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| 热塑聚合物材料的微观结构-纤维化和微型孔 |
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热塑聚合物材料的微观结构-纤维化和微型孔尽管平面应力和平面应变的定义非常清楚，但是伴随断裂过程的应力场却无法准确定义，围绕裂纹尖端，这些应力场不断变化。通常情况下，说某个应力状态是以平面应力或平面应变为主更为准确一点。平面应力和平面应变范围受试样的尺寸、裂纹的长度和截面的厚度等因素的影响。一般来说，薄片试样的延性断裂主要由平面应力所致，而较厚的板状试样的断裂则主要由平面应变所致。但是，厚度并不是***//的判定标准，因为材料对塑性形变的阻力以及位于裂纹尖端形变区的几何尺寸对约束情况有很大的影响。因此，即便是在很薄的薄片试样中，晶体解理本质上说是平面应变断裂。 聚合物的冷拉伸 在很多“同质”的热塑性聚合物中，也会发生均匀形变，形成颈缩、发生断裂。“同质”是指材料不包括那些可在早期形变阶段导致空洞形核的微结构特征。聚合物的微观形变过程和金属差异很大，其原因是两种材料的微观结构以及原子间的结合方式不同。聚合物具有大分子量、共价键连接的高分子链特征，意味着由剪应力和拉伸应力造成的形变过程会涉及分子的逐步解缠结。 分子的旋转和解缠结使材料中分子的排列平行于拉伸的方向，这就产生一种称为“冷拉伸”或“取向强化”的现象。在某些聚合物中，特别是热塑性半晶体材料，在断裂前，可能会达到非常高的延伸率。形变行为不仅取决于一系列的测试和环境变量，而且取决于分子量及其分布的情况。 在单向拉伸试验中“冷拉伸”过程中出现的一系列变化的示意图。经过均匀形变***初阶段之后，材料上出现了颈缩，之后颈缩区域的横截面积会发生很大程度的缩小。形变过程继续进行，主要是通过颈缩区域在大致恒定的载荷作用下，沿着试样长度方向的延伸。当延伸过程完毕后，导致进一步形变的加载很快增加。***终的断裂主要是由于纤维化和微型孔穴的形成造成的。
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