Флуктуационная теория прочност

Рис. VI. 18. Вид кривой потенциаль-НОЙ энергии по флуктуационной теории прочности.

Согласно флуктуационной теории прочности, скорость процесса разрушения материала зависит от соотношения энергии активационного барьера и тепловых флуктуаций. Напряжение, уменьшая энергию активации, способствует ускорению разрушения материала. Основная причина появления первичных трещин — деструктивные процессы, протекающие под влиянием механических и тепловых воздействий на покрытие. В месте дефекта концентрируется напряжение, превышающее среднее напряжение на все сечение материала, что приводит к разрыву химических связей, образованию и росту трещин. Образование первичных трещин значительно ускоряется при наличии поверхностно-активной среды. Понижая свободную поверхностную энергию материала, среда способствует образованию местных зародышевых сдвигов на поверхности покрытия и первичных трещин. [c.45]

Флуктуационная теория прочности хрупких тел [c.44]

О применении флуктуационной теории прочности к твердым полимерам [c.55]

Дальнейшие уточнения и проверка флуктуационной теории прочности полимеров приводятся в гл. IV, посвященной рассмотрению влияния на прочность молекулярной массы и ориентации полимера. [c.58]

Влияние ориентации на прочность твердого полимера легко понять из флуктуационной теории прочности. [c.142]

Ниже приводится правильный вывод уравнения (IV. 9), исходя из флуктуационной теории прочности, рассмотренной в гл. I. [c.151]

В последние годы развитие флуктуационной теории прочности позволило уточнить физический смысл параметров в формуле Журкова. Так, было показано, что нулевая энергия активации должна соответствовать случаю а—>-0 и Т—>-0К. Иногда полагают [13, 14], что структурно-чувствительный параметр 7 характеризует неоднородность распределения напряжений по цепям в полимере. В то же время было установлено [1], что параметр 7 характеризует неоднородность напряжений [c.299]

ЭПР . в общем случае количество свободных радикалов в полимере (например, капроне) увеличивается во времени при постоянной нагрузке. Кривые, отображающие эту зависимость, аналогичны кривым ползучести. Следовательно процесс ползучести связан с разрушением химических связей в полимерных молекулах. Таким образом, распад химических связей действительно происходит не только при разрушении образца, но и в любой момент нахождения его под нагрузкой. Эти опыты убедительно подтверждают основные положения флуктуационной теории прочности, согласно которым разрушение полимерных и других твердых тел происходит во времени вследствие распада химических связей под действием нагрузки. [c.143]

В работах Бутягина с сотр. была исследована скорость механодеструкции различных полимеров при низких температурах (от +25 до —196° С). Было показано, что константа скорости деструкции, измеренная разными способами (в том числе и методом ЭПР по накоплению радикалов), постоянна во времени и не зависит от температуры, что не укладывается в рамки флуктуационной теории прочности, о которой шла речь выше. Кроме того, константы скорости при низких температурах слишком велики, что также не удается объяснить на основании этой теории. [c.432]

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ФЛУКТУАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ПРОЧНОСТИ [c.218]

В настоящее время на основании большого числа экспериментальных данных С. И. Журковым предложена флуктуационная теория прочности полимеров, краткое содержание которой состоит в следующем. Разрыв полимерного материала под действием внешних сил является процессом, проис.хо-дящим во времени. Скорость этого процесса зависит от соотношения энергии активационного барьера и тепловых флуктуаций, измеряемых величиной кТ. Разрыв происходит вследствие тепловых флуктуаций, а растягивающее напряжение способствует этому флуктуационному процессу, понижая энергетический барьер. Чем сильнее тело напряжено, тем. м ньше величина энергетического барьера и тем более вероятен процесс разрыва [c.222]

Причина образования микротрещин и механизм разрушения полимеров хорошо объясняются с помощью флуктуационной теории прочности и тех экспериментальных данных, которые были приведены в предыдущем разделе. [c.200]

При-низких температурах, когда полимер испытывает хрупкое разрушение, температурно-временная зависимость прочности описывается уравнением Журкова. Энергия активации с уменьшением разрушающих напряжений увеличивается в соответствии с флуктуационной теорией прочности твердых тел и при а = О равняется энергии связей, ответственных за разрушение полимера. Относительные удлинения при разрыве от разрушающих напряжений не зависят, [c.99]

Другая теория прочности полимеров — флуктуационная теория прочности хрупких тел была развита Г. М. Бартеневым Эта теория, как и теория С. Н. Журкова, является теорией временной зависимости прочности хрупких полимеров и основана на рассмотрении кинетики роста трещин. Рост каждой трещины рассматривается как последовательный разрыв связей в ее вершине под действием напряжения и тепловых флуктуаций. Флуктуационная теория позволяет оценивать влияние поверхностно-активных веществ на величину временной прочности полимеров, поскольку эти вещества могут перемещаться под действием двумерного давления в глубь трещины и раздвигать ее. [c.139]

