高分子物理(北京化工大学)8-1.ppt

Chap 8 Yielding and Fracture of Polymer第八章 聚合物的屈服与断裂 本章的教学内容、要求和目的 教学内容： 聚合物的应力—应变曲线 聚合物的屈服 聚合物的断裂与强度 重点要求： 会从聚合物应力——应变曲线获取信息，掌握屈服和断裂现象及其机理、韧性和强度的影响 因素及增韧、增强方法和机理。 学习目的： 能从分子结构、凝聚态结构和屈服、断裂特征上对材料的韧性和强度进行初步判断，学会聚合物的增韧、增强方法，以满足其使用要求。 第二十一讲 聚合物的盈应力—应变曲线和屈服 Yielding and Fracture of Polymer  第八章 聚合物的屈服与断裂 8.1.1 The stress-strain curves 应力-应变曲线 断裂能 Fracture energy Young’s Modulus 杨氏模量 形变过程 从应力—应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息 8.1.2 Stress-strain curves under various conditions 各种情况下的应力-应变曲线 (b) Different strain rate Example: PMMA (c) Composition of Polymers 物质结构组成 (d) Crystallization 结晶 (e) The Size of Spherulites 球晶大小 (f) The Degree of Crystallization 结晶度 Different types of stress-strain curve Comparing 8.2 The plasticity and yielding of polymer  聚合物的塑性和屈服 Strain softening 应变软化 8.2.1 Necking 细颈与剪切带 Necking 颈缩现象 Engineering stress and true stress 工程应力和真应力 Considère 作图法: （2）剪切屈服现象、机理及判据 斜截面A? Discussion 抵抗外力的方式 Yield Criterion 屈服判据 切应力双生互等定律 Shear band 剪切带 （3） Crazing 银纹 Microstructure of crazing 银纹方向和分子链方向 银纹和剪切带均有分子链取向，吸收能量，呈现屈服现象 细颈、剪切带和银纹比较 本讲小结 当?=45?时 ??s=?0/2 当?=?-90=-45?时 ??s=-?0/2 发生屈服 屈服判据 双轴拉伸 屈服判据 当?=45?时 发生屈服 在细颈出现之前试样上出现与拉伸方向成45?角的剪切滑移变形带 银纹现象为聚合物所特有，它是聚合物在张应力作用下，于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，以至于在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100μm、宽度为10 μm左右、厚度约为1 μm的微细凹槽的现象 分类 环境银纹 溶剂银纹 应力银纹 微纤 Microfibril 微纤平行与外力方向，银纹长度方向与外力垂直。 也称为银纹质 银纹不是空的，银纹体的密度为本体密度的50%，折光指数也低于聚合物本体折光指数，因此在银纹和本体之间的界面上将对光线产生全反射现象，呈现银光闪闪的纹路（所以也称应力发白）。加热退火会使银纹消失 。 F 银纹的扩展 中间分子链断裂 扩展 形成裂纹 主要区别 剪切屈服 银纹屈服 形变 形变大几十~几百% 形变小 10% 曲线特征 有明显的屈服点 无明显的屈服点 体积 体积不变 体积增加 力 剪切力 张应力 结果 冷拉 裂缝 一般情况下，材料既有银纹屈服又有剪切屈服 主要区别 细颈、剪切带 银纹 形变量 形变量大 10~100% 形变量小 10% 曲线特征 有明显的屈服点 无明显的屈服点 体积 体积几乎不变 体积增加 主要相同点 能量 吸收能量 吸收能量 一般来讲，既有银纹屈服也有剪切屈服 * * College of Materials Science and Engineering Beijing University of Chemical Technology 6学时 主要内容： 聚合物的应力—应变曲线 聚合物的屈服 聚合物的屈服现象、机理和屈服判据 本讲重点及要求：学会从分子运动角度分析聚合物的应力—应变曲线，掌握聚合物屈服现象、机理和判据。 8.1 The stress-strain curves 应力-应变