A. V. Umarov, G’. I. Muxamedov, X. O. Qo’chqorov // Polimerli kompozit materiallar fizikasi
Download 6.9 Mb. Pdf ko'rish
|
Polimer kompozitlar fizikasi
- Bu sahifa navigatsiya:
- 3.3. Polimerli materiallarning buzilish mexanizmlari
|
x
); 2 – mo’rtlashmagan (T>T CT ); 3 – yopishqoq elastik (T>T CT ). Nisbatan yuqori haroratlarda yuqorielastik holatda (3-egri) cho‘zilish diagrammasi plastik metal cho‘zilishi bog‘lanishini eslatadi. Bu yerda chegaraviy kuchlanish sifatida plastiklik chegarasi qabul qilinib, undan yuqorida yuqorielastiklik deformatsiya o‘sishi bilan bir qatorda yopishqoq oqim kuzatiladi. Bir o‘qli cho‘zilishda deformatsiyani kuchlanishga chiziqli bog‘langan elastik uzayishi ro‘y beradi (3.1-rasmda to‘g‘ri chiziq) va Guk qonuni bajariladi. Bu yerda E P – cho‘zilishdagi elastiklik moduli. Elastiklik moduli mexanik xossalarni muhim xarakteristikasi hisoblanadi. Yuklanish sharoitiga bog‘liq holda elastiklik moduli siqilishdagi E C va bukilishdagi E EG kabi aniqlanishi mumkin. Polimerli materiallar plastikligini metallarniki singari nisbiy uzayish orqali xarakterlanadi. U cho‘zilishdagi namuna uzayi- shini dastlabki uzunligiga nisbatini foizlardagi miqdorini belgilaydi. 117 . Bu yerda va namunani plastik deformatsiyagacha va deformatsiyadan keyingi uzunligi. Qattiqlik. Material qattiqligi metallardagi kabi indentor bosish usulida sinash orqali aniqlanadi. Ko‘p hollarda plastmas- salarni sinash uchun Brinel usulidan foydalanib, qattiq sharni sirt- ga bosganda uning qoldirgan izi orqali qattiqlik HB aniqlanadi. 3.3. Polimerli materiallarning buzilish mexanizmlari Hozirgi kunda material mustahkamligi masalasiga uch xil yondashish mavjud: mexanik, termodinamik va kinetik. Mexanik yondashuvning mohiyati oldingi paragrafda ko‘rganimizdan iborat. Termodinamik va kinetik yondashuvlar termodinamika qo- nunlari va tuzilmani hisobga olgan holda, polimerlar buzilish jarayonlari tabiatini va ular mexanizmini tushunishga imkon yaratadi. Termodinamik yondashuv uzilish jarayonida elastik energiya sochilishi va uni issiqlikka aylanishi bilan bog‘lanadi. Bunday mexanik yo‘qotishlarni hisobga olish termodinamikaning birinchi qonuniga asoslanadi. Polimerlar deformatsiyalanishida mexanik yo‘qotishlarni xarakterlagani tufayli bunday yondashuvning ahamiyati katta. Termodinamik yondashuvda, shunday kritik (chegaraviy) kuchlanish mavjudki, uning qiymatiga yetganda, namunaning elastik energiyasi uzilishdagi energiya yo‘qolishiga teng bo‘ladi deb qaraladi. Qattiq jismlar buzilishini termodinamik yondashuv asosida tadqiq etish Griffitning mustahkamlik nazariyasidan boshlandi. Bu nazariya va undan keyingi ko‘plab 118 ishlarda buzilish ro‘y berishini ko‘rayotganda ularda yuklama qo‘yilgunga qadar dastlabki mikrodarzlar bo‘ladi deb qaraydi. Qo‘yilgan cho‘zuvchi kuchlanish ta‘siri ostida mikrodarzlar chekkalarida namunaning o‘rtacha kesimi uchun hisoblangan o‘rtacha kuchlanishdan ko‘p martalab ortiq bo‘lgan mahalliy ortiqcha kuchlanish yuzaga keladi. Griffit uzunlikdagi boshlang‘ich ko‘ndalang darzni o‘sish shartini namunaning elastik va sirt ozod energiyalari balansi nuqtai nazaridan qarab chiqdi, . Bu yerda - Griffit bo‘yicha buzilishni chegaraviy kuch- lanishi, - Yung moduli, - material ozod solishtirma sirt energiyasi, - 0,8-1,3 qiymatga teng koeffitsiyent. Griffit nazariyasiga ko‘ra darz bo‘lganda o‘sib boradi. Kinetik yondashuv asoschisi S.N.Jurkov nazariyasida asosiy e‘tibor atom-molekulyar buzilish jarayoniga qaratiladi. Bunda jism buzilishini mikrobuzilishlar to‘planishini asta-sekin o‘sib borishidagi oxirgi mahsuloti sifatida, yoki mikrodarzlar rivoj- lanishi jarayonini molekulyar darajada o‘rganiladi. Bu yonda- shuvda polimer buzilishini issiqlik fluktuatsiyali tabiati haqidagi tasavvur asosiy sanaladi. Odatda material mustahkamlik chegara- sidan pastda yuklamaga ega bo‘lib turadi. Bu holatda kimyoviy kuchlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri uzish uchun kuchlanish juda kichiklik qiladi, lekin issiqlik fluktuatsiyalari tufayli bog‘larni uzilish ehtimoli ortishiga yetarli bo‘lishi mumkin. Bu uzilgan bog‘lar asosan turlicha holda yuzaga keladigan kuchlanishlarni kon- sentratsiyali joylarida mahalliylashgan bo‘lib mikrodarzlar uchlariga tutashgan mikrosohalarda ko‘proq bo‘ladi. Shunday qilib, buzilishni issiqlik fluktuatsiyali mexanizmi bog‘larga 119 issiqlik tebranishlari va kuchlanishni birgalikdagi ta‘siridan iborat. Issiqlik fluktuatsiyali (termo fluktuatsiyali) mexanizm, qattiq jism buzilishini eng umumiy mexanizmi bo‘lib, issiqlik harakati bilan bog‘langan. Turli qattiq jismlar uchun bu mexanizmni har xil ko‘rinishlari mavjud, hatto bir sinfga kiradigan qattiq jismlar, masalan polimerlar uchun issiqlik fluktuatsiyali mexanizmi turlicha ko‘rinishga ega. Eng toza holda u mo‘rt buzilish ko‘rinishga ega bo‘lsa, boshqa buzilish ko‘rinishlarida unga relaksatsiyali jarayonlar qo‘shilishi mumkin va u harorat ortishi bilan ahamiyatli bo‘lib boradi. Mo‘rt buzilishda ( dan past haroratda) buzilish o‘chog‘i bo‘lib, mikrodarzlar xizmat qiladi. Bunday holatda uzoq muddatlilik eng xavfli mikrodarzni o‘sishi bilan aniqlanadi. U, o‘sishi rivoji davomida magistral darzga o‘tib, namunani uzilishiga olib keladi. Nisbatan yuqori energiyali fononlarni noelastik sochilishi tufayli yuzaga kelgan fluktuatsiya ta‘sirida kimyoviy bog‘lar uzilishi ro‘y beradi. Cho‘zuvchi kuchlanish bog‘lar uzilish ehtimolini orttiradi. Kinetik nazariyani miqdoriy ifodasi Jurkovning uzoq muddat- lilik qonunida o‘z ifodasini topgan * + Bu yerda - berilgan cho‘zuvchi kuchlanishdagi uzoq muddatlilik, - qiymati s ga teng doimiy, - buzilish jarayoni faollanish energiyasi, -strukturaga sezgir Jurkov koeffitsiyenti, k-Bolsman doimiysi. Bu qonun koordinatalarda va oraliqda barcha sinfdagi qattiq jismlar uchun amalda chiziqli bog‘lanishga ega bo‘lib, nazariyani tasdiqlaydi. 120 Qarab o‘tilgan mustahkamlikni vaqtga bog‘lanishi materialga doimiy yuklama (kuchlanish) qo‘yilganda kuzatiladi. Buni statik charchoqlik yoki materialni uzoq chidamliligi deyiladi. Polimerlarni uzoq chidamliligini nazariy va eksperimental tadqiq etish buzilish mexanizmi tabiatini aniqlash buyumlar uzoq muddatliligini bashorat qilishda fundamental ahamiyatga ega. O‘zgaruvchan, xususan davriy yoki siklik yuklamalar ta‘sirida polimerlar buzilishi jarayonlari statik charchoqlikda kuzatilmay- digan qator omillar ta‘sirida murakkablashadi. O‘zgaruvchan yuklama ta‘sirida material mustahkamligini pasayishi materialni dinamik charchashi deb yuritiladi. Dinamik va statik charchash qonuniyatlari, masalan, choklangan elastomer uchun bir xilda bo‘lsada, statik rejim dinamikka qaraganda biroz yumshoqroq kechadi. Statik rejimda material doimo kuchlanish ostida turishiga qaramay uning buzilishi dinamik kuchlanish ostidagiga nisbatan ancha kech ro‘y beradi. Buni davriy kuchlanishlarda, har bir sikl yuklamadagi ta‘sir vaqti davomida ortiqcha kuchlanishli relaksatsiya jarayoni ro‘y berib ulgurmaydi, statik kuchlanishda esa, ular vaqt o‘tishi bilan tenglashib ulguradi deb tushunish mumkin. Plastmassalar uchun ortiqcha kuchlanish relaksatsiyasi mikrodarzlar uchlarida mikroplastik mahalliy deformatsiya bilan bog‘langan. Agar buzilish mexanizmi statistik va siklli yuklamalarda bir xilda bo‘lsa, unda Beyli me‘yori taqriban o‘rinli bo‘ladi. Uzoq muddatlilik tenglamasi yordamida vaqtni namuna buzilgunga qadar istagan ko‘rinishdagi yuklama, shu bilan birga siklli kuchlanish uchun ham hisoblash mumkin. Beyli me‘yori T=const bo‘lganda 121 ko‘rinishga ega. Bu yerda -ixtiyoriy rejimda qo‘yilgan kuchlanish ostida buzilgungacha bo‘lgan vaqt ; - material uzoq muddatliligi bo‘lib, cho‘zilish kuchlanishini har bir qiymatida ma‘lum bo‘ladi (uzoq muddatlilik tenglamasi). Mexanik xossalarni o‘rganish qonuniyatlaridan kelib chiqadiki, polimer materiallar mustahkamligi va uzoqmuddatliligi bir xil sharoitda material doimiylari bo‘lolmaydi, chunki ular juda ko‘p omillar: yuklama ta‘sir vaqti va tezligi, harorat, kuchla- nishli holat ko‘rinishi va boshqalarga bog‘liq bo‘ladi. Bu hodisani ikkita sababini aytish mumkin. Birinchisi- barcha real material- larda tuzilmalar nuqsonlari, birinchi navbatda, mikrodarzlarni mavjudligi bo‘lsa, ikkinchisi- kimyoviy bog‘larni issiqlik fluk- tuatsiyali uzilish mexanizmi hisoblanadi. Download 6.9 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|