцевинных лучей, т.е. вдоль радиуса ствола) и тангенциальное (поперек волокон по касательной к границе между годичными кольцами, т.е. перпендикулярно сердцевинным лучам и радиусу ствола). Многие свойства древесины (прочность, набухание, проницаемость и др.) зависят от структурного направления, что делает древесину типичным анизотропным материалом, у которого в отличие от изотропного материала количественные характеристики таких свойств в каждом направлении разные. Другая важная особенность структуры древесины она является пористым материалом, т.е. материалом, в котором имеются пустоты (поры), не заполненные веществом самого материала. Суммарный объем этих пустот и их линейные размеры влияют на свойства пористых материалов. [c.253]

Точно так же нри изучении структуры материала, в зависимости от используемого физического метода, мы получаем те или иные результаты. Изучая двойное лучепреломление (большая длина волны), мы учитываем лишь анизотропию, обусловленную распределением цепей [9]. Изучая же дифракцию быстрых электронов (малая длина волны), мы получаем представление о поведении отдельных звеньев и не получаем никаких сведений о расположении цепей [7]. Поэтому один и тот же материал может при различных методах исследования дать различные результаты. Например, при исследовании двойного лучепреломления материал может оказаться анизотропным, в то время как при электронографическом исследовании тот же материал даст картину изотропного материала ((отсутствие текстуры). Необходимо отметить, что для систем с жесткими молекулами результаты исследования обоими методами всегда будут совпадать. [c.224]

Направление деструкции полимерных материалов при измельчении во многом зависит от их молекулярных свойств и макроструктуры, которые обусловливают анизотропию механических свойств. Так, изотропные полимеры измельчаются с образованием частиц пониженной асимметрии, и вследствие этого не наблюдается определенной направленности процесса деструкции. Однако эта направленность четко проявляется при увеличении анизотропии механических свойств исходного материала. Она характеризуется ростом асимметрии частии и связана с параметрами морфологической макроструктуры. Так, при измельчении тканей из белковых волокон образуются промежуточные продукты, которые сохраняют волокнистый характер, пока анизотропия механических свойств определяется свойствами элементарных волокон. Дальнейшее измельчение, обусловленное уже анизотропными свойствами трехмерной решетки, приводит к образованию симметричных частиц, а размолотые продукты составляют высокодисперсный порошок [5]. [c.113]

В разделе 2.2 уже было указано, что использование метода дискового электрода с кольцом позволяет измерить парциальные токи, отвечающие выделению молекулярного кислорода и окислению углеродного материала с выделением СО и СОг. Проводя эти измерения при различных скоростях развертки потенциала дискового электрода, можно разграничить стационарные и нестационарные процессы окисления. На рис. 51 в качестве примера сопоставлены зависимости стационарных токов выделения Ог и окисления анизотропного пироуглерода. Параллельность этих кривых свидетельствует, по-видимому, об одинаковой природе замедленной стадии обоих процессов. Более сложные зависимости наблюдаются на изотропном пироуглероде, который в первом приближении моделирует аморфизован-ный углерод угольной структуры. В этом случае процессы выделения кислорода и окисления начинаются при менее положительных потенциалах по сравнению с анизотропным пироуглеродом. [c.129]

Надмолекулярная структура представляет собой пространственные образования в виде блоков или кристаллитов, в которых атомы раС положены закономерно в трехмерном пространстве. Надмолекулярные образования могут быть также в виде глобул. Об особенностях надмолекулярной структуры кокса можно судить по рентгеновским характеристикам дом, -с и Сб (см. 22). Надмолекулярная структура кокса существенно отличается от струк ры графита, так как в ней нет закономерно повторяющегося расположения углеродных атомов в трехмерном пространстве. Кроме рентгеноструктурного анализа, надмолейсулярные образования вследствие их значительного размера (несколько десятков микрометров) могут изучаться оптичеекой микроскопией в отраженном поляризованном свете. Различают три структурные разновидности материала кокса изотропную, анизотропную и инертную. [c.179]