С результатами Журкова хорошо согласуются молекулярные теории разрывной прочности пластиков [13], известные под названием флуктуационных теорий прочности. [c.98]

Есть еще одно важное обстоятельство, побуждающее поступать таким образом. Согласно флуктуационной теории прочности Журксва (см. стр. 75), процесс термодеструкции полимеров протекает при любой температуре и его скорость зависит от приложенного механического напряжения. Если напряжения нет, скорость этого процесса приближается к скорости термодеструкции при данной температуре, и время жизни полимера определяется из соотношения (39) при условии а=0. Однако при малых напряжениях зависимость логарифма долговечности lgt от напряжения а отклоняется от линейной в сторону увеличения долговечности. Следовательно, при напряжениях, близких к нулю, соотношение (39) становится практически неприменимым, т. е. процесс термодеструкции в отсутствие напряжений необходимо изучать отдельно. При исследовании термодеструкции полимеров рассматривают не только формальные константы, характеризующие этот процесс, но и его механизм, продукты термического разложения и т. д. [c.140]

Вероятность разрыва химических связей зависит от напряжения и согласно флуктуационной теории прочности определяется величиной энергии активации разрушения V —у-. Чем больше напряжение, тем более вероятен процесс разрыва. Уменьшение энергии акть вации под действием растягивающих усилий определяется коэффициентом у, чувствительным к изменению структуры при ориентации или пластификации. Чем меньше этот коэффициент (наклон прямой долговечности), тем прочнее полимер (см. рис. 83). [c.141]

В ряде опытов прочность волокон разного молекулярного веса измерялась на образцах из 80 параллельно уложенных моноволокон. Разрыв таких волокон сложнее, чем хрупкий разрыв однородных материалов с развитием на первой стадии преимущественно одной (первичной) трещины. Возможно, в волокнах в одном и том же разрывном сечении одновременно возникает и растет значительное число микротрещин. В уравнении долговечности, выведенном из флуктуационной теории прочности, учет одновременного роста нескольких микротрещин скажется только на значении предэкспоненциаль-ного члена, который в формуле [c.151]

Вопрос о связи между скоростью разрастания трещин и величиной приложенного напряжения (деформации) принципиально интересен. Приложение представлений о флуктуационной теории прочности к коррозионному разрушению заставляет сделать вывод, что растрескивание полимеров в присутствии химически активных сред должно иметь место при сколь угодно малом напряжении. Это связано с тем, что помимо энергетического вклада флуктуаций теплового движения молекул, суммирующегося с упругой энергией, запасаемой при деформации полимера (что и является причиной временной зависимости прочности), при наличии химически активной среды резко снижается энергетический барьер разрушения цепной молекулы и независимо от величины напряжения выделяется энергия химического взаимодействия среды с полимером. Наряду с таким пред-ставленпем о процессе, в серии работ i - i появившихся в последнее время, делается попытка рассматривать озонное растрескивание [c.117]

Общие закономерности проявления высокой эластичности полимеров были выявлены в результате большого количества работ. В Советском Союзе-капитальные работы в этом направлении были выполнены школами акад. А. Ф. Иоффе, акад. В. А. Каргина и акад. П. А. Ребиндера. Ими разработаны основы современной физики и физико-химии полимеров, и в особенности проблема высокоэластичпости. С. Н. Журков с сотр. к настоящему времени смогли сформулировать теорию прочности полимеров Г. М. Бартенев 2 разработал и описал флуктуационную теорию прочности хрупких тел, а затем распространил ее на полимеры, сосредоточив главное внимание на высокоэластических материалах. За рубежом механические свойства полимеров изучали Ферри, Тобольский, Бикки, Нильсон и др. (сводка их работ по 1948 г. наиболее полно дана в монографии а работ, вышедших в последнее время, — в книге Г. М. Бартенева ). [c.92]

Нагрев вызывает температур ную хрупкость полимера. Специфическое влияние температуры вытекает из качественных и количественных предпосылок флуктуационной теории прочности. Эти вопросы обстоятельно освещены выше. Их уместно лишь несколько дополнить конкретными наблюдениями. Например, Хейсс и Ланза исследовали влияние поверхностно-активной среды, температуры и окисления. Во всех случаях они использовали методы испытаний при постоянной деформации методику Белл-Телефон и одноосное растяжение образца. В этой серии опытов применяли материал с удельным весом 0,96 Г1см и индексами расплава 0,54 и 0,60 Г/Ю мин. В воде и этиленгликоле логарифм долговечности оказался пропорциональным обратной температуре, что соответствует закону Аррениуса. Было установлено, что температурная хрупкость. не зависит от вида напряженного состояния. Опыты проводили при различных двухосных деформациях от 4,7 до 25,2% в очищенном азоте при 70 °С. Параллельно исследовали долговечность при линейном растяжении от 6 до 50% . В обоих случаях при деформациях ниже 4% долговечность увеличивалась неограниченно (см. рис. 91), а выше 15% — неиз(менно составляла 20 ч. [c.209]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология