Analiza pęknięć materiałów polimerowych
Podstawowe wprowadzenie
Materiały polimerowe to nowy rodzaj materiału konstrukcyjnego, który jest szeroko stosowany ze względu na doskonałe właściwości chemiczne i fizyczne.mogą wystąpić pęknięcia lub pęknięcia z powodu nieuzasadnionej konstrukcji lub użyciaZgodnie z klasyfikacją mechanizmu pęknięcia, jego tryb pęknięcia można podzielić na wiele typów, a pęknięcie/pęknięcie z powodu zmęczenia należy do jednego z nich.

Analiza pęknięć materiałów polimerowych jest jednym z ważnych sposobów analizy awarii materiałów polimerowych.Analiza pęknięć ma wielkie znaczenie dla badań i rozwoju materiałówAnalizując go w celu znalezienia zasady i zrozumienia mechanizmu, może poprawić jakość produktu, poprawić proces lub odegrać rolę w ocenie odpowiedzialności.Złamanie odnosi się do zjawiska, w którym materiał jest losowo łamany przez siłę zewnętrzną i oddzielony na dwie lub więcej częściPowierzchnia lub przekrój po złamania nazywany jest złamania.można badać charakter i przyczynę awarii materiałów polimerowychAnaliza cech morfologicznych pęknięć jest jedną z ważnych metod badań materiałów polimerowych.stopniowe pękanie materiałów polimerowych przechodzi trzy etapy: rozpoczęcie pęknięcia, stabilna ekspansja i szybka ekspansja.

Analiza pęknięć materiałów polimerowych

Zasada złamania
Deformacja plastikowa materiałów polimerowych jest spowodowana głęboką strukturą molekularną.Wzajemny wpływ rozszerzenia próżni i plastiku komplikuje proces złamania.Deformacja tworzyw sztucznych spowodowana poślizgiem w prostych ziarnach polimerowych nie może wystąpić tak samo jak w ziarnach metalowych.
Klasyfikacja złamań
Złamanie materiałów polimerowych podzielone jest na złamanie łamliwe i łamliwe. Łamanie jest zawsze związane z elastycznością materiału w esencji.Deformacja próbki przed złamaniem jest jednorodna, powodując, że pęknięcie próbki szybko przenika w płaszczyznę prostopadłą do kierunku naprężenia.i złamanie łącznikowe jest spowodowane przez składnik naprężenia cięcia.
Metoda analizy
1. Obserwacja makroskopowa

Użyj gołego oka lub szkła powiększającego do obserwacji przy niskim powiększeniu.Jego powiększenie jest mniej niż 50 razy., zazwyczaj około 10 razy, które można wykorzystać do obserwacji szorstkości powierzchni pęknięcia, charakterystyki początku pęknięcia, rozszerzenia i końcowej strefy pęknięcia,i określić kierunek pęknięcia, lokalizacja źródła pęknięcia, rodzaj i poziom obciążenia itp. Zazwyczaj ta metoda jest stosowana do zbierania informacji do dalszych obserwacji mikroskopem optycznym.Obserwacja o niskim powiększaniu wymaga jedynie, aby powierzchnia pęknięcia była czysta i wolna od zanieczyszczeń.

2Obserwacja mikroskopem optycznym
Najczęściej stosowany mikroskop optyczny to mikroskop stereo.Mikroskop optyczny może być używany do bezpośredniego powiększania i obserwacjiPonadto analitycy zazwyczaj używają mikroskopów optycznych o niskim powiększaniu do robienia zdjęć całego złamania, aby uzyskać bardziej kompleksowe i szczegółowe informacje o złamaniach.i dostarczają podstawowych informacji do następnej obserwacji mikroskopicznej.

3Obserwacja mikroskopem elektronicznym.
Mikroskop elektronów skanujących to metoda obserwacji mikroskopowej, której powiększenie może sięgać tysięcy lub nawet dziesiątek tysięcy razy.Zazwyczaj jest stosowany w połączeniu z spektrometrem rozpraszającym energię (EDS)W analizie złamań ma głównie dwa zastosowania: obserwację morfologiczną i analizę komponentów mikro-obszaru.przed badaniem skanującym na pęknięcie musi zostać spryskano materiały przewodzące o określonej grubości, takie jak złoto i platyna.Ponadto, aby zapobiec oparzeniom na powierzchni złamań, należy kontrolować napięcie obserwacyjne, ogólnie 5-15Kv jest odpowiednie.W przypadku, gdy spektrometr rozpraszający energię wykonuje analizę składników, można zastosować trzy formy skanowania punktowego, skanowania liniowego i skanowania powierzchniowego.

Obserwacja mikroskopem elektronicznym skanującym

(mikroskop elektroniczny skanujący/SEM)

Powyższe trzy metody obserwacji są w progresywnym związku pod względem procesu, najpierw niskim powiększaniem, a następnie wysokim powiększaniem, najpierw makroskopowym, a następnie mikroskopowym.Powyższe techniki analizy są częściej stosowaneOprócz tych technik analitycznych, do obserwacji można również wykorzystać mikroskopy metalograficzne, mikroskopy elektroniczne transmisyjne itp.

Morfologia złamań
The quantitative relationship between the characteristic parameters of the fracture surface morphology of materials and the mechanical properties of materials is widely used in the fields of material fracture research, analiza awarii oraz badania i rozwój nowych materiałów. Jest on ogólnie podzielony na obszar lustrzany, morfologię żebrową, linię linii łukowej i obszar wybielania naprężenia.
(1) Powierzchnia lusterka
Powierzchnia lustra powstaje w wyniku rozszerzenia i pęknięcia szczelin wzdłuż jednego lub kilku srebrnych pasów.Wzrost srebrnych pasów zależy od procesu przekształcenia orientacji łańcucha polimerowego na granicy od losowych cew do środka pasów srebraMniejsza prędkość ładowania i wyższa temperatura badań sprawiają, że czas wzrostu srebrnej paski jest bardziej wystarczający.
(2) Morfologia podobna do żebra
Morfologia w kształcie żebra składa się z przemiennych pasów szorstkich i gładkich, z pasem szorstkim z przodu i pasem gładkim z tyłu; pas szorstki składa się z wielu niezrównoważonych małych płaszczyzn,a na gładkim pasie zazwyczaj można zaobserwować srebrne pasy.
(3) Płyty łukowe
Płyty łukowe to cechy morfologiczne pozostawione przez rozszerzenie pęknięcia, zatrzymanie pęknięcia i ponowne uruchomienie pęknięcia, gdy materiał polimerowy pęka.Obniżenie temperatury badawczej i zwiększenie szybkości obciążenia często prowadzi do zmniejszenia odległości łukowatych pasów na przekroju poprzecznym materiału polimerowego.
(4) Strefa wybielania
Strefa wybielania naprężenia jest obszarem deformacji plastycznej materiału polimerowego.Jest to wynik srebrnych pasów lub cięcia materiału polimerowego pod działaniem siły zewnętrznejMorfologia powierzchni fraktury peryferyjnej jest często morfologia włókien, mikro-doły i wzory paraboliczne.