
* 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