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文檔簡介

性能總結(jié)范文 材料性能第四章1屈服與斷裂是材料的兩種基本失效模式。 2應(yīng)變(strain)當(dāng)材料受到外力作用而又不產(chǎn)生慣性移動時,其幾何形狀和尺寸會發(fā)生變化,這種變化稱為應(yīng)變或形變。 3應(yīng)力(stress)材料發(fā)生宏觀變形時,其內(nèi)部分子及原子間發(fā)生相對位移,產(chǎn)生分子及原子間對抗外力的附加內(nèi)力,達到平衡時,附加內(nèi)力與外力大小相等,定義單位面積上的附加內(nèi)力為應(yīng)力。 平衡時,其值與單位面積上所受的外力相等。 4簡單拉伸(simple elongation)材料受到一對垂直于材料截面、大小相等、方向相反并在同一直線上的外力作用。 5拉伸應(yīng)變材料在拉伸作用下產(chǎn)生的形變稱為拉伸應(yīng)變,也稱相對伸長率。 6拉伸應(yīng)力這種拉伸應(yīng)變和拉伸應(yīng)力的定義在工程上被廣泛運用,稱為工程應(yīng)變和工程應(yīng)力或習(xí)用應(yīng)變和習(xí)用應(yīng)力。 7真應(yīng)力用真實的瞬時截面積A代替A0除其相應(yīng)的拉伸力得到的應(yīng)力。 8真應(yīng)變因試樣長度在不斷變化,某一瞬時拉伸試樣的長為l,載荷增量dF,伸長d l,則該瞬時應(yīng)變率為d l/l,則試樣自l0伸長至l后,總應(yīng)變率為真應(yīng)變,記為9)1ln(ln0l若假設(shè)拉伸過程中體積不變10模量(modulus)對于理想的彈性固體,應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系服從虎克定律,即應(yīng)力與應(yīng)變成正比,比例常數(shù)稱為彈性模量,簡稱模量。 彈性模量表征材料抵抗變形能力,模量越大,愈不容易變形,表示材料剛度越大。 彈性模量的單位與應(yīng)力的單位相同。 11柔量(pliance)有時,用模量的倒數(shù)比用模量來得方便。 定義模量的倒數(shù)為柔量,柔量越大,越容易變形。 12拉伸柔量剪切柔量體積模量的倒數(shù)稱為可壓縮度K=1/B13泊松比(Possion ratio)在拉伸實驗中,材料橫向單位寬度的減小與縱向單位長度的增加之比值。 用0ln0llldlllt=+=lt)1(000+=LLAAAFAFt表示泊松比是指材料的橫向變形系數(shù),它是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。 可以證明沒有體積變化時,0.5,橡膠拉伸時就是這種情況。 其他材料拉伸時,G,即拉伸比剪切困難,這是因為在拉伸時高分子鏈要斷鍵,需要較大的力;剪切時是層間錯動,較容易實現(xiàn)。 大多數(shù)材料泊松比在0.2到0.5之間;固體材料的泊松比越小,剛性越大。 14彈性:是指材料在外力作用下保持和恢復(fù)固有形狀和尺寸的能力塑性:是材料在外力作用下發(fā)生不可逆的永久變形的能力模量:是指材料抵抗變形的能力強度:是指材料抵抗破壞或斷裂的能力16力伸長曲線和應(yīng)力-應(yīng)變曲線將試件裝卡在材料試驗機上進行常溫、靜載拉伸試驗,直到把試件拉斷為止,試驗機的繪圖裝置會把試件所受的拉力F與試件的伸長量?l之間的關(guān)系自動記錄下來,繪出一條曲線F-?l曲線,稱為拉伸圖。 除去尺寸因素,變?yōu)閼?yīng)力-應(yīng)變曲線。 