Рассмотрим вначале первый способ. При испытании образцов с одинаковыми угловыми швами при различных направлениях нагрузки по отношению ко шву получаем различные зависимости взаимного перемещения деталей Д от нагрузки Р, что и приводит к модели анизотропного материала в шве. Диаграммы имеют вначале, линейный упругий участок, и перемещение может быть разложено на две составляющие — упругую Ду и гшастическую Д (см. кривую I, рис.5.3.5,д). Если упругая деформация зависит от формы и дайны деталей образца, то пластическая деформация при катете шва, меньшем толщины деталей, сосредоточена в шве и околошовной зоне. Поэтому, перестроив диаграммы в координаты — Д д (где д — часть Р, приходящаяся на единицу длины шва), мы можем считать их характеристиками участка шва единичной длины и использовать для определения свойств анизотропного материала. Простейшим вариантом является материал с анизотропным пределом текучести, но изотропным упрочнением. Поверхность пластичности такого материала отличается от сферы, но при пластических деформациях расширяется, не изменяя своей формы. В этом случае все диаграммы д — Д должны быть подобны, что соответствует только начальному участку диаграмм на рис.5.3.5, (при [c.113]

Волокно как конструкционный материал характеризуется анпзометричностью (бесконечная длина при диаметре 5—100 мк) и анизотропностью свойств. Это означает, что если из изотропного полимерного материала вырезать элемент, соответствующий по геометрии волокнам, то такой элемент будет обладать низкой прочностью на разрыв и плохими деформационными свойст-вамп прочность на разрыв изотропных полимерных материалов составляет 5—10 кГ/мм , а необратимая деформация до 80—100%. Минимальная прочность волокон из тех же полимеров составляет 15 кГ1мм , а для многих современных технических волокон достигает 100 кПмм н выше. [c.283]

При оиределенной величине усилия в образце внезапно возникает участок со значительно уменьшенным поперечным сечением ( шейка ), резко отграниченный от остального образца. При переходе в этот участок изотропный исходный материал скачком превращается в анизотропный (ориентированный). Такой скачкообразный процесс изменения свойств материала, ири котором возникают две модификации полимера, обладающие различными механическими свойствами, обычно характерен для фазовых превращений. К рассмотрению этого наиболее интересного явления, характерного для кристаллических полимеров, мы вернемся в конце этого раздела. [c.294]

Ионообменные смолы и исходные сополимеры состоят из цепей молекул, которые равномерно ориентированы в пространстве. Показатель преломления такого изотропного материала одинаков во всех направлениях. Возникающее при обмене изменение набухания вызывает в зерне ионита напряжение, которое для сферических зереп будет характеризоваться радиальной симметрией. Напряжение является причиной ориентации молекулярной структуры в зерне, что приводит к анизотропии материала. Анизотропный материал стремится разложить луч света на две составляюш,ие так, чтобы электрические векторы полученных лучей были бы взаимно перпендикулярны. Такой эффект наблюдается в связи с различием показателей преломления среды в разных направлениях. Образовавшиеся два луча света в анизотропной среде идут с различной скоростью. На рис. 6.14 показано, как поляризованный луч света проходит через анизотропный материал. По выходе из этой среды из-за неравенства скоростей в ней оба луча перестают совпадать по фазе, и электрический вектор в одном из них оказывается перпендикулярным первоначальной плоскости поляризации. В изотропном материале этого не наблюдается и луч света не изменяет плоскости поляризации. Окончательно различаются два типа материала — анизотропный (левая половина рис. 6.14) и изотропный (правая половина рис. 6.14) — с помощью второго поляризатора (анализатора), который расположен на пути луча света, прошедшего через исследуемый материал. Плоскость поляризации анализатора перпендикулярна плоскости поляризации первого поляризатора. Поляризованный свет, прошедший через изотропный материал, поглощается в анализаторе. В луче света, который прошел через ани- [c.364]

Влияние давления. В работе [30] показано, что поведение полимера при пластическом течении в сильной мере зависит от давления. Для изотропного материала эффект может быть учтен простым включением в функцию ползучести гидростатической компоненты напряжения. Однако в случае анизотропного материала следует ожидать, что напряжение в разных направлениях различным образом воздействует на материал. Кеддел и Вудлифф [31 ] предложили для учета анизотропии модифицировать критерий Хилла, добавив три линейных члена в соотношения, характеризующие главное напряжение. [c.35]

