文档介绍：第八章聚合物的屈服与断裂
College of Materials Science and Engineering
Liaocheng University
聚合物的力学性能是其受力后的响应,如形变大小、形变的可逆性及抗破损性能等。
在不同条件下聚合物表现出的力学行为:
很大外力作用下表现为:极限力学行为(屈服、断裂)
强度:材料所能承受的最大载荷,表征了材料的受力极限,在实际应用中具有重要的意义。
包括抗张强度、冲击强度、弯曲强度、压缩强度、硬度。
小外力作用下聚合物表现为:高弹性、粘弹性和流动性
本章的主要内容
聚合物的塑性和屈服
聚合物的屈服机理
聚合物的断裂与强度
厚度d
宽度b
P
图1 Instron 5569电子万能材料试验机(electronic material testing system)
实验条件:一定温度下;试样在大外力F的作用下以一定拉伸速率拉伸。
温度:非晶态聚合物Tb---Tg
§
注意细颈现象
A
Y
B
Yielding point 屈服点
Point of elastic limit 弹性极限点
Breaking point 断裂点
Strain softening 应变软化
Cold drawing 冷拉
Strain hardening 应变硬化
聚合物的塑性和屈服
一、典型非晶态聚合物的拉伸应力-应变曲线
A
B
Y
你能解释吗?
弹性形变
屈服
应变软化
应变硬化
断裂
从分子运动机理解释形变过程
s
e
Y
B
C
D
冷拉
O
①弹性形变区,从直线的斜率可以求出杨氏模量,从分子机理
来看,这一阶段的普弹性是由于高分子的键长、键角和小的运
动单元的变化引起的,移去外力后这部分形变会立即完全恢复,不留下任何永久形变。
弹性形变区
②屈服(yield,又称应变软化点)点,超过了此点,冻结的链段开始运动。材料发生屈服,试样的截面出现“细颈”。此后随应变增大,应力不再增加反而有所下降——应变软化。Y点以后,试样呈现塑性行为(塑性形变)。
细颈:屈服时,试样出现的局部变细的现象。
③强迫高弹形变区(冷拉阶段),随拉伸不断进行,细颈沿试样不断扩展直到整个试样都变成细颈,材料出现较大变形。强迫高弹形变本质上与高弹形变一样,是链段的运动,但它是在外力作用下发生的。此时停止拉伸,去除外力形变不能恢复,但试样加热到Tg以上的温度时,将试样进行退火处理,形变才可以缓慢恢复。