《高分子材料性能學(xué)》課件

高分子材料性能學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院A323彭志平高分子材料性能學(xué)彭志平2一、材料分類金屬材料無機非金屬材料高分子材料復(fù)合材料緒論2一、材料分類金屬材料緒論31.塑料熱固性塑料(酚醛、脲醛等)熱塑性塑料(PE,PP,PVC,PS,PMMA等)

塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，約107~108Pa；受力形變可達(dá)百分之幾至幾百。31.塑料熱固性塑料熱塑性塑料塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之42.橡膠：天然橡膠(聚異戊二烯)合成橡膠(順丁,丁苯,丁腈,氯丁橡膠)室溫彈性高；形變大（可達(dá)1000%），外力去除后，能迅速恢復(fù)原狀；彈性模量小，約105~104Pa。42.橡膠：天然橡膠合成橡膠室溫彈性高；形變大（可達(dá)100053.纖維聚酯纖維(滌綸，如PET)聚酰胺纖維（如尼龍，錦綸）腈綸(PAN)丙綸(PP)維綸（PVA）彈性模量較大，約109~1010Pa。形變小，機械性能隨溫度變化不大53.纖維聚酯纖維(滌綸，如PET)彈性模量較大，約109~6二、材料的四要素成分/結(jié)構(gòu)、制備/工藝、性質(zhì)和使用性能成分/結(jié)構(gòu)、制備/工藝決定固有性質(zhì)性質(zhì)決定使用性能使用性能決定材料的用途6二、材料的四要素成分/結(jié)構(gòu)、制備/工藝、性質(zhì)和使用性能成7高分子科學(xué)各課程間的聯(lián)系成分/結(jié)構(gòu)、制備高分子化學(xué)聚合反應(yīng)工程加工工藝、成型高分子成型與加工結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系高分子物理材料的使用性能高分子材料性能學(xué)材料的分類與應(yīng)用高分子材料理論和物質(zhì)基礎(chǔ)實用價值實際應(yīng)用7高分子科學(xué)各課程間的聯(lián)系成分/結(jié)構(gòu)、制備高分子化學(xué)加工工藝8三、材料性能的概念1.材料在給定外界物理刺激下產(chǎn)生的響應(yīng)行為或表現(xiàn)2.表征材料響應(yīng)行為發(fā)生程度的參數(shù)，即性能指標(biāo)（如模量、強度等）8三、材料性能的概念1.材料在給定外界物理刺激下產(chǎn)生的響應(yīng)行9力學(xué)性能：彈性、塑性、硬度、韌度、強度耐環(huán)境性能：耐腐蝕性、老化、抗輻照性性能劃分物理性能：熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、光學(xué)四、材料性能的劃分9力學(xué)性能：彈性、塑性、硬度、韌度、強度耐環(huán)境性能：耐腐蝕性10力學(xué)性能：材料在外加載荷作用下或載荷與環(huán)境聯(lián)合作用下所表現(xiàn)的行為—變形和斷裂。即材料抵抗外載引起變形和斷裂的能力。力學(xué)性能力學(xué)性能表征材料軟硬程度變形能力彈性、塑性材料脆性硬度韌性材料抵抗外力能力強度10力學(xué)性能：材料在外加載荷作用下或載荷與環(huán)境聯(lián)合作用下所表111112五、材料性能的四個方面宏觀表征：表征材料性能的參數(shù)，如強度、硬度

微觀本質(zhì)：材料的性能是材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素在一定外界作用下的綜合反映

影響因素：內(nèi)因（材料結(jié)構(gòu)），外因（溫度等）

性能測試：測試原理、設(shè)備、方法12五、材料性能的四個方面宏觀表征：表征材料性能的參數(shù)，如強13六、高分子材料性能學(xué)的主要內(nèi)容高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能（6課時）高分子材料的高彈性與粘彈性（5課時）高分子材料的斷裂（5課時）高分子材料的力學(xué)強度（5課時）高分子材料的疲勞性能（3課時）高分子材料的磨損性能（3課時）高分子材料的熱、電、磁、光學(xué)性能（15課時）高分子材料的老化性能（4課時）13六、高分子材料性能學(xué)的主要內(nèi)容高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能14七、本課程的主要學(xué)習(xí)任務(wù)1.掌握高分子材料各種主要性能的宏觀規(guī)律、物理本質(zhì)和工程意義2.了解影響高分子材料性能的主要因素3.掌握改善或提高高分子材料性能指標(biāo)主要途徑4.了解高分子材料性能測試的原理、方法及相關(guān)儀器設(shè)備5.初步具備選用高分子材料、開發(fā)新型高分子材料的必備基礎(chǔ)知識與基本技能14七、本課程的主要學(xué)習(xí)任務(wù)1.掌握高分子材料各種主要性能的15八、本課程的學(xué)習(xí)方法預(yù)備知識：材料力學(xué)、高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)、高分子物理學(xué)習(xí)方法：性能的基本概念——物理本質(zhì)——

影響因素——性能指標(biāo)的工程意義——

指標(biāo)的測試與評價理論聯(lián)系實際、重視實驗15八、本課程的學(xué)習(xí)方法預(yù)備知識：材料力學(xué)、高分子材料科學(xué)基16八、參考書目《材料性能學(xué)》王從曾主編，北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001年《材料性能學(xué)》張帆等主編，上海交通大學(xué)出版社，2009年《高分子物理》何曼君等主編，復(fù)旦大學(xué)出版社，2001年《高分子物理》金日光等主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年《高聚物的力學(xué)性能》何平笙編著，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008年《高分子材料強度及破壞行為》傅政編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年《高分子材料強度學(xué)》朱錫熊等編，浙江大學(xué)出版社，1992年《高分子概論》代麗君等主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年《高分子材料概論》吳奇曄等編，機械工業(yè)出版社，2004年《近代高分子科學(xué)》張邦華等編，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年16八、參考書目《材料性能學(xué)》王從曾主編，北京工業(yè)大學(xué)出版社17第1章

高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能17第1章

高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能18力學(xué)性能：高分子材料抵抗變形和斷裂的能力彈性: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強度:是材料對變形和斷裂的抗力壽命:是指材料在外力的長期或重復(fù)作用下抵抗損傷和失效的能力失效：材料在載荷與環(huán)境作用下服役，無法抵抗變形和斷裂，失去其預(yù)定的效能而損壞。常見的三大失效形式：磨損、腐蝕、斷裂18力學(xué)性能：高分子材料抵抗變形和斷裂的能力彈性:材料在外力191.1力學(xué)性能的基本指標(biāo)1.1.1應(yīng)力與應(yīng)變

當(dāng)材料受到外力作用，它所處的條件又不能產(chǎn)生慣性移動時，其幾何形狀和尺寸會發(fā)生變化，這種變化就稱為應(yīng)變，亦可稱為形變。

定義單位面積上的附加內(nèi)力為應(yīng)力。191.1力學(xué)性能的基本指標(biāo)1.1.1應(yīng)力與應(yīng)變20（1）簡單拉伸

外力F是垂直于截面積的大小相等、方向相反并作用于同一直線上的兩個力.拉伸應(yīng)變：拉伸應(yīng)力：A0l0lDlAFF20（1）簡單拉伸外力F是垂直于截面積的大小相等、21真應(yīng)力-真應(yīng)變真應(yīng)力：真應(yīng)變:證明？真應(yīng)力-應(yīng)變曲線工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線21真應(yīng)力-真應(yīng)變真應(yīng)力：真應(yīng)變:證明？真應(yīng)力-應(yīng)變曲線22（2）簡單切變

材料受到的力F是與截面相平行、大小相等、方向相反的兩個力。這時材料將發(fā)生偏斜，偏斜角的正切值定義為切應(yīng)變γ

剪切應(yīng)變：剪切應(yīng)力：A0FF22（2）簡單切變材料受到的力F是與截面相平行、大23（3）均勻壓縮

材料受到的是圍壓力（流體靜壓力）P。發(fā)生體積形變，體積由V0縮小至V。壓縮應(yīng)變：A023（3）均勻壓縮材料受到的是圍壓力（流體靜壓241.1.2彈性模量單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小，是材料剛性的表征。模量的倒數(shù)稱為柔量，是材料容易形變程度的一種表征。拉伸模量（楊氏模量）E：剪切模量（剛性模量）G：壓縮模量（本體模量）K：241.1.2彈性模量單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小，是材料剛性的25泊松比

材料在拉伸時，不僅有軸向伸長，同時有橫向收縮。橫向應(yīng)變對軸向應(yīng)變之比稱為泊松比，以ν表示

可以證明沒有體積變化時，υ＝0.5，橡膠拉伸時就是這種情況。其他材料拉伸時，υ<0.5.25泊松比材料在拉伸時，不僅有軸向伸長，同時有橫向收縮。26υ與E和G之間有如下關(guān)系式：E=2G(1+υ)因為0<υ≤0.5，所以2G<E≤3G。也就是說E>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)。26υ與E和G之間有如下關(guān)系式：E=2G(1+υ)27單軸取向高分子材料2個楊氏模量：

El為縱向楊氏模量

Et為橫向楊氏模量2個切變模量：

Gtt為橫向切變模量

Glt為縱向切變模量1個本體模量K2個泊松比：對縱向力為Vtt

對橫向力為Vtl27單軸取向高分子材料2個楊氏模量：28雙軸取向高分子材料5個獨立的彈性模量：

Ep為面向楊氏模量

Et為側(cè)向楊氏模量

Gp為面向切變模量

Gt為側(cè)向切變模量。2個泊松比：對面向力為Vpt

對側(cè)向力為Vtp

28雙軸取向高分子材料5個獨立的彈性模量：291.2高分子材料的分子運動和力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變

1.2.1高分子材料的分子運動特點（1）運動單元和模式的多重性（2）分子運動的時間依賴性（3）分子運動的溫度依賴性291.2高分子材料的分子運動和力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變1.2.1301.2.2高分子材料的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變●線型非晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線ABCDETbTgTfT/℃形變%A-玻璃態(tài)B-過渡區(qū)C-高彈態(tài)D-過渡區(qū)E-黏流態(tài)Tb-脆化溫度；Tg-玻璃化溫度；Tf-黏流溫度301.2.2高分子材料的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變●線型非晶態(tài)高聚物31●線型非晶態(tài)高聚物的三種物理狀態(tài)的對比三種物理狀態(tài)運動單元力學(xué)行為特征應(yīng)用玻璃態(tài)Tb～Tg鍵長、鍵角基團形變小，并且形變可逆，屬于普彈性能。結(jié)構(gòu)類似玻璃，彈性模量大。塑料、纖維高彈態(tài)Tg～Tf鏈段形變大，形變可逆，彈性模量較小。橡膠黏流態(tài)Tf～Td鏈段、大分子鏈形變?yōu)椴豢赡?，屬于永久形變，無強度。流動取決于相對分子質(zhì)量大小。成型加工、油漆、黏合劑31●線型非晶態(tài)高聚物的三種物理狀態(tài)的對比三種物理狀態(tài)運動單32●結(jié)晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線12形變%TgTmTfT/℃1-相對分子質(zhì)量較小2-相對分子質(zhì)量很大Tg<T<Tm

高彈態(tài)T>Tf

粘流態(tài)32●結(jié)晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線12形變%TgTmTfT/33●交聯(lián)高聚物的溫度-形變曲線Tε交聯(lián)度增加

交聯(lián)度較小時：有Tg

，根據(jù)環(huán)境溫度高或低于Tg，可判斷材料處于高彈態(tài)或玻璃態(tài)。交聯(lián)度大時：鏈段運動困難，玻璃化轉(zhuǎn)變難以發(fā)生，材料始終處于玻璃態(tài)33●交聯(lián)高聚物的溫度-形變曲線Tε交聯(lián)度增加交聯(lián)度較小時341.3高分子材料的拉伸行為啞鈴狀試件L0=5.65A01/2或11.3A0

1/2341.3高分子材料的拉伸行為啞鈴狀試件L0=5.65A35y-屈服點e-彈性極限點冷拉σε應(yīng)變軟化應(yīng)變硬化ebyebyp-比例極限ppb-斷裂點p-比例極限1.3.1線型非晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線35y-屈服點e-彈性極限點冷拉σε應(yīng)變軟化應(yīng)變硬化e36拉伸過程高分子鏈的三種運動情況：▲彈性形變（開始～e點）▲強迫高彈形變▲塑性變形ey（屈服點）36拉伸過程高分子鏈的三種運動情況：ey（屈服點）37動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》ppt彈性變形與塑性變形37動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》ppt彈性變形與塑38彈性變形材料產(chǎn)生彈性變形的本質(zhì)是構(gòu)成材料的原子（離子）或分子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反映。橡膠類材料則是呈卷曲狀的分子鏈在力的作用下通過鏈段運動沿受力方向產(chǎn)生的伸展。材料在等溫、等容條件下發(fā)生彈性回復(fù)的驅(qū)動力由內(nèi)能變化和熵變兩部分組成。38彈性變形材料產(chǎn)生彈性變形的本質(zhì)是構(gòu)成材料的原子（離子）39彈性變形的特點1)可逆性：去掉外力后變形消失

彈性變形都是可逆變形2).金屬、陶瓷或結(jié)晶態(tài)高聚物：應(yīng)力-應(yīng)變線性關(guān)系，彈性變形量都較小3).橡膠態(tài)的高聚物：應(yīng)力-應(yīng)變不呈線性關(guān)系，且變形量較大39彈性變形的特點1)可逆性：去掉外力后變形消失40彈性變形的力學(xué)性能指標(biāo)

（1）彈性模量：是單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小，物理意義是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應(yīng)力。（2）比例極限σp：是保持應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系的最大應(yīng)力，即在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上剛開始偏離直線時的應(yīng)力（3）彈性極限σe：是材料發(fā)生可逆的彈性變形的上限應(yīng)力值，應(yīng)力超過此值，則材料發(fā)生塑性變形。40彈性變形的力學(xué)性能指標(biāo)（1）彈性模量：是單位應(yīng)變41（4）彈性比功：是材料開始塑性變形前單位體積所能吸收的彈性變形功，又稱彈性比能或應(yīng)變比能，用αe表示，它在數(shù)值上等于應(yīng)力-應(yīng)變曲線彈性段以下所包圍的面積eo提高彈性比功的方法：提高σe

降低E（提高彈性極限應(yīng)變εe）橡膠低E和高彈性應(yīng)變—高彈性比功41（4）彈性比功：是材料開始塑性變形前單位體積所能吸收的42非理想彈性理想彈性行為：（1）.應(yīng)變-應(yīng)力線性（2）.應(yīng)力和應(yīng)變同相位（3）.應(yīng)變是應(yīng)力的單值函數(shù)高分子材料的非理想彈性行為：滯彈性、粘彈性、內(nèi)耗42非理想彈性理想彈性行為：（1）.應(yīng)變-應(yīng)力線性高分子材料43（1）滯彈性

材料在快速加載或卸載后，隨時間的延長而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能，又稱彈性后效。彈簧薄膜傳感器動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》ppt非理想彈性變形43（1）滯彈性彈簧動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》p44滯彈性示意圖ABabcedOH正彈性后效加載時應(yīng)變落后于應(yīng)力反彈性后效卸載時應(yīng)變落后于應(yīng)力44滯彈性示意圖ABabcedOH正彈性后效反彈性后效45定義：材料在外力作用下彈性和粘性兩種變形機理同時存在的一種力學(xué)行為粘性：液體或溶體內(nèi)質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力以反抗相對運動的性質(zhì)。（2）粘彈性特征：應(yīng)變對應(yīng)力的響應(yīng)不是瞬時完成的，需要通過一個馳豫過程，卸載不留殘余變形；應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系與時間有關(guān)。45定義：材料在外力作用下彈性和粘性兩種變形機理同時存在的一46（3）內(nèi)耗理想彈性行為46（3）內(nèi)耗理想彈性行為47εσ0ACDBE橡膠拉伸和回縮的應(yīng)力-應(yīng)變曲線內(nèi)耗也稱為材料循環(huán)韌性，表示材料在交變載荷下吸收不可逆變形供的能力，又稱消振性47εσ0ACDBE橡膠拉伸和回縮的應(yīng)力-應(yīng)變曲線內(nèi)耗也稱為48塑性變形

是微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移，而不引起材料斷裂的現(xiàn)象。塑性變形是一種不可逆變形.塑性變形主要是由于切應(yīng)力引起的。材料塑性變形過程中仍然保留著彈性變形，所以整個變形過程是彈性加塑性變形過程，可稱為彈塑性變形。48塑性變形是微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移，而不引起材49高分子材料的塑性變形結(jié)晶態(tài)高分子材料:塑變機制：塑性變形是由薄晶轉(zhuǎn)變?yōu)檠貞?yīng)力方向排列的微纖維束的過程49高分子材料的塑性變形結(jié)晶態(tài)高分子材料:50非晶態(tài)高分子材料：塑變機制：在正應(yīng)力作用下形成銀紋和切應(yīng)力作用下無取向分子鏈局部轉(zhuǎn)變?yōu)榕帕械睦w維束銀紋的產(chǎn)生50非晶態(tài)高分子材料：銀紋的產(chǎn)生51（1）屈服極限：材料的屈服極限定義為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上屈服平臺的應(yīng)力（2）抗拉強度σb

