第八章聚合物的屈服和断裂
1 第八章 聚合物的屈服和断裂
在较大外力的持续作用或强大外力的短期作用下材料将发生大形变直至宏观破坏或断裂，对这种破坏或断裂的抵抗能力称为强度。材料断裂的方式与其形变性质有着密切的联系。例如，脆件断裂是缺陷快速扩展的结果，而韧性断裂是屈服后的断裂。高分子材料的屈服实际上是材料在外力作用下产生的塑性变为了有效地和经济地利用材料或对材料进行改性不仅需要具体了解材料的各项力学性能指标，如杨氏模量、屈服强度、屈服伸长、断裂强度、断裂伸长断裂能等，而且必须深入研究屈服和断裂过程的物理本质
在较大外力的持续作用或强大外力的短期作用下， 材料将发生大形变直至宏观破坏或断裂，对这种破坏 或断裂的抵抗能力称为强度。材料断裂的方式与其形 变性质有着密切的联系。例如，脆件断裂是缺陷快速 扩展的结果，而韧性断裂是屈服后的断裂。高分子材 料的屈服实际上是材料在外力作用下产生的塑性变。 为了有效地和经济地利用材料或对材料进行改性， 不仅需要具体了解材料的各项力学性能指标，如杨氏 模量、屈服强度、屈服伸长、断裂强度、断裂伸长、 断裂能等，而且必须深入研究屈服和断裂过程的物理 本质
8.1聚合物的塑性和屈服8.1.1应力一应变曲线高聚物的应力一应变试验是研究高聚物形变和断裂中应用最广泛的一种力学试验，通常在拉力下进行，可以通过曲线判断材料的强与弱、刚与软、脆与韧，也可粗略估计材料状态及取向情况试验方法：在拉力下进行，均匀速率拉伸，测量试样上的载荷和相应标线间长度的变化Fa=AoA图8-1拉伸试样示意图20
8.1 聚合物的塑性和屈服 8.1.1应力－应变曲线 高聚物的应力—应变试验是研究高聚物形变和断裂中应用最 广泛的一种力学试验，通常在拉力下进行，可以通过曲线判断 材料的强与弱、刚与软、脆与韧，也可粗略估计材料状态及取 向情况 试验方法：在拉力下进行，均匀速率拉伸，测量试样上的 载荷和相应标线间长度的变化 图8-1 拉伸试样示意图
8.1聚合物的塑性和屈服8.1.1.1非晶态聚合物的应力一应变曲线强迫高弹形变aE2BY：屈服点屈服应力yYdC屈服应变&屈服：A点以后，不再保持线性关系张应力达到时，而不变或先将低EBEY后不变图8-2非晶态聚合物典型的应力一应变曲线示意图
8.1.1.1 非晶态聚合物的应力－应变曲线 图8-2 非晶态聚合物 典型的应力－应变曲线示意图 强迫高弹形变 Y：屈服点 屈服应力σY 屈服应变εY 屈服：A点以后，不再保持线性关系， 张应力达到σY时，ε↑而σ不变或先将低 后不变 8.1 聚合物的塑性和屈服
8.1聚合物的塑性和屈服8.1.1.1非晶态聚合物的应力一应变曲线在Y点以前，为弹性区，除去应力后，材料形状可完全回复不留任何永久形变，在Y点以后，为塑性区，材料除去应力以后，留下永久形变，Y点将应力一应变分为两个部分Y点以后，玻璃态高聚物在很大的外力作用下，发生的大形变，称作强迫高弹形变，由于应力的作用，使链段运动位垒相对降低，促进了链段运动，提前进入高弹区，除去外力，由于高聚物属玻璃态，无外力时链段不能运动，因此，固定为“永久形变
在Y点以前，为弹性区，除去应力后，材料形状可完全回复， 不留任何永久形变，在Y点以后，为塑性区，材料除去应力 以后，留下永久形变，Y点将应力—应变分为两个部分。 Y点以后，玻璃态高聚物在很大的 外力作用下，发生的大形 变，称作强迫高弹形变，由于应力的作用，使链段运动位垒 相对降低，促进了链段运动，提前进入高弹区，除去外力， 由于高聚物属玻璃态，无外力时链段不能运动，因此，固定 为“永久形变” 8.1.1.1 非晶态聚合物的应力－应变曲线 8.1 聚合物的塑性和屈服