При температурах формования сферы представляют собой жидкие капли, несовместимые с окружающей изотропной средой. Эта особенность отчетливо видна из результатов высокотемпературной электронной [8] и световой поляризационной [9] микроскопии. Плотность анизотропных сфер несколько превышает плотность изотропной фазы, и поэтому если они остаются в ячейке при высокой температуре в невозмущенном состоянии, то медленно оседают на дно. Вязкость этих образований несколько выше вязкости окружающей среды. В процессе роста сферы контактируют и коалесцируют друг с другом, образуя протяженные анизотропные области. При некоторых обстоятельствах весь пек превращается в анизотропный материал, который становится очень вязким или даже практически полутвердым коксом. [c.193]

Макрореология рассматривает однородные (однофазные) тела. Многофазные системы можно также рассматривать как однородные, если наибольший из диспергированных элементов имеет меньшие размеры, чем самый малый из элементов, деформацию которых изучают. В таком случае материал (среду) называют ква-зиоднородным. Рассматриваемые в макрореологии материалы могут быть изотропными (т. е. их свойства одинаковы по всем направлениям в пространстве) и анизотропными. Материал можно рассматривать как однородный и изотропный (квазиизотроп-пый), если он содержит диспергированные анизотропные элементы всевозможных ориентаций. которые распределены равномерно и достаточно малы. [c.42]

Рассмотрим задачу в следующей постановке. Слой изолирующего материала толщиной находится в равновесии с излучением. Полагается, что материал. цолжен быть серым, анизотропно рассеивающим, поглощающим и испускающим с коэффициентом поглощения к= кa+кs. При наличии радиационного равновесия серой среды (dqJfldг—Q) отсутствует необходимость различать изотропное рассеяние и поглощение с последующим испусканием. Ограничивающие стенки считаются черными. Как и для канала с теплоизолированными стенками, условие для степеней черноты нечерных поверхностей устанавливаются добавлением поверхностных сопротивлений (1—г ) 81 и (1—Е2)/е.2 к сопротивлению изоляции 1/ Г7-2, б, как это записано в уравнении (59) 2,9,3. Оптическая глубина (=К2 отсчитывается от одной из стенок и изменяется от О до t,=кL. [c.504]

Текстура углеродных материалов может изменяться в широких пределах в зависимости от вида сырья, способа формования заготовок, термической и термомеханической обработки. Это прослеживается при сопоставлении показателя текстуры углеродных материалов относительно изотропного промышленного графита марки ГМЗ с коксом КНПС в наполнителе его вариантов, полученных заменой кокса в наполнителе. более анизометричными компонентами (материал ГМЗ-И) анизотропной композиции природного графита с полукоксом (марка Ер) и, наконец, осажденного из газовой фазы при 1800-2000 °С высокоанизотропного пиролитического графита (табл. 5). [c.27]

Использование нефтяных и пековых коксов, обладающих невысокой анизометричностью частиц, предопределяют и невысокую анизотропию термического расширения (табл. 21).. Aяизotpoпия а увеличивается при добавлении в шихту анизотропных частиц (например, природного графита) вследствие роста а в параллельном оси с направлении и уменьшения - в перпендикулярном. Способ формования заготовок определяет в значительной мере анизотропию линейного расширения. Так, для материалов, полученных методом продавливания, а в направлении, перпендикулярном к оси продавливания, всегда выше, чем в параллельном направлении. В прессованном материале, наоборот, а параллельно приложенной нагрузке выше. Различие тем значительнее, чем выше анизотропия частиц наполнителя. Гидростатическое прессование пресс-массы позволяет получить изотропный материал даже при использовании в шихте высокоанизотропного природного графита (табл. 22). [c.101]

Ориентация высокополнмеров приводит к существенному изменению их физико-механических и структурных свойств. Так, например, при ориентации волокнообразующпх полимеров повышается разрывная прочность и термостойкость, понижается температура хрупкости и т. п. С физической точки зрения, ориентация волокнообразующих полимеров представляет собой процесс, при котором изотропная полимерная система, состоящая из беспорядочно расположенных структур, переходит в анизотропную (ориентированную), т, е. приобретает анизотропию физических свойств. Сама по себе анизотропия молекул или структурных элементов не приводит к анизотропии полимерной системы в целом, так как она сглаживается в среднем беспорядочным расположением молекул друг относительно друга, и материал остается изотропным. Для возникновения макроскопической анизотропии свойств необходимо какое-то внешнее воздействие, которое создает преимущественное направление в расположении структурных элементов [50]. Внешние силы могут вызвать в полимере такое перемещение отдельных структурных элементов, что он не сможет вернуться в прежнее ио- [c.76]

Поверхность изотропного материала под микроскопом однотонна, что характерно для кокса из углей низких стадий зрелости марок Д и Г. Хороший металлургический кокс содержит анизотропные частицы, обусловливающие оптическую структуру кокса, которую принято классифицировать на следующие разновидности мозаичная мелкозернистая мозаичная среднезернистая М мозаичная крупнозернистая Му , струйчатая С. волокнистая В и пластинчатая П. Средние размеры зерен в текстурах М , М , М соответственно составляют 0,3, 0,7 и [c.179]

Важнейшим свойством нефтяных коксов пвляется дисперсная структура. По характеру пространственного расположения и упорядочения кристаллитов углеродистого материала выделяют две структуры кокса волокнистую (струйчатую и игольчатую) и точечную (сферолитовую). У волокнистых коксов кристаллиты образуют волокнистый" узор, располагаясь параллельно слоями. Изделия из кокса с волокнистой структурой характеризуются слабой механической прочностью. Кокс точечной структуры состоит из индивидуальных частичек с несфор-мировавшейся ориентацией элементарных кристаллитов. Волокнистая структура коксов характеризуется анизотропными свойствами, а точечная — изотропными. [c.271]

На первой, обычно обратимой, стадии ОА растяжение исходного толстого образца происходит главным образом за счет аморфных областей полимера. При этом удлинение, величина когорого колеблется от 2 до 15%, иногда достигая нескольких десятков процентов, пропорционально усилию . При определенном значении усилия, зависящем от температуры и природы полимера, в местах нахождения микродефектов внезапно возникает шейка (иногда несколько шеек ), т. е. участок со значительно меньшим сечением, отделенный резкой границей от остальной части образца и отличающийся от нее анизотропностью. Подобный скачкообразный переход изотропного материала в анизотропный, при котором сосуществуют две модификации полимера с различными механическими свойствами, напоминает фазовое превращение (в случае [c.452]

Критерии длительной прочности позволяют прогнозировать долговечность конструкций при сложном напря женном состоянии, используя предельные характеристики материала при одноосном нагружении (растяжении> сжатии, сдвиге). Для изотропных (точнее квазиизотроп-ных) полимеров в разных случаях вполне пригодны классические теории (критерии) прочности [10, 26, 70 224—226, 249], постулирующие одинаковое сопротивление растяжению и сжатию, а также современные энергетические теории (Ягна, Баландина, Захарова и т. д.), которые базируются на функциональной связи между касательными и нормальными октаэдрическими напряжениями. Они применимы к изотропным и анизотропным материалам с различным сопротивлением растяжению и сжатию. Этот вопрос обсуждается в ряде работ [10,107,126,140,152]. [c.225]

Наши опыты по исследованию модулей упругости при малых деформациях на приборе Поляньи позволяют сделать вывод, что модули упругости анизотропного исходного материала, полученные при - и -деформации, равны по своей величине (около 8000 кГ/см ). При оценке модулей упругости двух модификаций полиамидов, получаюш,ихся на участке II (см. рис. 2), выяснилось, что в этом случае модули упругости широкой и узкой частей образца при различной степени протяженности не различаются между собой и равны примерно 10 ООО—12 ООО кПсм (см. таблицу). Это значит, что по упругим свойствам ориентированные полиамиды при малых деформациях почти изотропны, несмотря на явную структурную анизотропию материала. [c.301]