：是試樣拉斷前所承受的最大應(yīng)力，即試樣所能承受的最大載荷Fb與其原始截面積的比值塑性變形的力學(xué)性能指標(biāo)51（1）屈服極限：材料的屈服極限定義為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上屈服52（3）伸長率和斷面收縮率52（3）伸長率和斷面收縮率53硬而脆酚醛塑料硬而強硬PVC強而韌PC軟而韌HPPE軟而弱天然橡膠1.3.2幾種典型的高聚物應(yīng)力-應(yīng)變曲線弱而脆

低聚物53硬而脆硬而強強而韌軟而韌軟而弱1.3.2幾種典型的高聚541.3.3晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線第一階段OY段：出現(xiàn)“細(xì)頸”。第二階段，細(xì)頸的發(fā)展階段。第三階段（DB）：成頸變細(xì)的試樣重新被均勻拉伸，直到斷裂點B。541.3.3晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線第一階段OY段：出551.3.4特殊的應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖1-16SBS的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖1-17硬彈性聚丙烯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

551.3.4特殊的應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖1-16SBS的應(yīng)力561.3.5影響拉伸行為的外部因素1、溫度的影響123456789非晶態(tài)高聚物不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線1，2-溫度低于脆性溫度，材料處于硬玻璃態(tài)，無強迫高彈性3，4，5-溫度處于脆性溫度與玻璃化溫度之間，為軟玻璃態(tài)6，7，8-溫度處于玻璃化溫度與黏流溫度之間，為高彈態(tài)9-溫度處于黏流溫度以上，為黏流態(tài)561.3.5影響拉伸行為的外部因素1、溫度的影響1234571234567晶態(tài)高聚物不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線1，2-溫度低于脆性溫度，拉伸行為類似彈性固體3，4，5-溫度介于脆性溫度與玻璃溫度之間，為軟玻璃態(tài)7-溫度介于Tb與Tg之間，為軟玻璃態(tài)，行為類似強迫高彈性6-溫度較高，低于熔點，拉伸行為類似非晶態(tài)橡膠571234567晶態(tài)高聚物不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線1，258圖1-19斷裂強度和屈服強度隨溫度的變化趨勢虛線——高拉伸速率實線——低拉伸速率

材料的拉伸斷裂強度和屈服強度隨環(huán)境溫度而發(fā)生變化，屈服強度受溫度變化的影響更大些。

在溫度升高過程中，材料發(fā)生脆-韌轉(zhuǎn)變。兩曲線交點對應(yīng)的溫度稱脆-韌轉(zhuǎn)變溫度。T<Tb，＜，受外力作用時，材料未屈服前先已斷裂，呈脆性斷裂特征。T>Tb，＞，受外力作用時，材料先屈服，出現(xiàn)細(xì)頸和很大變形后才斷裂，呈韌性斷裂特征。58圖1-19斷裂強度和屈服強度隨溫度的變化趨勢材592、拉伸速率的影響

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)。

與脆-韌轉(zhuǎn)變溫度相似，根據(jù)圖中兩曲線交點，可以定義脆-韌轉(zhuǎn)變（拉伸）速率。拉伸速率高于時，材料呈脆性斷裂特征；低于時，呈韌性斷裂特征。592、拉伸速率的影響減慢拉伸速率與升高環(huán)境溫度對材料603、環(huán)境壓力的影響圖1-21聚苯乙烯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨環(huán)境壓力的變化（T=31℃）

右圖可見，PS在低環(huán)境壓力（常壓）下呈脆性斷裂特點，強度與斷裂伸長率都很低。隨著環(huán)境壓力升高，材料強度增高，伸長率變大，出現(xiàn)典型屈服現(xiàn)象，材料發(fā)生脆-韌轉(zhuǎn)變。對許多非晶聚合物，如PS、PMMA等，其脆-韌轉(zhuǎn)變行為還與環(huán)境壓力有關(guān)。603、環(huán)境壓力的影響圖1-21聚苯乙烯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線61材料增韌改性并非一定要以犧牲強度為代價。設(shè)計恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ陀锌赡茉谠鲰g的同時，保持或提高材料的強度，實現(xiàn)既增韌又增強。兩種脆-韌轉(zhuǎn)變方式

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。61材料增韌改性并非一定要以犧牲強度為代價。設(shè)計恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ?21.4高分子材料的屈服與銀紋化1.4.1高聚物的屈服行為脆性斷裂時，試樣沒有明顯的變化，斷裂面一般與拉伸方向垂直（圖a），斷裂面很光潔；韌性破壞過程中，當(dāng)拉伸至屈服點時，試樣常出現(xiàn)與拉伸方向呈約45°角傾斜的剪切滑移變形帶621.4高分子材料的屈服與銀紋化1.4.1高聚物的屈服63Considere法確定屈服點（1）拉伸形變中的屈服63Considere法確定屈服點（1）拉伸形變中的屈服64（2）壓縮形變中的屈服點非晶高聚物壓縮變形中的屈服點的確定：①真應(yīng)力－應(yīng)變曲線的極大點或應(yīng)力開始變平坦的點可做為屈服點。②在真應(yīng)力－應(yīng)變曲線中直線段部分發(fā)生偏折的點可做為屈服點。結(jié)晶高聚物壓縮變形中的屈服點的確定：由真應(yīng)力－應(yīng)變曲線的斜率發(fā)生急劇變化的點確定，或者沿應(yīng)力－應(yīng)變曲線的起始部分和最終部分作二條切線的交點確定。64（2）壓縮形變中的屈服點非晶高聚物壓縮變形中的屈服點的確651.4.2高聚物屈服點的特征（1）屈服應(yīng)變大（2）屈服后出現(xiàn)應(yīng)變軟化（3）屈服應(yīng)力隨應(yīng)變速率的增大而增大

圖1-26PMMA的壓縮屈服應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系圖1-27PMMA拉伸屈服應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系

651.4.2高聚物屈服點的特征（1）屈服應(yīng)變大（2）屈66（4）屈服應(yīng)力的溫度依賴性強

圖1-28PMMA屈服應(yīng)力與溫度的關(guān)系66（4）屈服應(yīng)力的溫度依賴性強圖1-28PMMA屈服67（5）屈服應(yīng)力隨流體靜壓力的增加而迅速提高

圖1-29壓力下PE的應(yīng)力-應(yīng)變曲線67（5）屈服應(yīng)力隨流體靜壓力的增加而迅速提高圖1-2968（6）屈服應(yīng)力對高聚物材料的淬火處理很敏感（7）高聚物屈服時體積略有縮小，試驗表明非晶態(tài)高聚物的屈服無論在拉伸或壓縮試驗時，都使材料的密度增加約0.25%。（8）壓縮屈服應(yīng)力比拉伸屈服應(yīng)力大，高分子材料的壓縮屈服應(yīng)力大于拉伸屈服應(yīng)力的現(xiàn)象叫做鮑辛格（Bauschinger）效應(yīng)68（6）屈服應(yīng)力對高聚物材料的淬火處理很敏感（7）高聚物691.4.3屈服行為的理論解析（1）Tresca屈服判據(jù)對于單軸拉伸，

屈服判據(jù)是691.4.3屈服行為的理論解析（1）Tresca屈服判據(jù)70（2）VonMises屈服判據(jù)對簡單拉伸試驗，發(fā)生屈服時的屈服應(yīng)力為拉伸中發(fā)生屈服時各正應(yīng)力的均方根為其正應(yīng)力為屈服判據(jù)式為70（2）VonMises屈服判據(jù)對簡單拉伸試驗，發(fā)生屈服71（3）Coulomb屈服判據(jù)發(fā)生屈服的平面上的臨界剪切應(yīng)力（τ）與該平面上的正應(yīng)力（σn）呈一定的線性關(guān)系71（3）Coulomb屈服判據(jù)發(fā)生屈服的平面上的臨界剪切應(yīng)721.4.4應(yīng)變軟化現(xiàn)象應(yīng)變軟化現(xiàn)象是指在高分子材料屈服以后，為使材料繼續(xù)形變的真應(yīng)力就有一個不大的下跌，相應(yīng)于應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的YC段。a.聚甲基丙烯酸甲酯；b.聚碳酸酯；c.聚苯乙烯；d.聚氯乙烯圖1-34四種高聚物的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線721.4.4應(yīng)變軟化現(xiàn)象應(yīng)變軟化現(xiàn)象是指在高分子材料屈服731.4.5冷拉和成頸圖1-35高聚物冷拉過程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及試樣形狀變化玻璃態(tài)高聚物在Tb~Tg之間部分結(jié)晶高聚物在Tb~Tm之間731.4.5冷拉和成頸圖1-35高聚物冷拉過程中的應(yīng)力741、玻璃態(tài)高聚物的強迫高彈形變聚甲基丙烯酸甲酯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨環(huán)境溫度的變化（常壓下）

