Химическая релаксация напряжени

При действии повышенных температур на напряженные резины резко ускоряются процессы химической релаксации напряжения, накопления остаточной деформации и снижения остаточной эластичности. [c.28]

Известно [19], что время т химической релаксации напряжения резин формально подчиняются закону Аррениуса [c.28]

Остаточная эластичность. Исследования [9, 58] химической релаксации напряжения и процесса накопления относительной остаточной деформации привели к зависимости [c.30]

Химическая релаксация напряжения удовлетворительно описывается простым соотношением [c.153]

Однако согласно (3.2.24) за длительный период времени t Г) вследствие химической релаксации напряжение изменяется. В частности, для / = О [c.154]

Химическая релаксация напряжения [c.356]

Оптимальное сочетание высокой прочности и вязкости разрушения в композитах. Так как сильная адгезия на поверхности раздела приводит к повышению прочности композитов, а слабая — к увеличению вязкости разрушения, то для создания композитов с оптимальным сочетанием высокой прочности и вязкости разрушения необходимо исследовать возможность образования химической связи между полимером и наполнителем через эластичные силаны. Такая связь в свою очередь должна способствовать релаксации напряжений по поверхности раздела. [c.10]

Релаксация напряжений в результате химического равновесия возможна только при относительно малых размерах молекул силана или цепей полимера на поверхности раздела. Поэтому при большой отливке термореактивной, модифицированной силаном смолы на стеклянном блоке происходит разрушение стекла в процессе циклического воздействия температуры, а та же смола в композите на основе стеклянного волокна или мелкодисперсного минерального наполнителя не вызывает растрескивания материала. Испытания на стеклянных прутках или блоках, вмонтированных в массу полимера, не воспроизводят условий, существующих на поверхности раздела в полимерных композитах, армированных стеклянным волокном. [c.212]

Влияние температуры отпуска на склонность к МКК связано в основном с ее влиянием на скорость диффузионных процессов, определяющих кинетику образования новых фаз, появление структурной и химической неоднородностей и выравнивание концентраций компонентов по границам и телу зерна, а также создание и релаксацию напряжений в районах выделения новых фаз. С повышением температуры отпуска время до появления и исчезновения склонности к МКК резко сокращается. Каждой температуре соответствует определенное минимальное время появления в стали склонности к МКК. Длительность этого отпуска имеет большое значение для определения допустимой продолжительности технологических нагревов материалов. [c.48]

Действие радиоактивного облучения и частиц больших энергий изменяет физико-химические свойства веществ. Так, например, у некоторых металлов повышается твердость, предел прочности i текучести, ускоряется релаксация напряжений. Влияние облучения проявляется сильнее на мягких металлах, чем на твердых. Широкое применение находят контрольно-измерительные приборы, использующие радиоактивные излучения различного вида и энергии. К числу их относятся дефектоскопы, уровнемеры, толщиномеры и другие приборы, позволяющие автоматически контролировать качество продукции и изменять в случае необходимости технологический режим. Использование радиоактивных изотопов и излучений дает большой экономический эффект, позволяет снизить брак, автоматизировать производство. [c.429]

Такой характер деформации под действием постоянного напряжения можно объяснить механической моделью, показанной на рис. 33, б, г, состоящей из упругих элементов Еу, Е , вязкого элемента г и элемента химической релаксации ri,. Уравнение (12) является решением дифференциального уравнения этой модели [c.65]

С точки зрения эксплуатационных свойств резина является своеобразным конструкционным материалом. Высокая эластичность, амортизационная способность, стойкость к воздействию различных химических веществ делают ее незаменимым материалом уплотнений и многих других деталей. По своим механическим свойствам резины качественно отличаются от низкомолекулярных твердых и жидких тел характером зависимости напряжения от времени действия силы (релаксация напряжения), а также протеканием процесса старения который резко усиливается под воздействием тепла и света. [c.147]

Аналогично ведут себя ленты из аморфных сплавов других химических составов. Можно считать, что релаксация напряжений при термической обработке является эффективным средством улучшения магнитных свойств. Однако при превышении температуры термической обработки выше определенного значения наблюдается сильный рост Яс (см, рис, 5.28). Это резкое повышение Не происходит вблизи температуры кристаллизации аморфного сплава, по- [c.148]

Отдых используют для устранения внутри отдельных зерен или в объеме сплава неоднородности химического состава, возникающей чаще всего в процессе кристаллизации, а также для частичной релаксации напряжений. [c.131]

Эффективность небольших приложенных напряжений при высокотемпературном термоциклировании стали обычно объясняют тем, что приложенные напряжения суммируются с внутренними напряжениями, возникающими при полиморфном превращении железа [304]. Однако при этом необходимо учитывать, что релаксацию напряжений, вызывающих необратимое изменение размеров неоднородных образцов при теплосменах, нельзя свести к простому пластическому деформированию, поскольку уровень предела текучести на два порядка и более превышает критические значения приложенных напряжений. Большую роль в необратимом формоизменении химически неоднородной стали должен играть переход ее в сверхпластичное состояние, при котором нередко большая деформация происходит под действием малых нагрузок. Термоциклирование в интервале температур полиморфных превращений способствует переходу углеродистой стали и железа в сверхпластичное состояние [157, 348]. По-видимому, с этим обстоятельством и связано большое формоизменение железа и стали во время термоциклирования при наличии химической неоднородности или неравномерных нагревов и охлаждений. [c.177]

По назначению пружинные стали можно разделить на стали общего назначения, предназначенные для изготовления изделий, обладающих высоким сопротивлением малым пластическим деформациям (предел упругости) и релаксационной стойкостью, при достаточной пластичности и вязкости, а для пружин, работающих при циклических нагрузках, и высоким сопротивлением усталости Рабочая температура таких пружин обычно не превышает J00—120 °С Стали специального назначения, предназначенные для изготовления изделий, к которым кроме необходимого высокого комплекса механических свойств (предел упругости, сопротивление релаксации напряжений, пластичность и др ), предъявляют требования по обеспе чению специальных физико химических свойств (коррозионной стойкости, немагнитности, теплостойкости и др ) Температуры эксплуатации таких пружин находятся в интервале 200—400 °С и выше В некоторых случаях необходимы пружины для работы при отрицательных температурах Имеются высоколегированные пружинные сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения, независимым от температуры модулем упругости (в определенном температурном интервале), с высоким или низким модулем упругости и др [c.203]

Так называемая теория стесненных слоев постулирует, что передача усилия от низкомодульной матрицы к высокомодульным волокнам может быть равномерной и эффективной, если между ними находится межфазный слой с промежуточным модулем упругости [49]. Поскольку экспериментально показано, что частицы наполнителя могут изменять плотность упаковки макромолекул эластичного полимера и уменьшать их подвижность, а следовательно, изменять механические свойства полимера на расстояние до 150 нм от поверхности, эти представления кажутся многообещающими. Был сделан вывод, что аппреты способны уплотнять структуру полимера на границе раздела, оставаясь химически связанными с поверхностью стекла [39]. Однако эти представления трудно увязать с релаксацией напряжений в пограничной области при компенсации термических усадок [29]. [c.46]

Выше Гс влияние поперечных связей проявляется в уменьшении вклада вязкого течения в ползучесть и релаксацию напряжения и увеличении высокоэластичности полимера. Следовательно, сшивание макромолекул приводит к выравниванию кривых ползучести до уровня постоянной деформации при длительном действии силы и выравниванию кривых релаксации напряжений до некоторого постоянного остаточного напряжения. В идеальном сетчатом эластомере напряжение остается постоянным в течение любой длительности эксперимента. Ползучесть идеального эластомера при приложении нагрузки продолжается до достижения определенной деформации и эта деформация остается постоянной до снятия нагрузки, после чего восстанавливается исходная длина образца. Следовательно, идеальный сетчатый эластомер можно представить в виде идеальной пружины с малым модулем. Однако на практике сетчатые эластомеры могут иметь очень дефектную структуру сетки, которая содержит свободные концы цепей, петли и ответвления, только частично присоединенные к сетке, а также макромолекулы, захваченные сеткой, но не присоединенные к ней химическими связями [1, 119—123]. В этом случае- [c.72]

Грубой оценкой дефектности полимерной сетки может служить содержание золя, т. е. доля полимера, экстрагируемого кипящим растворителем. Чем выше содержание золь-фракции, тем выше дефектность сетки. Особенно важным типом дефектов в полимерной сетке являются физические зацепления [122, 123]. Если оба конца двух участков макромолекул, образующих " зацепление, химически не связаны с сеткой, зацепление постепенно разрушается в результате протягивания химически не связанных цепей через сетку, что приводит к релаксации напряжений. Такой про- [c.73]

