* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

213 М Е Х А Н И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА П О Л И М Е Р О В 214 образца. Самый начальный момент возникновения зародышевой трещины, не имеющей еще вполне раз­ витой свободной поверхности, можно представить как процесс объединения первых (ведущих) дисло­ каций скопления, приводящий к образованию узкого полого дислокационного ядра. Такие полые ядра могут образовываться в процессе пластич. дефор­ мации на очень ранних ее стадиях при весьма малом скалывающем напряжении т (извне приложенном к кристаллу). С ростом т растет и длина микротре­ щины, причем каждому т соответствует своя вели­ чина равновесной трещины / (равновесной в том смысле, что ее величина еще недостаточна для пол­ ного разрушения тела при данном нормальном к пло­ скости трещины напряжении). Расчет показывает, что при данном т в деформируемом кристалле может воз­ никнуть трещина с максимальной длиной l=z=$x L /Eo, где L — диаметр кристалла или величина зерна в поликристаллич. материале, Е — модуль Юнга и 0 — у д . свободная поверхностная энергия; р — коэфф., величина к-рого близка к 1. С другой стороны, при наличии в материале трещины длиной / он разру­ шается, когда нормальное к плоскости трещины напря­ жение достигает величины Р = и.УEolL Сравнивая оба эти выражения, получаем закон разрушения твер­ дого тела Рх=уУ ЕоЫ~const, т. е. произведение из нормального напряжения на скалывающее в момент отрыва есть величина постоянная для данного твер­ дого тела. Этот закон разрушения хорошо подтвер­ ждается экспериментально во всех тех случаях, когда разрушение кристалла происходит по определенной кристаллография, плоскости после нек-рой пластич. сдвиговой деформации. 2 2 тания металлов, 4 изд., М., 1944; А в д е е в Б . А , , Техника определения механических свойств металлов, М., 1949; Ш ап о ш н и к о в Н , А . , Механические испытания металлов, М . — Л . , 1951; Ж д а н о в Г, С , Физика твердого тела, М., 1961; С а в и ц к и й Е . М., Влияние температуры на механи­ ческие свойства металлов и сплавов, М., 1957. В. И. Лихтман. МЕХАНИЧЕСКИЕ Содержание: СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ. 214 214 219 220 222 .22 3 225 Введение Деформационные свойства полимеров Релаксационные свойства полимеров Вязкое течение полимеров Прочность полимеров Временная зависимость прочности полимеров Фрикционные свойства полимеров . . Существенное влияние на прочность материала оказывают размеры испытуемых образцов (масштаб­ ный фактор). С уменьшением размеров прочность повышается и для весьма тонких нитей (до 1 мк) достигает теоретич. значения. Так, прочность стек­ лянных нитей диаметром 22 мк равна 20 кГ/мм , диаметром 12,5 мк —140 кГ/мм и диаметром 2,5 мк~ ~560 кГ/мм . Зависимость прочности тонких нитей от диаметра характеризуется следующей эмпирич. ф-лой: Р = Л — В/а, где А и В — постоянные. Анало­ гичные явления наблюдаются и у металлов. Весьма тонкие металлич. нити (несколько микрон в диаметре), получившие название «усов», обнаруживают чрез­ вычайно высокую прочность, приближающуюся к теоретич. Так, напр., прочность нитевидного кри­ сталла ж е л е з а диаметром 1,6 мк равна 1350 кГ/мм . При этом модуль упругости таких тонких нитей не отличается от модуля упругости массивных образ­ цов. То обстоятельство, что прочность различных материалов как х р у п к и х , так и пластичных зависит от размеров испытуемых образцов, указывает на значительную роль дефектных участков структуры твердых тел, как у ж е имеющихся, так и возникающих в процессе деформации. С уменьшением размеров образцов вероятность возникновения таких дефект­ ных участков уменьшается, в результате чего воз­ растает прочность. 2 2 2 2 В в е д е н и е . Механические свойства полимеров — комплекс свойств, определяющих поведение поли­ меров при действии механич. сил. В отличие от д р у г и х твердых тел, для полимеров характерны: 1) сильно выраженные релаксационные свойства, проявляю­ щиеся в запаздывании деформации и релаксации напряжения; 2) двойственная природа обратимых деформаций (обычная упругость, характерная для твердых те л, и высокоэластичность); 3) влияние молекулярной ориентации на прочность; 4) большое влияние физико-химич. процессов (действие агрес­ сивных сред, процессы старения); 5) активирующее влияние механич. сил на химич. процессы в полиме­ р а х , приводящее к изменению их структуры и разви­ тию явлений утомления. У полимеров, кроме того, паблюдаются два вида необратимой деформации: 1) при малых напряжениях молекулярный механизм течения в общих чертах тот ж е , что и для обычных жидкостей (диффузионный); 2) при больших напря­ жениях наблюдается «химическое» течение (см. Вязкость полимеров). К основным М. с. п. относятся деформационные, прочностные и фрикционные свойства. Все полимеры в зависимости от их химич. природы, строения, мол. веса и темп-ры находятся в кристаллическом или в одном из аморфных состояний — стеклообразном, высокоэластическом (каучуконодобном) или вязкотекучем. Кристаллич. и твердые аморфные полимеры при­ меняют обычно в виде волокон, пленочных материалов и массивных изделий. Н а их основе изготовляют также различные материалы, содержащие, помимо полимера, также и др. вещества (напр., стеклопластики, пенопласты, поропласты и др.). Каучукоподобные поли­ меры используют для изготовления резин. В процессе переработки полимеров в изделия они переводятся в вязкотекучее или пластич. состояние (растворением, пластификацией, нагреванием). Деформационные свойства полимеров. Кри­ с т а л л и ч е с к и е п о л и м е р ы при малых деформациях (см. Деформация полимеров) ведут себя как обычные твердые тела, при больших — претер­ певают фазовое превращение от и с х о д н о й , обычно изотропной, фазы к ориенти­ В, рованной с расположением це­ пей вдоль оси растяжения. tZ А Фазовое превращение сопро­ вождается значительным изме­ нением длины образца при по­ стоянном Значении растягиваюУдлинение щего напряжения о , п о л у ­ Рис. 1. Диаграмма ра­ чившего название п р е д е л а стяжения к ристалличес к ого п олим ер а. в ы н у ж д е н н о й эла­ стичности; о зависит от темп-ры, скорости растяжения и природы поли­ мера. Н а рис. 1 показана зависимость о от у д ­ линения. На стадии I происходит равномерное не­ большое растяжение образца, при достижении точки А в образце внезапно возникает «шейка», к-рая при дальнейшем растяжении образца на стадии Лит.: К у з н е ц о в В, Д . , Физика твердого тела, т, 1, 2, 4, 2 изд., Томск, 1937—47; Б е л я е в Н. М . , Сопротивление материалов, 12 изд., М., 1959; Ф р и д м а н Я . В . , Механиче­ ские свойства металлов, 2 изд., М., 1952; Ш м и д Е , , Б о а с В . , Пластичность кристаллов, в особенности металлических, пер. с нем,, М,—Л,, 1938; И л ь ю ш и н А, А . , Пластичность, М.—Л., 1948; Д а в и д е н к о в Н. Н., Некоторые проблемы механики материалов, Л . , 1943; И о ф ф е А, Ф,, Физика кри­ сталлов, М.—Л,, 1929; Л и х т м а н В . И., Р е б и н д е р П. А., К а р п е н к о Г, В . , Влияние поверхностно-активной среды иа процессы деформации металлов, М,, 1954; Г а р б е р Р. И., Г и н д и н И. А., Усп. физ. наук, 1960, 70, вып. 1 Л и х т м а н В , И,, Щ у к и н Е . Д . , Усп. химии, 1960, 29 ныл. Ю; III р е й н е р Л . А . , Твердость хрупких тел, М.—Л. 1949; Машиностроение, Энциклопедический справочник, т 1 —3, М., 1947—48; О д и н г И. А., Современные методы испы I в э в э в э