即s-e曲線。 規(guī)定標準的實驗環(huán)境溫度和標準拉伸速率.17 (1)OA段,應(yīng)力應(yīng)變呈直線關(guān)系變化,為符合虎克定律的彈性形變區(qū),直線斜率相當(dāng)于材料彈性模量。 A彈性極限應(yīng)變A彈性極限應(yīng)力.屬普彈性變形,是由于分子的鍵長、鍵角以及原子間的距離改變所引起的,應(yīng)力與應(yīng)變之間服從胡克定律,是一種可逆形變。 在應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系意義上,當(dāng)應(yīng)變?yōu)橐粋€單位時,彈性模量在數(shù)值上等于彈性應(yīng)力,即彈性模量是產(chǎn)生100%彈性變形所需的力;本質(zhì):材料剛度,表征材料抵抗彈性變形能力;斜率越大,楊氏模量越大,材料的剛度越大,越不易變形。 彈性模量是力學(xué)性能中最穩(wěn)定的指標。 18比彈性模量E/材料的彈性模量與其單位體積質(zhì)量(密度)的比值,也稱為比模量或比剛度,單位為m或cm。 材料的比模量越高,構(gòu)件的自重就會越小,或者體積會越小。 19彈性比功(回彈性)彈性比功為應(yīng)力應(yīng)變曲線下彈性范圍內(nèi)所吸收的變形功20屈服應(yīng)力越過A點,應(yīng)力應(yīng)變曲線偏離直線,說明材料開始發(fā)生塑性形變,極大值Y點稱材料的屈服點,其對應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變分別稱屈服應(yīng)力(或屈服強度)和屈服應(yīng)變。 發(fā)生屈服時,試樣上某一局部會出現(xiàn)“細頸”現(xiàn)象,材料應(yīng)力略有下降,發(fā)生“應(yīng)力軟化”。 一般而言,屈服應(yīng)力是聚合物作為結(jié)構(gòu)材料使用的最大應(yīng)力。 超過屈服點,凍結(jié)的鏈段開始運動。 21大形變區(qū)(又稱強迫高彈形變)隨著應(yīng)變增加,在很長一個范圍內(nèi)曲線基本平坦,“細頸”區(qū)越來越大。 拉伸時細頸不會變細拉斷,而是向兩端擴展,直至整個試樣完全變細為止,外力幾乎不增加,應(yīng)變卻大幅度增加,可達百分之幾百。 這一階段加熱可以恢復(fù)。 22應(yīng)變硬化繼續(xù)拉伸時,由于分子鏈取向排列,使硬度提高,從而需要更大的力才能形變。 分子鏈取向排列,使應(yīng)力提高。 23斷裂達到B點時材料斷裂,與B點對應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變分別稱材料的拉伸強度(或斷裂強度)b和斷裂伸長率b,它們是材料發(fā)生破壞的極限強度和極限伸長率。 24曲線下的面積等于()相當(dāng)于拉伸試樣直至斷裂所消耗的能量,單位為J?m-3,稱斷裂能或斷裂功。 反映材料的拉伸斷裂韌性大小的物理量,但不能反映材料的沖擊韌性大小。 25從應(yīng)力應(yīng)變曲線可以獲得的被拉伸聚合物的信息聚合物的屈服強度(Y點強度),聚合物的楊氏模量(OA段斜率),聚合物的斷裂強度(B點強度),聚合物的斷裂伸長率(B點伸長率),聚合物的拉伸斷裂韌性(曲線下面積)。 26明材料越韌,相反則越脆。 E越大,說明材料越硬,相反則越軟;b或y越大,說材料越強,相反則越弱;b或W越大,說27“軟”和“硬”用于區(qū)分模量的低或高,“弱”和“強”是指強度的大小,“脆”是指無屈服現(xiàn)象而且斷裂伸長很小,“韌”是指其斷裂伸長和斷裂應(yīng)力都較高的情況,有時可將斷裂功作為“韌性”的標志。 x%補償屈服應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線偏離線性響應(yīng)至應(yīng)變的x%時的應(yīng)力,即從應(yīng)變軸x%處作斜率為E的直線。 29 (1)硬而脆型聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛樹脂等表現(xiàn)出硬而脆的拉伸行為。 (2)硬而強型此硬質(zhì)聚氯乙烯制品屬于這種類型。 (3)硬而韌型很多工程塑料如聚酰胺、聚碳酸酯等屬于這種材料。 (4)軟而韌型各種橡膠制品和增塑聚氯乙烯具有這種應(yīng)力應(yīng)變特征。 (5)軟而弱型一些聚合物軟凝膠和干酪狀材料具有這種特性。 2830識圖溫度依賴性環(huán)境溫度對高分子材料拉伸行為的影響十分顯著。 溫度升高,分子鏈段熱運動加劇,松弛過程加快,表現(xiàn)出材料模量和強度下降,伸長率變大,應(yīng)力應(yīng)變曲線形狀發(fā)生很大變化。 力學(xué)依賴性發(fā)生強迫高彈形變,而必定發(fā)生脆性斷裂,這個溫度稱為脆化溫度Tb(脆-韌轉(zhuǎn)變溫度)。 31在溫度升高過程中,材料發(fā)生脆-韌轉(zhuǎn)變。 斷裂強度和屈服強度隨溫度變化曲線交點對應(yīng)的溫度稱脆-韌轉(zhuǎn)變溫度Tb。 32減慢拉伸速率與升高環(huán)境溫度對材料拉伸行為有相似的影響,這是時-溫等效原理在高分子力學(xué)行為中的體現(xiàn)。 即從試驗速率到低試驗速率獲得的應(yīng)力應(yīng)變曲線類型與試驗溫度從低到高時的應(yīng)力應(yīng)變曲線類似。 與脆-韌轉(zhuǎn)變溫度相似,在一定溫度下,測不同拉伸速率下的屈服強度和斷裂強度。 根據(jù)圖中兩曲線交點,可以定義脆-韌轉(zhuǎn)變(拉伸)速率。 拉伸速率高于Tb時,材料呈脆性斷裂特征;低于Tb時,呈韌性斷裂特征。 34升高溫度使材料變韌,但其拉伸強度明顯下降。 升高環(huán)境壓力則在使材料變韌的同時,強度也得到提高,材料變得強而韌。 這兩種不同的脆-韌轉(zhuǎn)變方式給我們以啟發(fā),告訴我們材料增韌改性并非一定要以存在一個特征溫度Tb,只要溫度低于Tb,玻璃態(tài)高聚物就不能犧牲強度為代價。 設(shè)計恰當(dāng)?shù)姆椒?,就有可能在增韌的同時,保持或提高材料的強度,實現(xiàn)既增韌又增強。 塑料的非彈性體增韌改性技術(shù)就是由此發(fā)展起來的。 35研究表明,鏈段松弛時間與外應(yīng)力之間有如下關(guān)系E=exp0RT?式中E是鏈段運動活化能,是材料常數(shù),0是未加應(yīng)力時鏈段運動松弛時間。 由上式可見,越大,越小,降低了鏈段運動活化能。 當(dāng)應(yīng)力增加致使鏈段運動松弛時間減小到與外力作用時間同一數(shù)量級時,就可能產(chǎn)生強迫高彈變形。 37屈服強度是材料在卸載后基本上不產(chǎn)生永久形變的最大應(yīng)力,超過屈服點材料便開始屈服同時發(fā)生塑性形變。 屈服與銀紋化的產(chǎn)生都要消耗一定的能量,所以銀紋化亦可作為一種特殊的屈服。 38細頸:屈服時,試樣出現(xiàn)的局部變細的現(xiàn)象。 41材料的理論強度,就是從理論角度而言材料所能受的最大應(yīng)力。 42拉伸強度t在規(guī)定的實驗溫度、濕度和實驗速度下,在標準試樣上沿軸向施加拉伸載荷直至斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣橫截面的比值。 43壓縮強度如果向試樣施加的是單向壓縮載荷,則得到的是壓縮強度和壓縮模量。 在壓縮實驗中由于壓縮彎曲易導(dǎo)致試樣損壞,所以一般采用較短的試樣來測定其壓縮強度。 與拉伸實驗相比,壓縮實驗特點是對試樣的微小缺陷和表面裂紋不太敏感,所以常常相同聚合物的壓縮強度比拉伸強度高。 但是長纖維增強塑料是一個例外。 多用于脆性材料,可顯示材料在拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲不能反映的塑性行為,借此研究脆性材料的屈服和塑性行為。 反映工程上接觸表面處承受多向壓縮的力學(xué)行為.很少反映塑性材料的力學(xué)行為,因為不斷裂。 44彎曲強度彎曲在實際應(yīng)用中也是常見的負載模式,彎曲強度是在規(guī)定實驗條件下對標準試樣施加靜彎曲力矩,直到試樣斷裂為止。 彎曲試驗采用簡支梁法,把試樣支撐成橫梁,使其在跨度中心以恒定速度彎曲,直到試樣斷裂或變形達到預(yù)定值,以測定其彎曲性能。 45彎曲試驗的作用反映材料承受彎曲載荷的能力.測定脆性、難加工材料的強度和塑性.反映表層質(zhì)量及表層組織成分,工藝優(yōu)劣塑性材料彎曲試驗不能斷裂,僅能測屈服強度,斷裂強度不能測出?46剪切強度(f)可以通過對圓柱試樣施加扭荷來測定,試驗中應(yīng)避免試樣的不規(guī)則形變,如膨脹和彎曲等,但由于大多數(shù)熱塑性聚合物材料的剛性較低,要控制其不規(guī)則形變比較困難,所以剪切強度大都是根據(jù)拉伸強度來確定,f=0.5t47硬度值的物理意義隨試驗方法的不同,其含義不同。 硬度沒有統(tǒng)一的意義,各種硬度單位也不同,彼此間沒有固定的換算關(guān)系。 一般可以認為,硬度是指材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。 從這個意義來講,硬度的大小與材料的拉伸強度和彈性模量有關(guān),而硬度實驗又不破壞材料且方法簡單。 第五章1.沖擊強度沖擊強度是量度材料在高速沖擊下的韌性大小和抗斷裂能力的參數(shù),是標準試樣在沖擊斷裂時單位面積上所消耗的能量,是一種廣義的能量力,不是通常的斷裂應(yīng)力。 材料抗沖擊性能與其沖擊過程所消耗的能量有關(guān),所消耗的能量越大,韌性越好單位2/mJ2.韌性韌性是指材料在破壞前吸收外加能量的能力3.韌性與強度的關(guān)系韌性越好沖擊強度越大4.高分子材料抗沖擊強度是指標準試樣受高速沖擊作用斷裂時,單位斷面面積(或單位缺口長度)所消耗的能量。 它描述了高分子材料在高速沖擊作用下抵抗沖擊破壞的能力和材料的抗沖擊韌性,有重要工藝意義。 但它不是材料基本常數(shù),其量值與實驗方法和實驗條件有關(guān)5.沖擊強度不是材料的本征性能,與材料測試條件有關(guān)6.懸臂梁、簡支梁沖擊韌性測試材料放置方式都是用重錘沖擊條狀試樣,所用儀器為擺錘沖擊儀,不同之處是試樣的規(guī)格和安裝方法,懸臂梁沖擊試驗是將試樣垂直放置,一端固定,重錘沖擊另一自由端;簡支梁沖擊試驗是將試樣水平放置在支架上,試樣不需要夾住,免受夾壓振動影響,然后用重錘沖擊7.抗沖擊強度測定方法高速拉伸試驗落錘式?jīng)_擊試試驗擺錘式?jīng)_擊試驗(懸臂梁試驗簡支梁試驗)第六章疲勞和摩擦磨損是在動態(tài)使用過程中材料出現(xiàn)的兩種破壞行為,直接關(guān)系到塑料和橡膠制品的耐久性和安全性。 疲勞破壞是指材料在低于其破壞強度的條件下,在承受周期性應(yīng)力(或應(yīng)變)過程中,材料表面或內(nèi)部產(chǎn)生微(細)觀損傷,并逐步發(fā)展為宏觀裂紋直至斷裂的現(xiàn)象。 摩擦磨損是相互接觸的物體在相對運動中,表層材料不斷損傷的過程,是由摩擦而產(chǎn)生的必然結(jié)果。 平均應(yīng)力最大應(yīng)力與最小值的平均值,用m表示。 應(yīng)力幅值應(yīng)力變化幅度的均值,用a表示循環(huán)特征(應(yīng)力比)最小應(yīng)力與最大應(yīng)力的比值,用r表示疲勞工程構(gòu)件在服役過程中,由于承受變動載荷或反復(fù)承受應(yīng)力和應(yīng)變,即使所受的應(yīng)力低于斷裂強度或屈服強度,也會導(dǎo)致裂紋萌生和擴展,以至構(gòu)件材料斷裂而失效,或使其力學(xué)性質(zhì)變壞,這一過程,或這一現(xiàn)象稱為疲勞。 疲勞是一個過程,疲勞破壞過程是材料內(nèi)部薄弱區(qū)域組織在變動應(yīng)力作用下,逐漸發(fā)生變化和損傷累積、開裂,當(dāng)裂紋擴展達到一定程度后發(fā)生突然斷裂的過程,是一個從局部區(qū)域開始的損傷累積,最終引起破壞的過程。 (疲勞破壞過程可以明顯地分成裂紋萌生、裂紋擴展和最終斷裂三個部分)疲勞壽命:試樣在交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變作用下直至發(fā)生破壞前所經(jīng)受應(yīng)力或應(yīng)變的循環(huán)次數(shù),用N表示。 疲勞極限在疲勞試驗中,應(yīng)力交變循環(huán)大至無限次而試樣仍不破損時的最大應(yīng)力叫疲勞極限。 (一個應(yīng)力值,當(dāng)應(yīng)力等于或低于這個值時,材料可承受的周期數(shù)為無限大)許多塑料事實上并不存在疲勞極限,為此,特用循環(huán)次數(shù)達到107至108次而試樣尚有50%不破壞情況下的應(yīng)力表示疲勞極限疲勞斷裂的特點疲勞試驗方法疲勞壽命曲線對試樣施加一個規(guī)定的交變載荷(),并且記錄下產(chǎn)生破壞所需的循環(huán)次數(shù)(疲勞壽命,N);對同樣尺寸的一組試樣施加不同交變載荷進行試驗,得到一組點(每個值對應(yīng)一個N值),可繪制出-N曲線。 可以施加軸向載荷,扭荷或者彎曲載荷。 根據(jù)平均載荷和循環(huán)載荷的不同幅度,試樣中的合成應(yīng)力可能在整個載荷循環(huán)過程中在同一個方向,或者也可能在相反方向。 可得到拉壓拉疲勞曲線,脈動疲勞曲線,扭轉(zhuǎn)疲勞曲線等,這些曲線統(tǒng)稱為-N曲線。 低循環(huán)疲勞區(qū),在很高的應(yīng)力下和很小的循環(huán)次數(shù)后,試件即發(fā)生斷裂。 高循環(huán)疲勞區(qū),在高循環(huán)疲勞區(qū),循環(huán)應(yīng)力低于彈性極限,疲勞壽命長,N105次循環(huán),且隨循環(huán)應(yīng)力降低而大大延長。 無限壽命區(qū)或安全區(qū),試件在低于某一臨界值幅ac下,可以經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生斷裂,疲勞壽命趨于無限即aac,N=。 通常,材料的-N曲線有兩類,一類有水平線,可標定出無限壽命的疲勞極限;另一類無水平線,可根據(jù)材料的使用要求標定有限壽命N= 106、107和108下的條件疲勞極限在高循環(huán)疲勞區(qū),當(dāng)應(yīng)力比r-1時,疲勞壽命與應(yīng)力幅間的關(guān)系可表示為N=A(a-ac)-2,A是與材料拉伸性能有關(guān)的常數(shù)。 可見,材料的疲勞壽命與其拉伸性能有關(guān),并且受應(yīng)力和應(yīng)力幅大小的影響。 在非對稱循環(huán)應(yīng)力作用下,在給定應(yīng)力幅下,平均應(yīng)力升高,疲勞壽命縮短;對于給定的疲勞壽命,平均應(yīng)力升高,材料所能承受的應(yīng)力幅降低。 疲勞過程中,裂紋擴展速度顯然與裂紋端部的應(yīng)力強度因子的變化有關(guān)。 應(yīng)力強度因子表征材料斷裂的重要參量,是表征外力作用下彈性物體裂紋尖端附近應(yīng)力場強度的一個參量;實驗表明:當(dāng)應(yīng)力強度因子達到一個臨界值時,裂紋就失穩(wěn)擴展而后導(dǎo)致斷裂。 摩擦兩個相互接觸的物體或物體與介質(zhì)之間在外力作用下,發(fā)生相對運動或者有相對運動的趨勢時,在接觸表面上所產(chǎn)生的阻礙作用稱為摩擦。 阻礙相對運動的力即為摩擦力,表征摩擦的參數(shù)是摩擦系數(shù)。 磨損是在摩擦作用下物體相對運動時,表面逐漸分離出磨屑從而不斷損傷的現(xiàn)象。 橡膠工業(yè)中的磨損稱為磨耗。 摩擦與磨損是一個過程的兩個方面:有摩擦必然導(dǎo)致磨損;產(chǎn)生了磨損,根源在于摩擦摩擦系數(shù)-摩擦的簡單粘著理論摩擦系數(shù)(friction factor)是指兩表面間的摩擦力和作用在其接觸面上給予的正壓力之比值。 f=Ff/Fn式中,f為摩擦系數(shù),F(xiàn)為摩擦力,F(xiàn)n為正壓力。 -摩擦的簡單粘著理論從原子和分子的角度來看,材料的表面不是完全平整的,而是微觀上不規(guī)則的。 因此,兩個表面之間的實際接觸面積遠小于接觸的表面積,整個法向力由表面上凹凸不平的頂端承受,在這些接觸面上的局部應(yīng)力是很大的,致使發(fā)生嚴重的形變。 每個凹凸不平的頂端被壓扁形成一個平面或幾乎平坦的區(qū)域。 在這個小范圍上,兩個表面之間存在緊密的原子接觸,并產(chǎn)生粘合現(xiàn)象(金屬的粘合通常為金屬鍵的作用,高分子材料的粘合主要是由于范德華力或氫鍵的作用),為了滑動,必須在粘合面上發(fā)生剪切,由此構(gòu)成了粘合摩擦。 磨損過程磨損是摩擦的直接結(jié)果,使材料損耗,工作精度,可靠性,一般是有害的,但工程上也有利用磨損作用的場合如精加工中的磨削與拋光、機器的跑合等。 在機械的正常運轉(zhuǎn)中,磨損過程大致可分為以下三個階段A.跑合(磨合)階段由于機械加工的表面具有一定的不平度存在;運轉(zhuǎn)初期,摩擦副的實際接觸面積較小,單位面積上的實際載荷較大,因此,磨損速度較快。 經(jīng)跑合后尖峰高度降低,峰頂半徑增大,實際接觸面積增加,磨損速度降低。 B.穩(wěn)定磨損階段機件以平穩(wěn)緩慢的速度磨損,這個階段的長短就代表機件使用壽命的長短。 該段的斜率就是磨損速率.實驗室的磨損試驗就是根據(jù)該段經(jīng)歷的時間、磨損速率或磨損量來評定材料耐磨性能的。 多數(shù)工件均在此階段服役,磨合的越好,該階段磨損速率就越低。 C.劇烈磨損階段經(jīng)過長時間的穩(wěn)定磨損后,由于摩擦副對偶表面間的間隙和表面形貌的改變以及表層的疲勞,其磨損率急劇增大,使機械效率下降、精度喪失、產(chǎn)生異常振動和噪聲、摩擦副溫度迅速升高,最終導(dǎo)致摩擦副完全失效。 磨損現(xiàn)象的主要特征A兩物體接觸面進行相對運動時發(fā)生在摩擦表面的相互作用,包括機械的和分子的作用。 機械作用包括彈性變形、塑性變形和犁溝效應(yīng);分子作用是表面間的相互吸引和粘著兩種效應(yīng)。 B:磨損是具有時變特征的漸進動態(tài)過程,依次為表面的相互作用(機械的或分子的)表面層的變化(即力學(xué)性質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)變化)表面層的破壞(即擦傷、點蝕、剝落等)三個動態(tài)過程。 磨損分類及特點按環(huán)境和介質(zhì)可分為流體磨損;濕磨損;干磨損。 按表面接觸性質(zhì)可分為金屬-流體磨損;金屬-金屬磨損;金屬-磨料磨損。 目前比較常用的分類方法則是基于磨損的失效機制進行分類,一般分為五類粘著磨損;磨料磨損;腐蝕磨損;微動磨損;表面疲勞磨損(接觸疲勞)。 磨損類型并非固定不變,在不同的外部條件和材料具有不同特性情況下,損傷機制會發(fā)生轉(zhuǎn)化,由一種損傷機制變成另一種損傷機制。 磨損的失效機制磨損機理根據(jù)摩擦面損傷和破壞的形式,一般概括起來,聚合物的磨損機理主要有五種種,即粘著(轉(zhuǎn)移)磨損、磨粒磨損、疲勞磨損和化學(xué)磨損、微動磨損A.粘著(轉(zhuǎn)移)磨損:在摩擦副相對運動時,由于接觸點之間的范德華引力及庫侖靜電引力(有時還有氫鍵力)的相互作用,使聚合物材料轉(zhuǎn)移到對偶面上去而引起的磨損叫粘著磨損,也叫咬合磨損或者擦傷B.磨粒磨損:由外界硬顆?;蛘邔ε急砻嫔系挠餐黄鹞锘虼植诜?,在摩擦過程中引起的摩擦表面破壞,能分離出磨屑或形成劃傷的過程。 在形貌圖上判斷磨料磨損的主要依據(jù)是劃痕,在這些劃痕中往往還有微切削痕跡存在;一些脆性材料上還會出現(xiàn)崩碎、顆粒。 C.疲勞磨損在周期性交變載荷的作用下,由于聚合物與對偶材料表面部分微凸體的相互作用,使界面接觸點(區(qū)域)發(fā)生局部變形和應(yīng)力集中,從而聚合物的表層和亞表層形成裂紋而導(dǎo)致聚合物損失或破壞的現(xiàn)象稱為聚合物的疲勞磨損。 交變應(yīng)力作用下,剛性微凸使材料表面發(fā)生多次壓縮、拉伸和剪切變形,當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達到一定時產(chǎn)生疲勞裂紋,進而擴展形成磨屑。 疲勞磨損是一種常見的磨損形式,是低強度緩慢磨損。 第七章熱傳導(dǎo)的原因熱傳導(dǎo)就是指在宏觀靜態(tài)介質(zhì)中由于溫度分布的不均勻性而引起的一種能量傳遞方式。 熱傳導(dǎo)的微觀機制熱傳導(dǎo)的機制主要可分為三種自由電子的傳導(dǎo)、晶格振動的傳導(dǎo)和分子的傳導(dǎo)。 為何金屬是良導(dǎo)體,高分子材料是熱的不良導(dǎo)體?對于金屬材料,由于有大量的自由電子存在,所以能迅速地實現(xiàn)熱量的傳遞。 高分子材料呈遠程無序結(jié)構(gòu),熱量的傳遞主要是由熱能激發(fā)的分子產(chǎn)生的振動波激勵鄰近分子的形式傳遞的。 這種由分子向分子轉(zhuǎn)移熱量的方式,傳遞速率很慢,所以高分子材料的熱傳導(dǎo)率很低,是熱的不良導(dǎo)體。 熱膨脹特征表征溫度變化引起材料體積和線尺寸的變化,各向同性材料在各個方向上的膨脹率都是一樣的,對于各向異性固體,如果要表示其膨脹特征,需要2-3個線膨脹系數(shù)。 熱膨脹系數(shù)作為表征聚合物基本性質(zhì)的參數(shù)之一。 耐熱性短期長期表征工業(yè)上通常用熱變形溫度來表示材料的短期耐熱性用溫度時間極限(熱壽命)表征聚合物長期耐熱性怎樣得到溫度時間極限(熱壽命)曲線?固定性能(失效標準),考察溫度和時間的關(guān)系,即熱壽命曲線相對溫度指數(shù)溫度指數(shù)溫度指數(shù)(TI):這是指熱壽命圖上對應(yīng)于一定壽命(通常取20000小時)的溫度值。 相對溫度指數(shù)(RTI):當(dāng)被測材料與溫度指數(shù)已知的參考材料承受相同的老化程序和診斷手段的比較試驗時,從已知TI所對應(yīng)的時間獲得的溫度。 (填空)聚合物的熱穩(wěn)定性是由它們的化學(xué)鍵和分子間鍵的強度(鍵能)以及分子結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)惰性所決定的。 半分解溫度聚合物在真空中加熱30min后質(zhì)量損失一半所需要的溫度。 老化分類內(nèi)老化,外老化,物理老化,化學(xué)老化燃燒概念可燃物與氧化劑之間的一種快速氧化反應(yīng)錐形量熱儀的氧消耗原理材料燃燒時消耗每一單位質(zhì)量的氧氣所釋放的熱量基本上是相同的。 融滴熔滴是提高聚合物阻燃性能必須考慮的方面之一,尤其是聚烯烴類聚合物如PP、PE,它是導(dǎo)致火焰蔓延的重要因素。 有限氧指數(shù)在規(guī)定條件下,試樣在氧、氮混合氣流中維持平穩(wěn)燃燒所需的最低氧濃度。 熱釋放速率:是指單位面積樣品釋放熱量的速率。 第八章電性能導(dǎo)電表面電阻率表面電阻率不僅與材料的性質(zhì)有關(guān),而且還和材料表面結(jié)構(gòu),形態(tài),組成等相關(guān)。 注意表面電阻率與表面電阻同量綱。 體積電阻率是描述材料電阻特性的主要參數(shù),僅與材料的屬性有關(guān)。 本征型導(dǎo)電高分子的結(jié)構(gòu)特征具有非常大的共軛電子體系。 正溫度效應(yīng)材料的電阻率能夠隨溫度的升高而升高的現(xiàn)象,或者描述為材料的電導(dǎo)率隨溫度的升高而下降的效應(yīng)。 負溫度效應(yīng)材料的電阻率能夠隨溫度的升高而下降的現(xiàn)象,或者描述為材料的電導(dǎo)率隨溫度的升高而升高的效應(yīng)。 離子型導(dǎo)電高分子材料固體離子導(dǎo)電的兩個先決條件是具有能定向移動的離子和具有對離子溶合能力。 聚合物基體和金屬鹽構(gòu)成了聚合物電解質(zhì)。 高分子固體電介質(zhì)使用的下限溫度為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機理當(dāng)導(dǎo)電填料濃度較低時,填料顆粒分散在聚合物中,互相接觸很少,故導(dǎo)電性很低。 隨著填料濃度增加,填料顆粒相互接觸機會增多,電導(dǎo)率逐步上升。 當(dāng)填料濃度達到某一臨界值時,體系內(nèi)的填料顆粒相互接觸形成無限網(wǎng)鏈。 這個網(wǎng)鏈就像金屬網(wǎng)貫穿于聚合物中,形成導(dǎo)電通道,故電導(dǎo)率急劇上升,從而使聚合物變成了導(dǎo)體。 滲濾閾值電導(dǎo)率發(fā)生突變的導(dǎo)電填料濃度。 PTC效應(yīng)的應(yīng)用用以衡量材料的溫度敏感效應(yīng)。 極化與介電極化就是介質(zhì)內(nèi)質(zhì)點正負電荷重心分離,從而轉(zhuǎn)變成偶極子。 自由電荷和束縛電荷可以發(fā)生遠程遷移的稱為自由電荷;僅能短距離遷移的電荷被稱為束縛電荷。 偶極子一個正點電荷和另一個符號相反的負點電荷由于某種原因而堅固地互相束縛于不等于零的距離上,便構(gòu)成一個偶極子。 偶極矩正電(或負電)重心上的電荷的電量為q,正負

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