對于玻璃態(tài)高聚物，當(dāng)環(huán)境溫度處于Tb

＜T

＜Tg時，雖然材料處于玻璃態(tài)，鏈段凍結(jié)，但在恰當(dāng)速率下拉伸，材料仍能發(fā)生百分之幾百的大變形（參見圖中T=80℃，60℃的情形），這種變形稱強迫高彈形變。741、玻璃態(tài)高聚物的強迫高彈形變聚甲基丙烯酸甲酯的應(yīng)力-75（2）強迫高彈形變的本質(zhì)是在高應(yīng)力下，原來卷曲的分子鏈段被強迫發(fā)生運動、伸展，發(fā)生大變形，如同處于高彈態(tài)的情形。這種強迫高彈形變在外力撤消后，通過適當(dāng)升溫（T

＞Tg）仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)。（1）既不同于高彈態(tài)下的高彈形變，也不同于粘流態(tài)下的粘性流動，是一種獨特的力學(xué)行為。（3）強迫高彈形變能夠產(chǎn)生，說明提高應(yīng)力可以促進(jìn)分子鏈段在作用力方向上的運動，如同升高溫度一樣，起到某種“活化”作用。玻璃態(tài)高聚物強迫高彈形變的特點75（2）強迫高彈形變的本質(zhì)是在高應(yīng)力下，原來卷曲的分子鏈段76

越大，越小，應(yīng)力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。（4）鏈段松弛時間與外應(yīng)力之間有如下關(guān)系：76越大，越小，應(yīng)力降低了鏈段運動活化能。當(dāng)77強迫高彈形變是產(chǎn)生在Tg與Tb之間的，而Tb則是塑料使用的最低溫度

剛性高分子，Tb遠(yuǎn)離Tg柔性很大的橡膠，Tb值非常接近Tg值高聚物分子量的影響拉伸速度的影響

強迫高彈形變和Tb的影響因素77強迫高彈形變是產(chǎn)生在Tg與Tb之間的，而Tb則是塑料使用782、結(jié)晶態(tài)高聚物的“冷拉伸”

結(jié)晶聚合物也能產(chǎn)生強迫高彈變形，這種在較低的溫度下出現(xiàn)細(xì)頸的不均勻拉伸形變稱“冷拉伸”。影響冷拉伸的因素:

當(dāng)溫度過低、拉伸速率過快，產(chǎn)生斷裂；當(dāng)溫度過高、分子量過低，拉伸時產(chǎn)生流動斷裂冷拉伸的應(yīng)用:塑料薄膜;纖維絲;中空制品實現(xiàn)強迫高彈形變和冷拉伸需要的條件:

（1）材料有由屈服點表現(xiàn)出來的軟化作用（2）有應(yīng)力硬化過程782、結(jié)晶態(tài)高聚物的“冷拉伸”結(jié)晶聚合物也能產(chǎn)生強迫79（a）冷拉前；（b）晶片滑移與分子鏈伸展；（c）晶片傾斜與轉(zhuǎn)動；（d）晶片分段與滑移；（e）晶片和分子鏈高度取向形成頸縮圖1-36部分結(jié)晶高聚物冷拉中球晶內(nèi)部晶區(qū)與非晶區(qū)取向過程示意

79（a）冷拉前；（b）晶片滑移與分子鏈伸展；（c）晶片傾斜80成頸的Considere作圖判據(jù)012301230123AB由λ=0無法作切線，不能成頸由λ=0可作兩條切線，有兩個點滿足屈服條件，A點時屈服點，B點開始冷拉由λ=0

可作一條切線，曲線上有一個點滿足，此點為屈服點，在此點高聚物成頸80成頸的Considere作圖判據(jù)01281結(jié)晶聚合物與非晶聚合物拉伸行為的比較（1）拉伸產(chǎn)生的高彈性變機理

非晶聚合物：分子鏈及鏈段的纏結(jié)解開，沿外力方向取向。結(jié)晶聚合物：非晶區(qū)的鏈段取向，晶區(qū)晶體的滑移和破碎，新晶體的產(chǎn)生并沿拉什方向取向，裂紋的形成。（2）拉伸產(chǎn)生的高彈性變對材料的力學(xué)性能和熱性能的差異

非晶聚合物：受迫高彈態(tài)產(chǎn)生在Tg以下溫度，拉伸取向后強度較低，取向后熱穩(wěn)定性差，解取向容易。結(jié)晶聚合物：受迫高彈態(tài)產(chǎn)生在Tg以上溫度。拉伸取向后強度較高，取向后熱穩(wěn)定性好，解取向難。

81結(jié)晶聚合物與非晶聚合物拉伸行為的比較821.4.6高聚物大變形的熱效應(yīng)821.4.6高聚物大變形的熱效應(yīng)831.4.7取向硬化表1-4不同高聚物的細(xì)頸應(yīng)變高聚物細(xì)頸應(yīng)變聚氯乙烯0.4~1.5聚碳酸酯2.24聚酰胺2.8~3.5聚苯乙烯(100℃)3.5線形聚乙烯8~100123AB831.4.7取向硬化表1-4不同高聚物的細(xì)頸應(yīng)變細(xì)頸應(yīng)841.4.8剪切帶和銀紋化在單向拉伸到屈服點時出現(xiàn)與拉伸方向成±450的剪切帶841.4.8剪切帶和銀紋化在單向拉伸到屈服點時出現(xiàn)與85銀紋銀紋是高聚物所特有的一種現(xiàn)象，脆性材料拉伸中的微觀屈服現(xiàn)象主要是銀紋

（a）有序銀紋

（b）無序銀紋

85銀紋銀紋是高聚物所特有的一種現(xiàn)象，脆性材料拉伸中的微觀86

圖1-44銀紋的結(jié)構(gòu)示意圖1-45銀紋內(nèi)自尖至底幾個部位的結(jié)構(gòu)示意圖

銀紋面之間是由維系兩銀紋面的銀紋質(zhì)

——高度取向的微纖束和空穴組成的銀紋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)86圖1-44銀紋的結(jié)構(gòu)示意圖1-45銀紋內(nèi)自尖至底幾87銀紋產(chǎn)生的原因：