Несшитый полимер, как показано на рис. 3.18, способен течь, поэтому его деформация нарастает во времени почти линейно без снижения скорости деформации даже при больших длительностях нагружения. Небольшая степень сшивания резко снижает скорость ползучести, но ползучесть при этом обычно может продолжаться бесконечно долго [91, 127—131]. Повышение частоты узлов сетки приводит к резкому снижению как величины развивающейся деформации, так и скорости ползучести при этом после определенного периода времени деформация обычно достигает некоторого предельного значения, хотя в отдельных случаях скорость ползучести может и не падать до нуля. В работе [132] были измерены скорость ползучести и скорость релаксации напряжений натурального каучука как функции степени сшивания. Из рис. 3.18 видно, что скорости обоих процессов уменьшаются с увеличением степени сшивания. Эти результаты, а также результаты Берри и Уотсона [133] свидетельствуют о большой роли, которую играет топология сетки или химическая природа поперечных связей скорость ползучести и релаксации напряжений для серных вулканизатов оказывается в 2—3 раза больше, чем каучуков, вулканизованных перекисями, а также плотностью сетки поперечных связей. Очевидно, сульфидные мостики в серных вулканизатах способны участвовать реакция обмена, сопровождающихся релаксацией напряжений. Резкое уменьшение податливости, происходящее при переходе от растворимого полимера к гелю, установлено и для других эластомеров, например, полибутадиена [134] и пластифицированного полиметилметакрилата [135]. [c.74]

ПВХ и его сополимеры являются важнейшими полимерами, используемыми в пластифицированном состоянии. Даже в присутствии большого количества пластификатора, снижающего значительно ниже комнатной температуры, эти полимеры не проявляют текучести или ползучести при длительном действии нагрузки. Такое поведение аналогично поведению вулканизованного каучука. Однако в ПВХ отсутствуют поперечные химические связи и их роль, очевидно, выполняет небольшое количество кристаллической фазы (5—15%) [147, 165]. Ползучесть пластифицированного ПВХ как функцию температуры, типа и количества пластификатора изучали во многих работах, в том числе в [165, 167, 174]. Релаксацию напряжения в ПВХ исследовали в работе [175]. [c.80]

Релаксация напряжения резины состоит из начальной, обусловленной в основном обратимой физической релаксацией, т. е. перемещением сегментов цепи, и вторичной, характеризующей необратимую химическую релаксацию, являющуюся результатом химической реакции с кислородом и механического процесса флуктуационного разрыва связей под действием напряжения. Релаксация напряжения приводит к появлению необратимой остаточной деформации, не исчезающей после снятия нагрузки. Скорость накопления остаточной деформации характеризуется значением Я относительной остаточной деформации [c.26]

Метод прогнозирования долговечности манжет следует выбирать в зависимости от конкретных условий их применения. Если манжета длительное время работает в условиях статического нагружения и только в конце срока службы совершает некоторую наработку, то метод прогнозирования должен назначаться с учетом релаксации напряжения в статических условиях. В том случае, если манжета длительное время работает в условиях циклического нагружения и значение параметра Y 0,2, то метод прогнозирования долговечности должен учитывать ускорение процессов химической релаксации вследствие низкочастотного реверсивного воздействия. Если следует определить долговечность манжеты, для которой у > 0,2, то, как указывалось выше, необходимо проводить ее испытания в условиях, близких к эксплуатационным. [c.82]

При динамическом нагружении уплотнителя. Поэтому доля быстрого процесса в общем процессе химической релаксации возрастает. Это, в свою очередь, уменьшает вероятность, а следовательно, и долю медленного процесса флуктуационного разрыва поперечных связей под действием напряжения и температуры. [c.84]

Рис. 62. Температурная зависимость констант (а) скоростей химической релаксации резин на основе СКН-18+ + наирит (прямые 1—3) и СКН-40 (прямые 1 —3 ) в маслах Б-ЗВ (прямые 2, 2 и сплошные линии /, ) ) и ПЭС-С-1 (прямые 3, 3 и пунктирные линии /, / ), рассчитанных по релаксации напряжения (прямые I, I ) и накоплению остаточной деформации (прямые 2, 3, 2, 3 ).

Следовательно, в маслах нарушается зеркальность между остаточной деформацией и релаксацией напряжения, предусмотренная при выводе уравнения (8). Остаточная деформация, которая фиксирует изменение геометрии образца, уже не соответствует изменениям структуры материала, и ее значение зависит от взаимодействия масла с резиной. Релаксация напряжения в этом случае более полно отражает структурно-химические процессы старения резины. Кроме того, на получение истинного результата влияет и методика определения остаточной деформации, связанная с разгружением напряженного образца и достижением его равновесного восстановления. При этом на результаты измерения оказывают влияния не только химические превращения в материале, но и изменение размеров образца вследствие физического действия масла. [c.94]

Скорость релаксации резин в воде в определенной области температур выше, чем на воздухе (рис. 64), хотя окислительное действие кислорода в воздухе (концентрация 21%) должно быть более заметным, чем в воде (концентрация около 3%). Анализ дискретных спектров времен релаксации (табл. 15) показывает, что в воздушной среде выделены три элементарных процесса релаксации напряжения. Первые два относятся к быстрой стадии соответственно физической релаксации надмолекулярных структур каучука и релаксации связей наполнитель — каучук. Третий процесс с большим временем релаксации может быть отнесен к медленной стадии химической релаксации. В воде первый процесс не выделен потому, что он протекает за время значительно меньшее, чем время наблюдения. При температурах выдержки резины от 25 до 90 °С процесс релаксации наполнителя в воде протекает значительно быстрее, чем в воздушной среде. Причем, это различие уменьшается с ростом температуры. При 110°С соотношение скоростей релаксации наполнителя в воде и на воздухе становится противоположным. Скорость химической релаксации, характеризуемой реконструкцией химических связей в пространственной структуре молекул [c.96]

Механизм формирования макроструктуры катодов при горячем прессовании в общем аналогичен традиционным прессованию и спеканию, однако все процессы протекают интенсивнее. При прессовании происходит релаксация напряжений в материале частиц, устранение дефектов микроструктуры, рост зерна, интенсивное растворение адсорбированных газов, большое значение приобретают диффузионные процессы. Сложным вопросом остается обеспечение химической чистоты материалов. [c.129]

Наиболее подробно изучена химическая релаксация напряжения резин в работах Тобольского [72]. В его исследовании в 1944 г. [72], проведенном с резинами из НК, неопрена, бутилкаучука, сополимеров бутадиена и стирола, бутадиена и акрилонитрила, было обнаружено, что в результате химической релаксации напряжение может упасть до нуля. Если исключить присутствие кислорода (в среде тщательно очищенного азота), такого изменения не наблюдается. Поскольку спад напряжения до нуля характерен лишь для неструк- [c.151]

Хотя теория деформируемого слоя оказалась непригодной для композитов, армированных стекловолокном, из-за чувствительности каучукоподобных полимеров на поверхности стекла к действию воды, тем не менее она оказывается полезной при раосмотре-нии связи между жесткими полимерами и гидрофобным волокном, подобным графиту. Свойства композита, состоящего из графита и твердого полимера, ухудшаются в основном под действием термических напряжений, так как графит имеет очень низкий коэффициент линейного Теплового расширения. В данном случае невозможно гидролитическое равновесие на поверхности раздела, которое способствовало бы снятию напряжений по химическому механизму. В то же время благодаря наличию деформируемого слоя возможна меканиЧёскАя релаксация напряжений, так как связь органических. полимеров с графитом не чувствительна к воздействию воды. [c.38]

Теория, предложенная Плюдеманом [34, 38], включает в себя основные положения теории химической связи, теории твердой поверхности раздела связанного слоя и теории деформируемого слоя (см. гл. 6). Соглаано теории Плюдемана, обратимое разрушение и воостановление напряженных связей между аппретом и стеклом в присутствии воды допускают релаксацию напряжений без ухудшения адгезии. [c.39]

Для высоконагруженных агрегатов и изделий, предназначенных для различных отраслей машиностроения — тепловой энергетики, химического и транспортного машиностроения, технологического оборудования и т. д.— в ус.товиях эксплуатации реализуются различные сочетания режимов теплового и механического нагружений (рис. 1, А—Е). При этом уровень нагрузок и температур достигает величин, вызывающих в опасных зонах выход материалов за пределы упругости, а их циклическое изменение определяет малоцикловый характер процесса циклического упругоиластического деформирования, сопровождающийся эффектами ползучести и релаксации напряжений, приводящих к разрушению малоциклового характера. [c.36]

Проблема создания жаропрочных материалов, по-видимому, никогда не потеряет своей актуальности ввиду i6ypHoro развития новых отраслей техники. Пока мы, пользуемся ограниченными сведениями о взаимодействии атомов примесей с несовершенствами структуры кристаллической решетки при высоких температурах и о механизме процессов ползучести и релаксации напряжений. Продолжаются интенсивные исследования по изучению закономерностей физико-мехацических и химических свойств жаропрочных. сплавов при изменении их химического состава и структурного состояния. [c.116]

При объяснении полученных результатов Страуманис и др. исходили из влияния состава на коэффициент термического расширения твердого раствора. С повышением содержания индия коэффициент термического расширения раствора его в золоте увеличивается. Поскольку при затвердевании сплава образовывались химически неоднородные кристаллы твердого раствора, при последующей термической обработке или медленном охлаждении в кристаллах возникали внутренние напряжения. Периферийная зона кристаллов, содержавшая больше индия, уменьшалась в объеме при охлаждении сплава в большей мере, чем центральные участки, в результате чего в ней создавались напряжения растяжения. В этом отношении состояние периферийной зоны сходно с жидкостью, находящейся под отрицательным давлением [246]. По мнению авторов [369], релаксация напряжений осуществляется путем образования вакансий, которые во время длительной выдержки диффундируют к стокам и образуют микропоры. На основании этой модели они вычислили объем образующихся пор и получили результаты, по порядку величины близкие к экспериментальным. В сплавах системы d — In, в которых коэффициенты термического расширения мало чувствительны к составу, поры не образуются [369]. [c.112]

Релаксация (ослабление, уменьшение) Процесс самопроизвольного частичного или полного возвращения физико-химической системы в равновесное состояние. Релаксация напряжений - процесс самопроизвольного уменьшения напряжений в упругонапряженном твердом теле (металле, сплаве) в условиях сохранения неизменными линейных размеров тела [c.344]

В вулканизованном каучуке, в котором протекают химические реакции с разрывом сетки, скорость реакции в большинстве случаев описывается уравнением dNidt = —kN, где N — число цепей, выдерживающих, нагрузку в течение некоторого времени t. Показать, что релаксация напряжений описывается уравнением [c.85]

Сопоставим изменение констант скоростей процесса релаксации двух резин на основе СКН-18 + наирит Б и СКН-40 при действии на них масел — полиэфирного Б-ЗВ и полисилоксано-вого ПЭС-С-1. Изменение массы обеих резин в масле Б-ЗВ положительно (рис. 61), т. е. резины в этом масле набухают, увеличивая размеры образца. В масле ПЭС-С-1 масса обеих резин уменьшается, что связано с вымыванием части составляющих резину ингредиентов и соответствующим уменьшением размеров образца. На рис. 62 представлена температурная зависимость логарифмов констант скоростей химической релаксации, рассчитанных из кинетических кривых накопления остаточной деформации и релаксации напряжения при старении указанных резин Б соответствующих маслах. В случае, когда система [c.93]

Силиконовые и уретановые каучуки и резины на их основе подвергаются в воде гидролитическому разрушению [41]. Резины, подвергающиеся химическому воздействию воды при соответствующей температуре, не могут применяться для изготовления водостойких уплотнителей. При физическом взаимодействии резины с водой работоспособность и долговечность уплотнителей зависит от скорости процесса релаксации напряжения в резине. Учитывая, что вода оказывает действие на ослабление адгезионных связей сажа — каучук, при оценке процесса релаксации резин в воде следует особо учитывать процесс релаксации наполнителя, связанный с сажекаучуковой компонентой, в [c.95]

Механические свойства П.— колшлекс свойств, определяющих их поведение при действии механических сил. Для П. характерны 1) сильно выраженные релаксационные св-ва, проявляющиеся в запаз-дыва]1ии деформации и релаксации напряжения 2) двойственная природа упругости обычная упругость, характерная для твердых тел, и высокоэластическая 3) влияние мол. ориентации на прочность 4) большая роль физико-химич. процессов в нестабильности механич. св-в (действие агрессивных сред, процессы старения) 5) активирующее влияние механич. сил на химич. процессы в П., приводящее к изменению их структуры и развитию явлений утомления. П., кроме того, обнаруживают два вида необратимой деформации при малых напряжениях молекулярный механизм течения в общих чертах тот же, что и для обычных жидкостей (диффузионный) при больших— наблюдается химическое течение. К основным механич. св-вам П. относятся деформационные, прочностные и фрикционные. [c.17]

Развитие процессов разрушения композита при действии постоянной растягивающей нагрузки в общем случае определяется наряду с такими микромеханизмами, как разрушение отдельных волокон и отслоение их от матрицы, еще и процессами ползучести и релаксации напряжений в матрице, а также процессами разупрочнения компонентов и их связи как в результате физико-химического взаимодействия, так и в результате накопления повреждений на y6MHKpo fpyKTypnoM уровне. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...