Meghatározása mechanikai szilárdsága szilárd dielektrikumok - studopediya

C o m o e a b a s t -oznakomitsya meghatározására olyan módszert a határértéket a mechanikai szilárdság nyúlás dielektrikumok például szigetelő papírpép; elemezze a jellemzői a fenti közleményt a vastagsága és sűrűsége a természetes polimer (kábel, és a kondenzátor papír); hatását vizsgáljuk a nyersanyag és jellemzői a gyártási ciklus az anyag annak szilárdsági paraméterek.

Amikor kiválasztunk egy kemény anyagból a gyártásához az elektromos szigetelést vagy más elektromos készülékek kell töltenie megértése ne csak a villamos tulajdonságait a dielektromos, hanem a széles körű a fizikai tulajdonságai, különösen a mechanikai szilárdság.

Mechanikai szilárdság - tulajdonsága a test, azzal jellemezve, a képességét, hogy ellenálljon degradáció által okozott mechanikai erők. A kvantitatív értékelést a számos funkciót bevezetni. Az egyik ilyen jellemző a értéke stressz mely körülmények között adatminta roncsolódik. Ez a mennyiség az úgynevezett szakítószilárdsága vagy törés a stressz. Törőszilárdság lehet meghatározni a különböző típusú törzseknek: húzó, nyomó, hajlító, stb (rendre meghatározzák a szakítószilárdság, tömörítés és a hasonlók). Mechanikai igénybevétel az aránya a deformáló erő, amelyet a vizsgálati mintát, hogy a terület annak keresztmetszeti alakja: # 963; = F / S.

A nagysága törés stressz mellett az anyagi tulajdonságok függ a hőmérséklettől és működési idő a deformáló erő, a deformáció sebesség, a mérete és alakja a vizsgálati minta anyag. Ezért, amikor összevetjük az erőssége különböző anyagok törési feszültségét értékek szükségesek ahhoz, hogy a meghatározás e mennyiség azonos feltételek mellett. A második mechanikai jellemzője az anyag maximális törzs, növekvő időeltérés - a maximális relatív alakváltozás. Relatív alakváltozás az aránya az alakváltozás nagysága az eredeti a minta hosszának, százalékban kifejezve: # 916; l / L0. Ez a paraméter is függ, hogy milyen típusú és alakváltozási sebesség, a hőmérséklet és az anyag szerkezetét.

Amikor a vizsgálat szakító anyagok (vagy kompresszió) végezzük építési alakváltozás görbét, amely a függőség a törzs a relatív alakváltozás (22. ábra).

22. ábra. Az egyszerűsített mechanikus deformáció görbe Szilárd

Alakváltozás görbe számos speciális területeken:

1. Uchastokuprugoy deformáció. amelyen van egy reverzibilis deformáció az anyag, lineárisan növekszik az intézkedés alapján a külső terhelés és engedelmeskedünk Hooke-törvény;

2. Uchastokplasticheskoy deformáció (vagy előremenő), amelyben az intézkedés alapján enyhe növekedését törzsben fordul elő észrevehető legnagyobb műanyag (irreverzibilis) deformációs feszültség érték, amelynél egy áramlási részét nevezzük plaszticitás határa az anyag (SPL) mutató;

3. Telek előhasító deformáció, majd elpusztítása anyagi integritását. A maximális feszültség értéke a minta, amely szakadás következik be van említett szakítószilárdság (SPR).

A forma és a konkrét formában alakváltozás görbe határozza meg a mechanikai tulajdonságai a különböző anyagok. Mivel a lejtőn dőlés rugalmas deformációt rész (1) függ a rugalmassági modulus értékeket (Young-modulusz). Minél nagyobb a modulus, annál nagyobb a feszültség létrehozásához szükséges anyagi elérni ugyanazokat az értékeket a deformációk. Anyagok, amelyek nagy mechanikai igénybevételnek is kissé rugalmas alakváltozás nevezzük merev. Példák a merev anyagok, szolgálhatnak a kristály szerkezete anyagok - fémek, üveg, kerámia, bizonyos típusú polimerek és dr.Naoborot, ha a kis feszültségek okoznak jelentős nagysága a minta deformációja, például egy elasztikus anyag. és amikor nyúlása igen nagy értékû (akár többször is) - nagyon rugalmas (23. ábra).

Ábra 23. Strain görbék kemény (1), rugalmas (2) és egy elasztomer (3) Anyag

A merev műanyagból deformáció része (2) van vagy gyengén fejeződik ki vagy nincs jelen (a törékeny anyagok). Anyagokat, amelyekben vannak jelentős képlékeny, amikor nincs nagy mechanikai terhelés, az úgynevezett képlékeny (vagy puha). Ilyen anyagok közé tartoznak az amorf szerkezet az anyag: az bizonyos fémek (ólom, stb), Számos polimer. törés része (3) van egy szerkezeti átrendeződés az anyag mellett rendkívül nagy mechanikai feszültségek, ott előfordulhat még egy keményedő anyag.

A mechanikai tulajdonságait szilárd szerves dielektrikumok (különösen polimerek,) határozza meg a kémiai természete az anyag molekulák, erőssége kémiai kötések a saját ereje és intermolekuláris kölcsönhatása molekulák egymással. Szakítási rideg polimerek, a relatív alakváltozás kisebb, mint egy százalékkal, és gumiszerű fejlesztése során deformációk a rugalmas láncú polimer - akár több száz százalék. cellulóz makromolekulák poluzhestkotsepnym.

Ahhoz, hogy értékelje a szakítószilárdsága az anyag számított elméleti szilárdsága. A mechanikai szilárdsága a polimer, kísérletileg határozzuk meg például a feszültség, ami megsemmisítése a minta, sokszor kisebb, mint az elméleti határ. Ez a különbség annak köszönhető, hogy a jelenléte a polimer szerkezetben valódi hibák társított anyag gyártási technológia és a hibák megjelent eredményeként a gyártási és vizsgálati minta a vizsgálat alatt is. felületi hibák fordulnak elő leggyakrabban a minták előállítását. Ezek a legveszélyesebb. Ennek oka az erősségének csökkentésére az a minta nem az, hogy a hiba csökkenti a tényleges keresztmetszetű (hiányosság rendszerint mérhetetlenül, kicsi összehasonlítva azzal a minta vastagságát), és hogy a tetején a hiba koncentrált további belső túlfeszültség. A hiba égetőbben vertex, a nagyobb koncentráció feszültségek. Ebben az esetben a hatása alatt felesleges stressz hiba képes növekedni, mivel a törés során intermolekuláris kötések.

Minél finomabb a minta, annál kisebb a felülete, ezért kisebb a valószínűsége, hogy találnak egy hiba benne. Ezért nagyobb nyomás vastag minták töréséhez szükséges vékony mintákban. Azonban, vékony mintákban bővülő eloszlás görbe (szórás) szilárdsági értékek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy még egy kis hiba a vékony minta lehet sokkal veszélyesebb, mint a nagy és jelentős mértékben csökkenti az erejét.

Deformáló minta, összegezzük, hogy ez a mechanikai energia, amely tárolja az anyagot a rugalmas energia. Ha ez az energia elegendő ahhoz, hogy megtörje a mintát, majd a legveszélyesebb mikro-hibák kezdenek kialakulni repedés, amely azután kitágul, elosztjuk a minta részekre. Ez a fő, vagy ahogy mondják, a fő repedés.

A folyamat során a repedés növekedése tárolt energia a mintában töltött két irányban. Először megy a kialakulását egy új felületet. Másodszor, a fordított energia a mozgó különböző eljárások a szerkezeti elemek a repedés pályamozgás. A mozgás a szerkezeti elemek okoz energiaelnyelő miatt a belső súrlódás és mozgassa hővé. A legegyszerűbb esetben a megsemmisítése a teljes hiánya energiaelnyelés, amikor a teljes mintát tárolt energia a kialakulását egy új felületet.

Az elmélet a pusztulása anyagok, amelyekben a törési energia csak a kialakulását egy új felületet az úgynevezett Griffith elméletét. Ismeretes, hogy a legkevésbé törzs, ami a megsemmisítés megfigyelhető a polimer, amikor áthalad egy üveges rideg állapotúvá. Ebben az állapotban, a mozgás a szerkezeti elemek a legkisebb, és ebből következően, a minimális energia disszipációs és a hő formájában. Ezért az elmélet Griffith gyakran nevezik az elmélet rideg törés.

Összhangban az elmélet ridegtörés szakítószilárdsága

feszültség (tömörítés) lehet kiszámítani:

ahol # 945; - a fajlagos energiája a felületen bekövetkezett nyúlás;

E - rugalmassági modulus (Young modulus); l0 - hossz microdefect.

Ez a képlet írja le helyesen a minták száma, különösen a befolyása a hiba mélysége (vagy speciálisan vágott) a tartósság.

Összetett szupramolekuláris szerkezete szerves polimerek vezet a létezését microdefects változó súlyosságú, amelyek véletlenszerűen vannak elosztva az anyag térfogata. Így, különböző anyagok jellemzi a különböző mechanizmusok a repedések kialakulásának.