高聚物受到張應(yīng)力作用時，在材料某些薄弱環(huán)節(jié)上應(yīng)力集中，而產(chǎn)生局部塑性形變，而在材料表面或內(nèi)部出現(xiàn)垂直于應(yīng)力方向的微細(xì)凹槽或“裂紋”的現(xiàn)象環(huán)境因素也會促進(jìn)銀紋產(chǎn)生，化學(xué)物質(zhì)擴散到高聚物中，使微觀表面溶脹或增塑，增加分子鏈段的活動性，玻璃化溫度下降促進(jìn)銀紋產(chǎn)生，另外，試樣表面的缺陷和擦傷處也易產(chǎn)生銀紋，或起始于試樣內(nèi)部空穴或夾雜物的邊界處，這些缺陷造成應(yīng)力集中，有利于銀紋產(chǎn)生87銀紋產(chǎn)生的原因：88銀紋的擴展中間分子鏈斷裂擴展形成裂紋88銀紋的擴展中間分子鏈斷裂擴展形成裂紋89銀紋對斷裂的影響裂縫從某個銀紋中發(fā)展，該銀紋稱主銀紋裂縫增長前鋒發(fā)生大量銀紋，稱次級銀紋分子量越高，引發(fā)的銀紋越多裂縫銀紋89銀紋對斷裂的影響裂縫從某個銀紋中發(fā)展，該銀紋稱主銀紋裂縫90銀紋和剪切帶均有分子鏈取向，吸收能量，呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象一般情況下，材料既有銀紋屈服又有剪切屈服主要區(qū)別剪切屈服銀紋屈服形變形變大幾十~幾百%形變小<10%曲線特征有明顯的屈服點無明顯的屈服點體積體積不變體積增加力剪切力張應(yīng)力結(jié)果冷拉裂縫90銀紋和剪切帶均有分子鏈取向，吸收能量，呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象一般情91塑性形變性質(zhì)(剪切屈服與銀紋化)的區(qū)分聚丙烯：曲線幾乎為零，純粹剪切屈服ASA：斜率為1，100%銀紋化同步測量樣品的伸長與體積，以體積變化分?jǐn)?shù)對伸長率作圖0.040.030.020.010.00V/V0.000.010.020.030.040.050.06PPASA91塑性形變性質(zhì)(剪切屈服與銀紋化)的區(qū)分聚丙烯：曲線幾乎為92應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象：橡膠改性的PS：HIPS或ABS在受到破壞時，其應(yīng)力面變成乳白色，這就是所謂應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象。應(yīng)力發(fā)白和銀紋化之間的差別在于銀紋帶的大小和多少，應(yīng)力發(fā)白是由大量尺寸非常小的銀紋聚集而成。ABS的應(yīng)力發(fā)白92應(yīng)力發(fā)白ABS的應(yīng)力發(fā)白931.5其他靜載荷下的力學(xué)試驗及性能1.5.1應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)正應(yīng)力σ導(dǎo)致脆性斷裂；σmax切應(yīng)力τ導(dǎo)致塑性變形和韌性斷裂；τmax931.5其他靜載荷下的力學(xué)試驗及性能1.5.1應(yīng)力狀態(tài)94α表示材料塑性變形的難易程度α大，τmax大，易塑性變形α小，應(yīng)力狀態(tài)硬，易脆性斷裂單向拉伸，σ2=σ3=0，α=0.5應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)94α表示材料塑性變形的難易程度單向拉伸，σ2=σ3=0，α95不同加載條件下的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)加載方式σ1σ2σ3α

扭轉(zhuǎn)σ0-σ0.8

單向拉伸σ000.5

三向等拉伸σσσ0

三向不等拉伸σ8/9σ8/9σ0.1

單向壓縮00-σ2.0

雙向壓縮0-σ-σ1.0

三向壓縮-σ-2σ-2σ∞95不同加載條件下的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)加載方式σ1σ2σ3α96三、壓縮及其性能指標(biāo)試樣通常為圓柱形,長徑比一般為1.0~2.0之間塑性材料脆性材料96三、壓縮及其性能指標(biāo)試樣通常為圓柱形,長徑比一般為1.0979798規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力抗壓強度相對壓縮率相對斷面擴展率1-塑性材料；2-脆性材料98規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力抗壓強度相對壓縮率相對斷面擴展率1-塑99壓縮試驗的特點及應(yīng)用（1）單向壓縮用于脆性材料，顯示其在靜拉伸所不能反映的韌性狀態(tài)下的性能（2）塑性材料一般不采用壓縮（3）多向不等壓縮適用于脆性更大的材料，反映材料的微小塑性差異。99壓縮試驗的特點及應(yīng)用（1）單向壓縮用于脆性材料，顯示其在100二、彎曲及其性能指標(biāo)

加載方式：三點彎曲加載和四點彎曲加載。(1)彎曲試驗：圓柱試樣或方形試祥；萬能試驗機；100二、彎曲及其性能指標(biāo)加載方式：三點彎曲加載和四點彎曲加101三點彎曲四點彎曲101三點彎曲四點彎曲102(2)載荷P與試樣最大撓度fmax—彎曲圖受拉一側(cè)表面的最大正應(yīng)力：σmax=Mmax/W抗彎強度：σbb=Mb/W（a）高塑性；（b）中等塑性；（c）脆性102(2)載荷P與試樣最大撓度fmax—彎曲圖受拉一側(cè)表103(1)常用于測定那些由于太硬難于加工成拉伸試樣的脆性材料的斷裂強度，并能顯示出它們的塑性差別。(2)用來比較和評定材料表面處理層的質(zhì)量．(3)彎曲不能使塑性材料斷裂彎曲試驗的特點及應(yīng)用103(1)常用于測定那些由于太硬難于加工成拉伸試樣彎曲試驗1041、扭轉(zhuǎn)試驗測定的力學(xué)性能指標(biāo)(1)試驗過程：圓柱形試樣；三、扭轉(zhuǎn)及其性能指標(biāo)1041、扭轉(zhuǎn)試驗測定的力學(xué)性能指標(biāo)三、扭轉(zhuǎn)及其性能指標(biāo)105試樣扭轉(zhuǎn)變形示意圖105試樣扭轉(zhuǎn)變形示意圖106106107試樣表面的應(yīng)力狀態(tài)與軸線呈45o

方向上承受σmax與軸線平行或垂直方向上承受τmax彈性變形：切應(yīng)力和切應(yīng)變沿半徑方向線性分布彈塑性變形：切應(yīng)變線性關(guān)系；切應(yīng)力非線性變化107試樣表面的應(yīng)力狀態(tài)與軸線呈45o方向上承受σmax108(2)扭轉(zhuǎn)圖：M。。abcMpM0.3Mb規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τP，τP=MP/W扭轉(zhuǎn)屈服強度τs為：τs=Ms/W扭轉(zhuǎn)強度極限τb為：

τb=Mb/WN108(2)扭轉(zhuǎn)圖：M。。abcMpM0.3Mb規(guī)定非比例扭109真實扭轉(zhuǎn)強度極限τf完全理想塑性條件下109真實扭轉(zhuǎn)強度極限τf完全理想塑性條件下110剪切彈性模量G扭轉(zhuǎn)相對殘余切應(yīng)變110剪切彈性模量G扭轉(zhuǎn)相對殘余切應(yīng)變1113.扭轉(zhuǎn)試驗特點及應(yīng)用(1)測定在拉伸時呈現(xiàn)脆性的材料的強度和塑性。(2)對各種表面強化工藝進(jìn)行研究和對機件的熱處理表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗。(3)精確評定拉伸時出現(xiàn)頸縮的高塑性材料的形變能力和形變抗力。(4)測定材料的切斷強度的最可靠方法。1113.扭轉(zhuǎn)試驗特點及應(yīng)用(1)測定在拉伸時呈現(xiàn)脆性的材112(5)根據(jù)斷口特征區(qū)分?jǐn)嗔逊绞绞钦龜噙€是切斷。（a）切斷斷口；（b）正斷斷口；（c）木紋狀斷口112(5)根據(jù)斷口特征區(qū)分?jǐn)嗔逊绞绞钦龜噙€是切斷。（a）切113§2.4硬度一、硬度試驗的意義硬度是衡量材料軟硬程度的一種力學(xué)性能特點：(1)α＞2，τmax>σmax。幾乎所有材料都會產(chǎn)生塑性變形。(2)設(shè)備簡單，操作方便快捷，故被廣泛應(yīng)用。(3)可視為無損檢測。113§2.4硬度一、硬度試驗的意義硬度是衡量材料114錘擊法---（錘擊）布氏硬度壓入法刻劃法動態(tài)壓入靜態(tài)壓入回跳法---肖氏硬度球體壓入錐體壓入布氏硬度洛氏硬度維氏硬度顯微硬度莫氏硬度順序法銼刀法硬度試驗方法114錘擊法---（錘擊）布氏硬度壓入法刻劃法動態(tài)壓入靜態(tài)壓115二、硬度試驗方法1．布氏硬度淬火鋼球或硬質(zhì)合金球D(mm)壓入試樣表面

測量圓形壓痕d,圓形壓痕表面積S

Brinell,1900年115二、硬度試驗方法1．布氏硬度淬火鋼球或硬質(zhì)合金球D(116(1)布氏硬度HB：

淬火鋼球：HBS<450

硬質(zhì)合金球：HBW=450~650。116(1)布氏硬度HB：淬火鋼球：HBS<450117(2)HB表示方法：數(shù)字+硬度符號+數(shù)字/數(shù)字/數(shù)字↓

↓

↓

↓

↓

硬度值(HBW或HBS)鋼球直徑載荷定時

280HBS10/3000/30；

50HBW5/750。117(2)HB表示方法：118(3)壓痕幾何相似原理兩個條件：1.φ為常數(shù)；2.F/D2為常數(shù)φ=28~74od=（0.24~0.6）D118(3)壓痕幾何相似原理兩個條件：φ=28~74o119①優(yōu)點：壓痕面積大→反映較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能；適合灰鑄鐵、軸承合金等測量。壓痕面積較大→試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高。②缺點：壓痕直徑大→不宜在成品件上直接進(jìn)行檢驗；硬度不同→更換壓頭直徑D和載荷F；壓痕直徑的測量也比較麻煩。(4)布氏硬度的優(yōu)缺點：119①優(yōu)點：(4)布氏硬度的優(yōu)缺點：120

2．洛氏硬度（1）測量原理測量壓痕深度值的大小金剛石壓頭k=0.2淬火鋼球k=0.26Rockwell,1919年1202．洛氏硬度（1）測量原理金剛石壓頭k=0.2Roc121洛氏硬度計HRAHRBHRC121洛氏硬度計HRA122適用于：測定極薄工件；經(jīng)各種表面處理后工件的表面層硬度。(2)表面洛氏硬度：與洛氏硬度區(qū)別：預(yù)加載荷為30N，總載荷比較小取殘余壓痕深度為0.1mm時的洛氏硬度為零，深度每增加0.001mm，表面洛氏硬度減小一單位122適用于：(2)表面洛氏硬度：與洛氏硬度區(qū)別：預(yù)加載荷為123（3）洛氏硬度的優(yōu)缺點①優(yōu)點簡便迅速，效率高對試樣表面造成損傷小，可用于成品零件檢測有預(yù)加載荷，可消除表面輕微的不平度對試驗結(jié)果的影響②缺點不同標(biāo)尺的硬度值無法相互比較壓痕小，對材料組織不均勻性很敏感，重復(fù)性差123（3）洛氏硬度的優(yōu)缺點①優(yōu)點②缺點1243．維氏硬度與顯微硬度（1）測量原理：單位壓痕表面積上所承受的壓力1925年由R.Smith和G.Sandland提出的，在Vickers廠最早使用而得名1243．維氏硬度與顯微硬度（1）測量原理：1925年由R.125(2)表示方法：數(shù)字+硬度符號+數(shù)字/數(shù)字↓↓↓↓硬度值(HV)載荷定時

640HV30/20；50HV5。125(2)表示方法：126（3）顯微硬度維氏顯微硬度和努氏顯微硬度測定各種組成相的硬度以及研究金屬化學(xué)成分、組織狀態(tài)與性能的關(guān)系126（3）顯微硬度維氏顯微硬度和努氏顯微硬度測定各種組成相127(4)優(yōu)缺點：①優(yōu)點：采用對角線長度計量，精確可靠可以任意選擇載荷比洛氏硬度所測試件更薄，測表面硬化層和儀表零件的硬度②缺點：測定方法較麻煩，工作效率低，壓痕面積小，代表性差，不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗。127(4)優(yōu)缺點：①優(yōu)點：②缺點：1285.努氏硬度試驗：一種顯微硬度試驗方法與維氏顯微硬度區(qū)別：1.壓頭形狀不同2.硬度值為試驗力除以壓痕投影面積Knoop1285.努氏硬度試驗：一種顯微硬度試驗方法與維氏顯微硬度129壓痕細(xì)長，且只測量長對角線長度，精確度較高。適于測定表面滲層、鍍層及淬硬層的硬度，可以測定滲層截面上的硬度分布等。129壓痕細(xì)長，且只測量長對角線長度，精確度較高。130一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣表面，根據(jù)重錘回跳的高度來表征材料硬度值大小。（KS）6.肖氏硬度試驗④優(yōu)缺點：一般為手提式，使用方便，便于攜帶．可測現(xiàn)場大型工件的硬度．其缺點是試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性受人為因素影響較大，測量精度較低Shore130一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣1317.莫氏硬度

1317.莫氏硬度1321.6.6常用高分子材料的硬度高聚物硬度/(kgf/mm2)高聚物硬度/(kgf/mm2)軸承鋼（正火）200聚氯乙烯14~17金剛石6000~10000ABS8~10高壓聚乙烯40~70聚碳酸酯9~10酚醛塑料（填料）30聚甲醛10~11聚苯乙烯17聚四氟乙烯10~13有機玻璃16聚砜10~131321.6.6常用高分子材料的硬度高聚物硬度/(kgf高分子材料性能學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院A323彭志平高分子材料性能學(xué)彭志平134一、材料分類金屬材料無機非金屬材料高分子材料復(fù)合材料緒論2一、材料分類金屬材料緒論1351.塑料熱固性塑料(酚醛、脲醛等)熱塑性塑料(PE,PP,PVC,PS,PMMA等)

塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，約107~108Pa；受力形變可達(dá)百分之幾至幾百。31.塑料熱固性塑料熱塑性塑料塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之1362.橡膠：天然橡膠(聚異戊二烯)合成橡膠(順丁,丁苯,丁腈,氯丁橡膠)室溫彈性高；形變大（可達(dá)1000%），外力去除后，能迅速恢復(fù)原狀；彈性模量小，約105~104Pa。42.橡膠：天然橡膠合成橡膠室溫彈性高；形變大（可達(dá)10001373.纖維聚酯纖維(滌綸，如PET)聚酰胺纖維（如尼龍，錦綸）腈綸(PAN)丙綸(PP)維綸（PVA）彈性模量較大，約109~1010Pa。形變小，機械性能隨溫度變化不大53.纖維聚酯纖維(滌綸，如PET)彈性模量較大，約109~138二、材料的四要素成分/結(jié)構(gòu)、制備/工藝、性質(zhì)和使用性能成分/結(jié)構(gòu)、制備/工藝決定固有性質(zhì)性質(zhì)決定使用性能使用性能決定材料的用途6二、材料的四要素成分/結(jié)構(gòu)、制備/工藝、性質(zhì)和使用性能成139高分子科學(xué)各課程間的聯(lián)系成分/結(jié)構(gòu)、制備高分子化學(xué)聚合反應(yīng)工程加工工藝、成型高分子成型與加工結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系高分子物理材料的使用性能高分子材料性能學(xué)材料的分類與應(yīng)用高分子材料理論和物質(zhì)基礎(chǔ)實用價值實際應(yīng)用7高分子科學(xué)各課程間的聯(lián)系成分/結(jié)構(gòu)、制備高分子化學(xué)加工工藝140三、材料性能的概念1.材料在給定外界物理刺激下產(chǎn)生的響應(yīng)行為或表現(xiàn)2.表征材料響應(yīng)行為發(fā)生程度的參數(shù)，即性能指標(biāo)（如模量、強度等）8三、材料性能的概念1.材料在給定外界物理刺激下產(chǎn)生的響應(yīng)行141力學(xué)性能：彈性、塑性、硬度、韌度、強度耐環(huán)境性能：耐腐蝕性、老化、抗輻照性性能劃分物理性能：熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、光學(xué)四、材料性能的劃分9力學(xué)性能：彈性、塑性、硬度、韌度、強度耐環(huán)境性能：耐腐蝕性142力學(xué)性能：材料在外加載荷作用下或載荷與環(huán)境聯(lián)合作用下所表現(xiàn)的行為—變形和斷裂。即材料抵抗外載引起變形和斷裂的能力。力學(xué)性能力學(xué)性能表征材料軟硬程度變形能力彈性、塑性材料脆性硬度韌性材料抵抗外力能力強度10力學(xué)性能：材料在外加載荷作用下或載荷與環(huán)境聯(lián)合作用下所表14311144五、材料性能的四個方面宏觀表征：表征材料性能的參數(shù)，如強度、硬度

微觀本質(zhì)：材料的性能是材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素在一定外界作用下的綜合反映

影響因素：內(nèi)因（材料結(jié)構(gòu)），外因（溫度等）

性能測試：測試原理、設(shè)備、方法12五、材料性能的四個方面宏觀表征：表征材料性能的參數(shù)，如強145六、高分子材料性能學(xué)的主要內(nèi)容高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能（6課時）高分子材料的高彈性與粘彈性（5課時）高分子材料的斷裂（5課時）高分子材料的力學(xué)強度（5課時）高分子材料的疲勞性能（3課時）高分子材料的磨損性能（3課時）高分子材料的熱、電、磁、光學(xué)性能（15課時）高分子材料的老化性能（4課時）13六、高分子材料性能學(xué)的主要內(nèi)容高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能146七、本課程的主要學(xué)習(xí)任務(wù)1.掌握高分子材料各種主要性能的宏觀規(guī)律、物理本質(zhì)和工程意義2.了解影響高分子材料性能的主要因素3.掌握改善或提高高分子材料性能指標(biāo)主要途徑4.了解高分子材料性能測試的原理、方法及相關(guān)儀器設(shè)備5.初步具備選用高分子材料、開發(fā)新型高分子材料的必備基礎(chǔ)知識與基本技能14七、本課程的主要學(xué)習(xí)任務(wù)1.掌握高分子材料各種主要性能的147八、本課程的學(xué)習(xí)方法預(yù)備知識：材料力學(xué)、高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)、高分子物理學(xué)習(xí)方法：性能的基本概念——物理本質(zhì)——

影響因素——性能指標(biāo)的工程意義——

指標(biāo)的測試與評價理論聯(lián)系實際、重視實驗15八、本課程的學(xué)習(xí)方法預(yù)備知識：材料力學(xué)、高分子材料科學(xué)基148八、參考書目《材料性能學(xué)》王從曾主編，北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001年《材料性能學(xué)》張帆等主編，上海交通大學(xué)出版社，2009年《高分子物理》何曼君等主編，復(fù)旦大學(xué)出版社，2001年《高分子物理》金日光等主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年《高聚物的力學(xué)性能》何平笙編著，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2008年《高分子材料強度及破壞行為》傅政編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年《高分子材料強度學(xué)》朱錫熊等編，浙江大學(xué)出版社，1992年《高分子概論》代麗君等主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年《高分子材料概論》吳奇曄等編，機械工業(yè)出版社，2004年《近代高分子科學(xué)》張邦華等編，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年16八、參考書目《材料性能學(xué)》王從曾主編，北京工業(yè)大學(xué)出版社149第1章

高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能17第1章

高分子材料的常規(guī)力學(xué)性能150力學(xué)性能：高分子材料抵抗變形和斷裂的能力彈性: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強度:是材料對變形和斷裂的抗力壽命:是指材料在外力的長期或重復(fù)作用下抵抗損傷和失效的能力失效：材料在載荷與環(huán)境作用下服役，無法抵抗變形和斷裂，失去其預(yù)定的效能而損壞。常見的三大失效形式：磨損、腐蝕、斷裂18力學(xué)性能：高分子材料抵抗變形和斷裂的能力彈性:材料在外力1511.1力學(xué)性能的基本指標(biāo)1.1.1應(yīng)力與應(yīng)變

當(dāng)材料受到外力作用，它所處的條件又不能產(chǎn)生慣性移動時，其幾何形狀和尺寸會發(fā)生變化，這種變化就稱為應(yīng)變，亦可稱為形變。

定義單位面積上的附加內(nèi)力為應(yīng)力。191.1力學(xué)性能的基本指標(biāo)1.1.1應(yīng)力與應(yīng)變152（1）簡單拉伸

外力F是垂直于截面積的大小相等、方向相反并作用于同一直線上的兩個力.拉伸應(yīng)變：拉伸應(yīng)力：A0l0lDlAFF20（1）簡單拉伸外力F是垂直于截面積的大小相等、153真應(yīng)力-真應(yīng)變真應(yīng)力：真應(yīng)變:證明？真應(yīng)力-應(yīng)變曲線工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線21真應(yīng)力-真應(yīng)變真應(yīng)力：真應(yīng)變:證明？真應(yīng)力-應(yīng)變曲線154（2）簡單切變

材料受到的力F是與截面相平行、大小相等、方向相反的兩個力。這時材料將發(fā)生偏斜，偏斜角的正切值定義為切應(yīng)變γ

剪切應(yīng)變：剪切應(yīng)力：A0FF22（2）簡單切變材料受到的力F是與截面相平行、大155（3）均勻壓縮

材料受到的是圍壓力（流體靜壓力）P。發(fā)生體積形變，體積由V0縮小至V。壓縮應(yīng)變：A023（3）均勻壓縮材料受到的是圍壓力（流體靜壓1561.1.2彈性模量單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小，是材料剛性的表征。模量的倒數(shù)稱為柔量，是材料容易形變程度的一種表征。拉伸模量（楊氏模量）E：剪切模量（剛性模量）G：壓縮模量（本體模量）K：241.1.2彈性模量單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小，是材料剛性的157泊松比

材料在拉伸時，不僅有軸向伸長，同時有橫向收縮。橫向應(yīng)變對軸向應(yīng)變之比稱為泊松比，以ν表示

可以證明沒有體積變化時，υ＝0.5，橡膠拉伸時就是這種情況。其他材料拉伸時，υ<0.5.25泊松比材料在拉伸時，不僅有軸向伸長，同時有橫向收縮。158υ與E和G之間有如下關(guān)系式：E=2G(1+υ)因為0<υ≤0.5，所以2G<E≤3G。也就是說E>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)。26υ與E和G之間有如下關(guān)系式：E=2G(1+υ)159單軸取向高分子材料2個楊氏模量：

El為縱向楊氏模量

Et為橫向楊氏模量2個切變模量：

Gtt為橫向切變模量

Glt為縱向切變模量1個本體模量K2個泊松比：對縱向力為Vtt

對橫向力為Vtl27單軸取向高分子材料2個楊氏模量：160雙軸取向高分子材料5個獨立的彈性模量：

Ep為面向楊氏模量

Et為側(cè)向楊氏模量

Gp為面向切變模量

Gt為側(cè)向切變模量。2個泊松比：對面向力為Vpt

對側(cè)向力為Vtp

28雙軸取向高分子材料5個獨立的彈性模量：1611.2高分子材料的分子運動和力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變

1.2.1高分子材料的分子運動特點（1）運動單元和模式的多重性（2）分子運動的時間依賴性（3）分子運動的溫度依賴性291.2高分子材料的分子運動和力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變1.2.11621.2.2高分子材料的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變●線型非晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線ABCDETbTgTfT/℃形變%A-玻璃態(tài)B-過渡區(qū)C-高彈態(tài)D-過渡區(qū)E-黏流態(tài)Tb-脆化溫度；Tg-玻璃化溫度；Tf-黏流溫度301.2.2高分子材料的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變●線型非晶態(tài)高聚物163●線型非晶態(tài)高聚物的三種物理狀態(tài)的對比三種物理狀態(tài)運動單元力學(xué)行為特征應(yīng)用玻璃態(tài)Tb～Tg鍵長、鍵角基團形變小，并且形變可逆，屬于普彈性能。結(jié)構(gòu)類似玻璃，彈性模量大。塑料、纖維高彈態(tài)Tg～Tf鏈段形變大，形變可逆，彈性模量較小。橡膠黏流態(tài)Tf～Td鏈段、大分子鏈形變?yōu)椴豢赡?，屬于永久形變，無強度。流動取決于相對分子質(zhì)量大小。成型加工、油漆、黏合劑31●線型非晶態(tài)高聚物的三種物理狀態(tài)的對比三種物理狀態(tài)運動單164●結(jié)晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線12形變%TgTmTfT/℃1-相對分子質(zhì)量較小2-相對分子質(zhì)量很大Tg<T<Tm

高彈態(tài)T>Tf

粘流態(tài)32●結(jié)晶態(tài)高聚物的形變-溫度曲線12形變%TgTmTfT/165●交聯(lián)高聚物的溫度-形變曲線Tε交聯(lián)度增加

交聯(lián)度較小時：有Tg

，根據(jù)環(huán)境溫度高或低于Tg，可判斷材料處于高彈態(tài)或玻璃態(tài)。交聯(lián)度大時：鏈段運動困難，玻璃化轉(zhuǎn)變難以發(fā)生，材料始終處于玻璃態(tài)33●交聯(lián)高聚物的溫度-形變曲線Tε交聯(lián)度增加交聯(lián)度較小時1661.3高分子材料的拉伸行為啞鈴狀試件L0=5.65A01/2或11.3A0

1/2341.3高分子材料的拉伸行為啞鈴狀試件L0=5.65A167y-屈服點e-彈性極限點冷拉σε應(yīng)變軟化應(yīng)變硬化ebyebyp-比例極限ppb-斷裂點p-比例極限1.3.1線型非晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線35y-屈服點e-彈性極限點冷拉σε應(yīng)變軟化應(yīng)變硬化e168拉伸過程高分子鏈的三種運動情況：▲彈性形變（開始～e點）▲強迫高彈形變▲塑性變形ey（屈服點）36拉伸過程高分子鏈的三種運動情況：ey（屈服點）169動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》ppt彈性變形與塑性變形37動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》ppt彈性變形與塑170彈性變形材料產(chǎn)生彈性變形的本質(zhì)是構(gòu)成材料的原子（離子）或分子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反映。橡膠類材料則是呈卷曲狀的分子鏈在力的作用下通過鏈段運動沿受力方向產(chǎn)生的伸展。材料在等溫、等容條件下發(fā)生彈性回復(fù)的驅(qū)動力由內(nèi)能變化和熵變兩部分組成。38彈性變形材料產(chǎn)生彈性變形的本質(zhì)是構(gòu)成材料的原子（離子）171彈性變形的特點1)可逆性：去掉外力后變形消失

彈性變形都是可逆變形2).金屬、陶瓷或結(jié)晶態(tài)高聚物：應(yīng)力-應(yīng)變線性關(guān)系，彈性變形量都較小3).橡膠態(tài)的高聚物：應(yīng)力-應(yīng)變不呈線性關(guān)系，且變形量較大39彈性變形的特點1)可逆性：去掉外力后變形消失172彈性變形的力學(xué)性能指標(biāo)

（1）彈性模量：是單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小，物理意義是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應(yīng)力。（2）比例極限σp：是保持應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系的最大應(yīng)力，即在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上剛開始偏離直線時的應(yīng)力（3）彈性極限σe：是材料發(fā)生可逆的彈性變形的上限應(yīng)力值，應(yīng)力超過此值，則材料發(fā)生塑性變形。40彈性變形的力學(xué)性能指標(biāo)（1）彈性模量：是單位應(yīng)變173（4）彈性比功：是材料開始塑性變形前單位體積所能吸收的彈性變形功，又稱彈性比能或應(yīng)變比能，用αe表示，它在數(shù)值上等于應(yīng)力-應(yīng)變曲線彈性段以下所包圍的面積eo提高彈性比功的方法：提高σe

降低E（提高彈性極限應(yīng)變εe）橡膠低E和高彈性應(yīng)變—高彈性比功41（4）彈性比功：是材料開始塑性變形前單位體積所能吸收的174非理想彈性理想彈性行為：（1）.應(yīng)變-應(yīng)力線性（2）.應(yīng)力和應(yīng)變同相位（3）.應(yīng)變是應(yīng)力的單值函數(shù)高分子材料的非理想彈性行為：滯彈性、粘彈性、內(nèi)耗42非理想彈性理想彈性行為：（1）.應(yīng)變-應(yīng)力線性高分子材料175（1）滯彈性

材料在快速加載或卸載后，隨時間的延長而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能，又稱彈性后效。彈簧薄膜傳感器動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》ppt非理想彈性變形43（1）滯彈性彈簧動畫引自九江學(xué)院杜大明《材料科學(xué)基礎(chǔ)》p176滯彈性示意圖ABabcedOH正彈性后效加載時應(yīng)變落后于應(yīng)力反彈性后效卸載時應(yīng)變落后于應(yīng)力44滯彈性示意圖ABabcedOH正彈性后效反彈性后效177定義：材料在外力作用下彈性和粘性兩種變形機理同時存在的一種力學(xué)行為粘性：液體或溶體內(nèi)質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力以反抗相對運動的性質(zhì)。（2）粘彈性特征：應(yīng)變對應(yīng)力的響應(yīng)不是瞬時完成的，需要通過一個馳豫過程，卸載不留殘余變形；應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系與時間有關(guān)。45定義：材料在外力作用下彈性和粘性兩種變形機理同時存在的一178（3）內(nèi)耗理想彈性行為46（3）內(nèi)耗理想彈性行為179εσ0ACDBE橡膠拉伸和回縮的應(yīng)力-應(yīng)變曲線內(nèi)耗也稱為材料循環(huán)韌性，表示材料在交變載荷下吸收不可逆變形供的能力，又稱消振性47εσ0ACDBE橡膠拉伸和回縮的應(yīng)力-應(yīng)變曲線內(nèi)耗也稱為180塑性變形

是微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移，而不引起材料斷裂的現(xiàn)象。塑性變形是一種不可逆變形.塑性變形主要是由于切應(yīng)力引起的。材料塑性變形過程中仍然保留著彈性變形，所以整個變形過程是彈性加塑性變形過程，可稱為彈塑性變形。48塑性變形是微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移，而不引起材181高分子材料的塑性變形結(jié)晶態(tài)高分子材料:塑變機制：塑性變形是由薄晶轉(zhuǎn)變?yōu)檠貞?yīng)力方向排列的微纖維束的過程49高分子材料的塑性變形結(jié)晶態(tài)高分子材料:182非晶態(tài)高分子材料：塑變機制：在正應(yīng)力作用下形成銀紋和切應(yīng)力作用下無取向分子鏈局部轉(zhuǎn)變?yōu)榕帕械睦w維束銀紋的產(chǎn)生50非晶態(tài)高分子材料：銀紋的產(chǎn)生183（1）屈服極限：材料的屈服極限定義為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上屈服平臺的應(yīng)力（2）抗拉強度σb

：是試樣拉斷前所承受的最大應(yīng)力，即試樣所能承受的最大載荷Fb與其原始截面積的比值塑性變形的力學(xué)性能指標(biāo)51（1）屈服極限：材料的屈服極限定義為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上屈服184（3）伸長率和斷面收縮率52（3）伸長率和斷面收縮率185硬而脆酚醛塑料硬而強硬PVC強而韌PC軟而韌HPPE軟而弱天然橡膠1.3.2幾種典型的高聚物應(yīng)力-應(yīng)變曲線弱而脆

低聚物53硬而脆硬而強強而韌軟而韌軟而弱1.3.2幾種典型的高聚1861.3.3晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線第一階段OY段：出現(xiàn)“細(xì)頸”。第二階段，細(xì)頸的發(fā)展階段。第三階段（DB）：成頸變細(xì)的試樣重新被均勻拉伸，直到斷裂點B。541.3.3晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線第一階段OY段：出1871.3.4特殊的應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖1-16SBS的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖1-17硬彈性聚丙烯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

551.3.4特殊的應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖1-16SBS的應(yīng)力1881.3.5影響拉伸行為的外部因素1、溫度的影響123456789非晶態(tài)高聚物不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線1，2-溫度低于脆性溫度，材料處于硬玻璃態(tài)，無強迫高彈性3，4，5-溫度處于脆性溫度與玻璃化溫度之間，為軟玻璃態(tài)6，7，8-溫度處于玻璃化溫度與黏流溫度之間，為高彈態(tài)9-溫度處于黏流溫度以上，為黏流態(tài)561.3.5影響拉伸行為的外部因素1、溫度的影響12341891234567晶態(tài)高聚物不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線1，2-溫度低于脆性溫度，拉伸行為類似彈性固體3，4，5-溫度介于脆性溫度與玻璃溫度之間，為軟玻璃態(tài)7-溫度介于Tb與Tg之間，為軟玻璃態(tài)，行為類似強迫高彈性6-溫度較高，低于熔點，拉伸行為類似非晶態(tài)橡膠571234567晶態(tài)高聚物不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線1，2190圖1-19斷裂強度和屈服強度隨溫度的變化趨勢虛線——高拉伸速率實線——低拉伸速率

材料的拉伸斷裂強度和屈服強度隨環(huán)境溫度而發(fā)生變化，屈服強度受溫度變化的影響更大些。

在溫度升高過程中，材料發(fā)生脆-韌轉(zhuǎn)變。兩曲線交點對應(yīng)的溫度稱脆-韌轉(zhuǎn)變溫度。T<Tb，＜，受外力作用時，材料未屈服前先已斷裂，呈脆性斷裂特征。T>Tb，＞，受外力作用時，材料先屈服，出現(xiàn)細(xì)頸和很大變形后才斷裂，呈韌性斷裂特征。58圖1-19斷裂強度和屈服強度隨溫度的變化趨勢材1912、拉伸速率的影響

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)。

與脆-韌轉(zhuǎn)變溫度相似，根據(jù)圖中兩曲線交點，可以定義脆-韌轉(zhuǎn)變（拉伸）速率。拉伸速率高于時，材料呈脆性斷裂特征；低于時，呈韌性斷裂特征。592、拉伸速率的影響減慢拉伸速率與升高環(huán)境溫度對材料1923、環(huán)境壓力的影響圖1-21聚苯乙烯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨環(huán)境壓力的變化（T=31℃）

右圖可見，PS在低環(huán)境壓力（常壓）下呈脆性斷裂特點，強度與斷裂伸長率都很低。隨著環(huán)境壓力升高，材料強度增高，伸長率變大，出現(xiàn)典型屈服現(xiàn)象，材料發(fā)生脆-韌轉(zhuǎn)變。對許多非晶聚合物，如PS、PMMA等，其脆-韌轉(zhuǎn)變行為還與環(huán)境壓力有關(guān)。603、環(huán)境壓力的影響圖1-21聚苯乙烯的應(yīng)力-應(yīng)變曲線193材料