Известно, что кристаллизация высокомолекулярных соединений не лишает их способности к проявлению больших деформаций. Особенность таких деформаций заключается в скачкообразном возникновении анизотропного участка, так называемой шейки , после достижения определенного значения внешнего напряжения. Последующий процесс деформации сопровождается нарастающим удлинением полимера за счет развития шейки и перехода всего образца в однородный ориентированный материал. Обычно величины деформаций на этой стадии достигают значений многих сотеи процентов. Изучение явления обратимости шейки при отжиге до температур, близких к температуре плавления полимера [1], а также структурных изменений, наблюдаемых при деформации [1,2], привело к заключению о том, что развиваемые в кристаллических полимерах большие деформации являются по своей природе высокоэластическими и возникают в результате фазового преврагцения, т. е. плавления изотропно расположенных кристаллов и образования за счет рекристаллизации благоприятно ориентированных по отношению к силовому полю новых кристаллов. Однако существует мнение, что большие деформации могут возникать за счет переориентации и изменения формы самих кристаллов без сопутствующего превращения внутренней структуры [3—5]. Последняя точка зрения также не противоречит современным представлениям о структуре кристаллических полимеров. Таким образом, в настоящее время не существует единого мнения об этом важном свойстве полимеров, что связано с недостаточным значением всех особенностей проявления больших деформаций в кристаллических полимерах. [c.336]

АНИЗОТРОПИЯ (от греч. йгюод — неравный и троло — направление) — различие свойств материала в разных направлениях. Соответственно материалы, св-ва к-рых в разных направлениях неодинаковы, наз. анизотропными. Материалы с аморфной структурой или поликристаллы с равновероятным расположением кристаллитов и структурных элементов обычно изотропны (см. Изотропия), а материалы с закономерным внутренним строением (напр., монокристаллы), как правило, анизотропны. Анизотропны и материалы с т. н. конструктивной А.— железобетон, металлические композиционные материалы. К наиболее важным для практики св-вам, проявляющим А., относятся мех. св-ва (деформируемость и пр.), электропроводность и электрическое сопротивление, магн. св-ва (см. Магнитная анизотропия), теплопроводность, оптические св-ва (см. Оптическая анизотропия). А. мех. свойств материалов может быть начальной (исходной), т. е. существующей до их нагружения, и вторичной (деформационной), т. е. изменившейся или вновь возникшей вследствие деформации. Начальной является, напр., А. упругих св-в многих монокристаллов, вторичной — зависимость предела текучести или сопротивления разрушению от ориентации образца материала относительно направления деформационного упрочнения. В соответствии с осн. стадиями нагружения (упругой, упругопластической, разрушением) различают А. св-в, связанных с упругостью материала А. сопротивления малым пластическим деформациям А. характеристик, обусловленных большой пластической деформацией, и А. характеристик, связанных с разрушением. В первом случае напряженное состояние в пределах упругос и и вне их может сильно изменяться. Во втором и третьем случаях А. проявляется только в упругопластической области, а вне ее материал может вести себя как изотропный. Мо- [c.78]

ИЗОТРОПИЯ (от греч. iaog, здесь — одинаковый и трол-ц — направление) — одинаковость свойств материала в разных направлениях (ср. Анизотропия). Соответственно материалы, какое-либо свойство к-рых одинаково в разных направлениях, наз. изотропными. Изотропные материалы, так же как и анизотропные, могут быть структурно или композиционно однородными и неоднородными. Изотропны материалы с аморфной структурой, поликристаллы с беспорядочным расположением кристаллитов, если пет текстуры материала. Изотропны в отношении ряда св-в и некоторые монокристаллы. Так, удельная электропроводность и оптические св-ва кубических кристаллов не зависят от направления, монокристаллы вольфрама [c.491]

Свойства наполненного полимерного материала определяются свойствами полимерной матрицы и наполнителя, характером распределения последнего, природой взаимодействия на границе раздела полимер — наполнитель. Материалы с жидкими и газообразными наполнителями, как правило, изотропны с твердыми наполнителями — изотропны или анизотропны в зависимости от вида наполнителя и характера его распределения. СвоЁства наполненного полимерного материала существенно зависят также от дисперсности и формы частиц наполнителя, степени и условий Н., фазового или физи . состояния полимера, природы его звеньев, частоты пространственной сетки. Деление наполнителей на активные (упрочняющие, усиливающие) и неактивньк (инертные) в известной море условно, поскольку, улучшая какую-либо характеристику системы, наполни"ель может ухудшать др. ее свойства. Напр., большинство саж повышает одновременно прочность и модуль (жесткость) резин, однако увеличение жесткости во многих случаях нежелательно. Кроме того, активность гсаполнителя проявляется только ири его определенном содержании в системе. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология