Равновесное критическое напряжение

Величина равновесного критического напряжения ас ,кр является важной характеристикой полимерного материала, поскольку она представляет собой максимально возможное напряжение, сохраняющееся в напряженном материале длительное время (tp—> оо) при постоянной деформации Для полипиромеллитимида зависимости Окр от tp показаны на рис. IV.8. Расчет ст< , кр по этим кривым проводится по методике, предназначенной для оценки параметров обычных релаксационных кривых [13]. [c.192]

Для полипиромеллитимида в широком температурном интервале равновесное критическое напряжение Ооо.кр остается приблизительно постоянным, а затем плавно убывает с ростом темпера- [c.192]

Помимо равновесных критических напряжений Ооо.кр, интерес представляют также температурные зависимости критических напряжений Окр, соответствующих различным конечным длительностям релаксационного процесса. Для полибензоксазола такие зависимости показаны на рис. 1У.4. [c.193]

Рис. IV. 17. Зависимость равновесных критических напряжений от температуры для поли-ж-фениленизофталамида (фенилона) (1), полиарилата (2), полиоксадиазола (3) и полиамидоимида (4).

В этом отношении наиболее показательны температурные зависимости равновесных критических напряжений (рис. 1У.17). [c.201]

Необходимо обратить внимание на резкое различие критических напряжений для ароматических систем в области низких температур. Естественно, что чем выше температура стеклования полимера, тем при более высоких температурах будут сохраняться конечные значения равновесных критических напряжений. Однако, как показывает опыт [16], повышение теплостойкости полимера (в частности, температуры стеклования), способствует также существенному возрастанию механических напряжений, способных сохраняться в полимерном материале в условиях релаксации напряжения и при низких температурах. Так, при 22 °С критическое равновесное напряжение для полиамидоимида составляет 53, для полиоксадиазола — 70, для полиарилата — 75, для фенилона — 103. МПа. [c.201]

Известно, что кристаллизация полимеров существенно повышает их прочность и сопротивляемость механическому размягчению. В случае теплостойких систем эффект оказывается чрезвычайно большим. Из рис. 1У.17 видно, что кристаллический ароматический полиамид — фенилон в интервале температур 22 — 220 °С выдерживает гораздо большие напряжения, не разрушаясь и не размягчаясь, чем другие теплостойкие системы, хотя их температура стеклования выше, чем у фенилона. Для фенилона наблюдается резкое снижение значений равновесных критических напряжений с температурой, однако в области сравнительно низких температур его механическая работоспособность существенно выше. [c.201]

В заключение необходимо остановиться на одном из методических вопросов, связанных с оценкой механической работоспособности полимерных систем. Обычно такую оценку проводят по температурным зависимостям предела прочности или предела вынужденной эластичности авэ- Экспериментально установлено [16], что для полиамидоимида, полиарилата и полиоксадиазола кривые температурной зависимости предела вынужденной эластичности Овэ ограничивают область больших значений напряжений по сравнению с областью механической работоспособности, полученной из температурной зависимости равновесных критических напряжений. Следовательно, так как данные системы обладают большой скоростью релаксации напряжения, область механической работоспособности не может быть определена из кривых растяжения, и указанные выше системы нельзя использовать малое время не только при нагрузках, близких к разрушающему напряжению при растяжении, но и при нагрузках, близких к пределу вынужденной эластичности. [c.202]

Для расчета продвижения фильтрата бурового раствора в приствольной области методами подземной гидродинамики необходима информация о параметрах пластовой системы - вязкости флюидов, эффективных значениях проницаемости и пористости, критических напряжениях и скоростях сдвига (давлениях и скоростях фильтрации) и т.п. Требуемые данные обычно получают из кривых течения или фильтрации, представляющих собой зависимость степени равновесного разрушения структуры жидкости от скорости ее деформации, характерной для реальных условий. [c.28]

Второй и основной недостаток теории Гриффита заключается в следующем- . Критическое напряжение Гриффит определял из условия, что изменение упругой энергии при росте трещины в хрупком материале равно увеличению поверхностной энергии йе в результате образования новых свободных поверхностей. Это условие годится, однако, только для равновесного состояния, когда скорость роста трещины равна нулю. При росте трещины с конечной скоростью, отличной от нуля, в результате разрыва межатомных связей происходит рассеяние упругой энергии, которая в конечном счете переходит в тепло. Следовательно, в соответствии с законом сохранения энергии [c.23]

Изменения химической структуры по длине волокна и поперечного сечения сказываются в расширении области перехода от кристаллического к аморфному состоянию. Первичный эффект изменения химической структуры, например в случае сополимеров, проявляется в изменении температуры плавления при заданной силе. Поскольку изменения в поперечном сечении влияют на напряжение, которое определяет равновесие, то в разных сечениях установятся различные критические напряжения. Следовательно, для гомогенной системы возможен переход при постоянных давлении и температуре, но в конечном диапазоне растягивающей силы. В гомогенном по сечению волокне этот диапазон переходит в точку, соответствующую равновесной силе. [c.184]

Концепция критического напряжения (а также других критических показателей — удлинения и упругой энергии, — ниже которых растрескивания в отсутствии агрессивной среды не происходит) теоретически не обоснована, независимо от того, для равновесных или неравновесных условий определяются эти характеристики, так как не учитывает вклад химического взаимодействия эластомера с озоном. Такое взаимодействие происходит даже с ненапряженной резиной, и выделяющейся энергии вполне достаточно для образования новых поверхностей. Ее рассеяние (вероятность которого уменьшается с уменьшением деформации из-за замедления процесса разрастания трещин), конечно, может привести к резкому замедлению разрушения, внешне воспринимаемому как наличие критического напряжения. [c.136]

Характер анодных кривых для каждой структурной составляющей и каждого физически неоднородного участка зависит от химического состава этих составляющих, кристаллической структуры, концентрации ионов водорода, температуры, природы и концентрации активаторов, природы и концентрации анодных замедлителей, внутренних напряжений и приложенных внешних напряжений, В зависимости от ряда указанных факторов изменяется равновесный потенциал, потенциалы начала пассивации и полной пассивации, а также потенциал перепассивации и в ряде случаев потенциал пробоя (в присутствии активаторов, внутренних или приложенных внешних напряжений). Одновременно в зависимости от указанных факторов будет изменяться критический анодный ток пассивации и ток в пассивном состоянии. [c.35]

Сопоставление результатов измерения сил прилипания со значением равновесного расстояния между контактирующими поверхностями (например, методом плоскопараллельных дисков) позволяет оценить энергию коагуляционной связи и выяснить условия, при которых она достигает критического предела, отвечающего порогу быстрой коагуляции. Другое приложение полученных результатов сводится к вычислению из данных о элементарных силах контактного взаимодействия прочности дисперсной структуры. По многим причинам (форма частиц, разброс силы прилипания, неоднородность структуры суспензии) такие подсчеты затруднительны., однако для модельных суспензий, состоящих из монодисперсных шариков с известной степенью заполнения объема системы (известное число контактов в единице объема), удалось получить удовлетворительное совпадение вычисленных и экспериментальных значений предельного напряжения сдвига [8]. [c.128]

Авторы работы [97] рассмотрели взаимосвязь критического поверхностного натяжения деформируемых эластомеров и изменения их структуры. Как было показано, зависимость критического поверхностного натяжения эластомеров от их относитель-, ной одноосной деформации и равновесного напряжения носит линейный характер. [c.25]

Когда частицы новой фазы выделяются вдоль некоторых кристаллографических плоскостей твердого раствора с сохранением регулярного сопряжения, возникают напряжения. Они увеличиваются с ростом размеров частиц до критического значения, когда возникает пластическая деформация, ведущая к потере регулярности и к образованию фазовых границ. При этом энергия деформации сменяется энергией дислокаций и других нарушений на границах раздела частиц с матрицей. Нарушение регулярного сопряжения энергетически облегчается при образовании частиц равновесной фазы. Критический размер выделе-нпя, при котором осуществляется потеря регулярности, связан со значением пределов упругости материала матрицы и выделения п с величиной межфазной поверхностной энергии. [c.349]

Предполагается, что в области высокоэластического состояния разрыв происходит тогда, когда среднее значение равновесной упругой энергии, приходящейся на каждую связь сетки, достигает критического значения е . Кроме того, если допустить, что равновесная зависимость между напряжением и деформацией определяется выражением, вытекающим из кинетической теории, то Во оказывается равным [c.348]

Экстраполяция температурных зависимостей равновесных критических напряжений к их нулевому значению позволяет определить температуру стеклования аморфного полимера, которая будет наименьшей из всех температур стеклования, определенных при конечных скоростях механического и теплового воздействия. Эта температура, по-видимому, ограничивает реальный температурный интервал, в котором твердый полимер может использоваться как конструкционный материал, не подвергаясь разрушению при действии напряжений вплоть до значений Стоо, кр. [c.201]

Несмотря иа то что для всех типов битума зависимость Ig o от температуры имеет вид ломаной линии (см. рис. 19), характер зависимости различен. Для битумов II типа (см. рис. 19, б) точка перелома наблюдается ири более высоких темиературах ио сравнению с другими типами и характеризуется совпадением модулей Ео и Значения максимальной деформации прп этом издают примерно на два десятичных порядка и мало изменяются при дальнейшем понижении температуры. Следует отметить, что в области температур до точки перелома модули начальный и равновесный битумов II типа выше, чем битумов III и особенно I типов. В точке перелома значения модулей упругости битумов всех типов становятся близкими (порядка 10 дин/см ) и в дальнейшем изменяются одинаково. Как было указано, для битумов II типа точка перелома характеризуется изменением характера деформации от иластического течения к хрупкому разрушению ири достижении определеипого критического напряжения. Вследствие того что величина критического наиряжения зависит от скорости приложения нагрузки и периода релаксации битумов ири данной температуре, полученные критические напряжения имеют условный характер и не могут рассматриваться в качестве основных констант битума. [c.93]

Сопоставление термодинамического и кинетического подходов к процессам разрушения полимеров пока.зало, что для ПММА и капронового волокна критерий Гриффита оа соответствует Оо, а не (Тк- Отсюда следует, что Оа и теория Гриффита не имеют отношения к критерию разрушения и к критическому напряжению Юк. Критерий Гриффита скорее является критерием безопасности (как и безопасное напряжение Оо в термофлуктуационной теории прочности). Таким образом кинетический подход дает термофлуктуационный вклад тф в долговечность и определяет его границы (оо, Оф) При Т—>-0 напряжение Оф —Нсгк. Термодинамический подход дает оценку безопасного напряжения в виде порогового напряжения Гриффита Оо, которое характеризует равновесное состояние (когда процессы разрыва и рекомбинации химических связей равновероятны). Механический подход дает атермический вклад Тк в долговечность т = тф-ьтк и методы расчета концентрации напряжения (или локальных напряжений) в вершинах микротрещин, ответственных за разрушение. При переходе к бездефектным (высокопрочным) материалам, имеющим микронеоднородную Структуру и перенапряженные цепи, уравнепнс долговечности переходит в известное уравнение Журкова. [c.191]

Регуляция клеточного дыхания есть тонко сбалансированный процесс, хорошо описываемый в терминах равновесной термодинамики. Общие принципы регулирования сохраняются как для изолированных митохондрий, так и для клеточных систем, несмотря на существенные различия между ними в состоянии восстановленности дыхательных переносчиков и значениями фосфатного потенциала. Лимити (ующим звеном процесса является т.ер-минальная стадия взаимодействия цитохром с оксидазы с кислородом, которая ответственна эа кинетический контроль дыхания. Регуляция дыхания в области низких значений рОг осуществляется через изменение редокс-состояния цитохрома с и отношение [АТФ]/[АДФ] [Фн] цитозоля, что и определяет вариабельность кажущейся Ям(0) в клетке, составляющую один из механизмов ее приспособления к условиям кислородной недостаточности. Термин критическое напряжение кислорода является понятием относительным — существует широкий диапазон значений рОг, в пределах которых ткань может изменять свою метаболическую активность, чтобы компенсировать субопти-мальное снабжение кислорода. [c.116]

Другой метод основан на окислении с переменным потенциалом. В том случае, когда в результате анодного окисления поверхностная пленки растет со скоростью, поддающейся наблюдению, напряженность электрического поля V = Е- Е )1й в пленке должна быть выше некоторой критической величины Величина Е представляет собо0 равновесный потенциал пленочного электрода, а величина (Е - [c.193]

Влажность окружающего воздуха не оказывает заметного влияния на критическую скорость псевдоожижения. Последняя зависит только от влажности воздуха, используемого для псевдоожижения. Образование зарядов на частицах, кроме отмеченных явлений, приводит к сепарации полидисперсного материала в слое. При этом слой обогащается крупнодисперсной фазой, а мелкодисперсная под действием электростатических сил накапливается на металлических стенках аппарата, электродах и других металлических устройствах. В псевдоожиженном слое диэлектрического материала идут одновременно генерирование и диссипация зарядов. При установившемся режиме наступает динамическое равновесие между этими двумя процессами, и заряд частиц определяется их размером, конструкцией аппарата и равновесной напряженностью электростатического поля. Подробный анализ механизма электризации в такой сложной системе, как псевдоожиженный слой, в настоящее время невозможно выполнить из-за неизученности явления. Но и ограниченное число исследований показывает, что электрические силы, возникающие в слое, соизмеримы с механическими и должны учитываться в практических расчетах. [c.14]

Предлагаемый нами механизм позволяет подтвердить правильность некоторых экспериментальных констант. Сначала рассмотрим поле, требуемое для удаления одиночного адсорбированного иона с поверхности грани (ПО). Согласно данным Мюллера, это поле равно 77 мгв см- . Поле, удерживающее ион на поверхности металла благодаря силам электрического изображения, равно 300 е/4/ = 360 10 "Д2, где /—расстояние от ядра бария до плоскости электрического изображения для электронов. При критическом значении поля /= 2.1 Ю см, что лишь на 20% больше ионного радиуса. Можно считать, что подобные сильные поля увеличивают равновесное расстояние иона от поверхности на эту величину. Затем расститаем поле, создаваемое около иона соседними ионами, когда 6 =0,10. При квадратном расположении ионов расстояние между ионами, занимающими свободные участки, равно около 20 10 см. Напряженность поля, создаваемого ионами, приближенно равна [c.222]

По мере увеличения скорости деформации времена релаксации для наиболее длинных субмолекул окажутся больше длительности испытания, и часть энергии будет рассейваться по механизму вязких потерь при переходе цепей к их равновесному состоянию. Более того, если субмолекула находится в неравновесном состоянии, она действует подобно дополнительной цепи, при этом наблюдается кажущееся увеличение числа цепей, воспринимающих нагрузку. Все это приводит к тому, что к образцу требуется приложить большее напряжение, чтобы упругая энергия, запасенная в цепи, достигла критического значения, необходимого для разрыва. [c.327]

Микронеоднородности деформации тесно связаны с дислока-ЦИ0НН011 природой пластического течения. Локальные деформации могут достигать очень высоких относительных значений я приводить к значительным местным нарушениям решетки кристалла, резкому ослаблению связей в решетке на некотором интервале (т. е. к появлению зародышей разрушения с теми или иными эффективными размерами с), а также к формированию новых барьеров — препятствий для сдвигообразования границ блоков (дислокационных сеток), сидячих дисклокаций, дефектов упаковки, двойниковых границ и т. п. Вместе с тем определенные формы деформационных микронеоднородностей, в том числе незавершенные, не распространившиеся на все сечение кристалла сдвиги (т. е. дислокационные скопления в одной или в ряде близко расположенных плоскостей скольжения), формирующиеся благодаря наличию различных препятствий в плоскостях скольжения, ведут к появлению резких локальных концентраций напряжения, во много раз превосходящих приложенное скалывающее напряжение т. Эти высокие локальные напряжения, в свою очередь, могут приводить к возникновению и постепенному развитию микротрещин — равновесных зародышей разрушения ( равновесность понимается здесь в том смысле, что величина данного дефекта с при имеющемся уровне приложенных нормальных напряжений не достигает еще на стадии А того критического значения, когда дефект становится опасным и распространяется на весь кристалл в виде трещины отрыва равновесная в указанном смысле слова трещина не является, разумеется, обратимой,— при снятии напряжения она может, вообще говоря, сохраниться). [c.173]

Соотношения (IV.1) и (IV.2), онределяюш,ие соответственно максимальную величину равновесной трещины, которая может возникнуть на стадии при данном уровне скалывающих напряжений, и критическое значение нормального напряжения, приводящее при данной величине трещины к утрате ею равновесности, т. е. к наступлению стадии В, были проверены экспериментально и независимо одно от другого. С этой целью была изучена картина развития трещин хрупкого разрушения кристаллов с ростом приложенных к действующей плоскости скольжения скалывающих и нормальных напряжений 1136, 141]. Объектом исследования служили амальгамированные монокристаллы цинка (чистоты 99,99% Zn) диаметром около 1 мм U длиной 10 мм с различными углами наклона Хо плоскости ба-зиса к оси образца. Образцы подвергались одноосному растяжению при комнатной температуре с постоянной скоростью 12% мнн . При той или иной степени деформации е (в интервале от 1 % и вплоть до значений, отвечающих разрыву кристалла) растяжение прекращалось нри этом фиксировалась величина растягивающего напряжения. Скалывающее и нормальное напряжения определялись из соотношений х = Posin Хо os , р = Ро sin Хо sin X, ( 0 — растягивающее напряжение, отнесенное к начальному сечению % —угол наклона плоскости базиса к оси образца при данной величине деформации). Из растянутых образцов приготовлялись продольные шлифы с плоскостью шлифа, перпендикулярной плоскости (0001) монокристалла. После полировки шлифы протравливались 10%-ным водным раствором азотной кислоты и исследовались под микроскопом. На всех исследованных шлифах были обнаружены внутренние трещины, расположенные в плоскости (0001) для каждого шлифа измерялась длина наибольшей трещины Смакс- [c.183]

Ориентация полимера ниже критического значения эффективной вязкости т)кр может быть достигнута только при создании очень высокого градиента скорости нити. Поскольку наиболее приемлемый градиент скорости задается многими факторами и в том числе прочностными свойствами нити, конструкцией вытяжного устройства, скоростями нагрева и охлаждения волокна и т. д., то для этого заданного градиента скорости должна быть выбрана точка (или область) оптимальной эффективной вязкости т1опт- При меньших вязкостях будет преобладать эффект тепловой разориентации, и равновесная степень ориентации, определяемая соотношением ориентирующего действия градиента скорости и дезориентирующего действия броуновского движения макромолекул и их сегментов, окажется к моменту фиксации низкой. При очень высокой вязкости (выше riom.) для создания необходимого градиента следует приложить очень высокое напряжение, которое не обеспечивается конструкцией вытяжного устройства и не соответствует другим технологическим особенностям процесса. Другим ограничением оказывается достижение пре- [c.210]

Тем самым, с одной стороны, реализовывалась идея Вундерлиха о возможности получения КВЦ при наложении высокого гидростатического давления, а с другой — осуществлялся непрерывный процесс получения эксттрудируемого образца. Для этой цели расилав (речь идет прежде всего о линейном полиэтилене) продавливался через капилляр под очень высоким давлением вблизи равновесной температуры плавления. Как правило, задавали постоянную линейную скорость выдавливания и измеряли возникающие при этом усилия, возрастающие во времени вследствие протекания ориентационной кристаллизации. Полимер пo чaл я в виде прутка-моноволокна. Возможны варианты этой схемы, например продавливание, расплава через плоскощелевую головку с получ цием пленки [46]. Кристаллизация при заданной температуре в диапазоне 130—145°С начинается по достижении некоторой критической скорости (или, как, по-видимому, было бы точнее сказать, — напряжения) сдвига [17]. Возникновение фазового перехода ярко выражено внешне — по виду струи, и по результатам механических измерений — по отсутствию равновесного значения усилия (при заданной скорости), сменяющегося колебаниями давления с его ростом вплоть до уровня, допускаемого конструкцией использованного аппарата (реально наблюдали рост давления почти до 0,2 МПа), после чего выдавливание полимера из капилляра прекращалось. [c.133]

При отжиге изделия нагревают выше критических температур и медленно охлаждают, в результате чего образуется наиболее равновесная структура. Назначение — уменьшение твердости, снятие напряжений, получение равновесной структуры, улучшение обрабатываемости, устранение иаклепа и обеспечение диффузионных процессов с целью наиболее полного выравнивания химической неоднородности (табл. 67, 68). [c.85]

Абдель-Алим и Хамиелек [4] проводили деструкцию полиакриламида (ПАА) при различных условиях в водном растворе с помощью куэттовского вискозиметра. ММР определяли методом ГПХ. В одном из экспериментов они получили ММР, предсказанное теорией Бики, хотя совпадение теоретических и экспериментальных данных было недостаточно удовлетворительным (рис. 2.6). Зная значения критической молекулярной массы, при которой происходит разрыв молекул, и имея данные ММР (см. разделы 2.4.1 и 2.4.2), они пришли к заключению, что разрушение происходит при небольших напряжениях сдвига в соответствии с кривой нормального распределения, когда преимущественно разрушаются связи в центре макромолекул. Однако при больших сдвиговых напряжениях центр кривой распределения сдвигается к концам молекул, что приводит к образованию коротких цепей. По мнению авторов, в этом случае разрушение происходит до достижения равновесных конформаций цепей. [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология