Breukanalyse van polymeermaterialen
Inleiding
Polymermaterialen zijn een nieuw type bouwmateriaal dat veel wordt gebruikt vanwege zijn uitstekende chemische en fysische eigenschappen.scheuren of breuken kunnen optreden door onredelijk ontwerp of gebruikVolgens de classificatie van het breukmechanisme kan de breukmodus in vele soorten worden onderverdeeld en behoort vermoeidheidskraak/breuk tot een van deze soorten.

Breukanalyse van polymeermaterialen is een van de belangrijke methoden om het falen van polymeermaterialen te analyseren.De analyse van breuken is van groot belang voor het onderzoek en de ontwikkeling van materialenDoor het te analyseren om het principe te vinden en het mechanisme te begrijpen, kan het de kwaliteit van het product verbeteren, het proces verbeteren of een rol spelen bij het beoordelen van de verantwoordelijkheid.Breuk verwijst naar het fenomeen dat het materiaal willekeurig wordt gebroken door externe krachten en in twee of meer delen wordt gescheidenHet oppervlak of de dwarsdoorsnede na een breuk wordt de breuk genoemd.de aard en oorzaak van de storing van polymeermaterialen kunnen worden onderzochtDe analyse van de morfologische kenmerken van breuken is een van de belangrijke methoden voor het onderzoek van polymeermaterialen.het geleidelijke kraken van polymeermaterialen verloopt in drie fasen: scheuringen, stabiele uitbreiding en snelle uitbreiding.

Breukanalyse van polymeermaterialen

Fracturatieprincipe
De plastische vervorming van polymeermaterialen wordt veroorzaakt door de diepe moleculaire structuur.de wederzijdse invloed van de uitbreiding van de holtes en de plastic spanning zal het breukproces ingewikkeld makenDe plastic vervorming door glijden in eenvoudige polymeerkorrels kan niet voorkomen zoals bij metalen korrels.
Klassificatie van breuken
De breuk van polymeermaterialen wordt onderverdeeld in broze breuk en ductiele breuk.De vervorming van het monster vóór de breuk is gelijkmatig, waardoor de scheur van het monster snel het vlak loodrecht op de spanningsrichting doordringt.en de ductielfractuur wordt veroorzaakt door de scheerspanningscomponent.
Analysemethode
1. Macroscopische waarneming

Gebruik met het blote oog of een vergrootglas om bij lage vergroting te observeren.De vergroting is minder dan 50 keer., in het algemeen ongeveer 10 keer, waarmee de ruwheid van het breukoppervlak, de kenmerken van het begin van de scheur, de uitbreiding en de uiteindelijke breukzone kunnen worden waargenomen,en om de scheurrichting te bepalenDeze methode wordt gewoonlijk gebruikt om informatie te verzamelen voor verdere optische microscoopobservaties.Bij de waarneming met een lage vergroting is alleen vereist dat het breukoppervlak schoon en vrij is van verontreiniging.

2. Optische microscoop observaties
De meest gebruikte optische microscoop is een stereomicroscoop.een optische microscoop kan worden gebruikt om rechtstreeks te vergroten en te observerenDaarnaast gebruiken analisten meestal optische microscopen met lage vergroting om foto's van de gehele breuk te maken om meer uitgebreide en gedetailleerde fracturinformatie te verkrijgen.en ook basisinformatie voor de volgende microscopische observatie.

3. Scanning electronenmicroscoop observatie
De scanning elektronenmicroscoop is een methode van microscopische waarneming. De vergroting kan duizenden of zelfs tienduizenden keren bereiken.Het wordt gewoonlijk gebruikt in combinatie met een energiespreidspectrometer (EDS)In de fracturanalyse heeft het hoofdzakelijk twee toepassingen: morfologische waarneming en micro-componentenanalyse.een bepaalde dikte geleidende materialen zoals goud en platina moeten op de breuk worden gespoten voordat de scanning wordt waargenomenOm brandwonden op het breukoppervlak te voorkomen, moet bovendien de waarnemingsspanning worden gereguleerd; in het algemeen is 5-15Kv geschikt.Wanneer de energiespreidingsspectrometer de componenten analyseertDe specifieke selectie kan gebaseerd zijn op de werkelijke behoeften.

Scanning-elektronenmicroscoopobservatie

(scanelektronenmicroscoop/SEM)

De bovenstaande drie waarnemingsmethoden zijn in een progressieve relatie in termen van proces, eerst lage vergroting en vervolgens hoge vergroting, eerst macroscopisch en vervolgens microscopisch.De bovenstaande analysetechnieken worden vaker gebruiktNaast deze analysetechnieken kunnen ook metallografische microscopen, transmissie-elektronenmicroscopen enz. worden gebruikt voor observatie.

Morfologie van de breuk
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 researchHet is over het algemeen onderverdeeld in spiegelgebied, geribde morfologie, boogstreeplijn en spanningsblekingsgebied.
(1) Spiegelgebied
Het spiegelgebied wordt gevormd door de uitbreiding en het scheuren van scheuren langs één of enkele zilveren strepen.De groei van zilveren strepen hangt af van het proces van de oriëntatie transformatie van de polymeerketen op de grens van willekeurige spoelen naar het midden van de zilveren streepDoor de lagere laadsnelheid en de hogere testtemperatuur is de groei van de zilveren streep voldoende.
(2) Rib-achtige morfologie
De rib-achtige morfologie bestaat uit afwisselende ruwe banden en gladde banden, met de ruwe band voor en de gladde band achter; de ruwe band bestaat uit vele ongelijke kleine vlakken,en zilveren strepen kunnen meestal worden waargenomen op de gladde band.
(3) boogvormige strepen
Boogvormige strepen zijn de morfologische kenmerken die achterblijven bij de uitbreiding van scheuren, het stoppen van scheuren en het opnieuw opstarten van scheuren wanneer het polymeermateriaal breekt.Het verlagen van de testtemperatuur en het verhogen van de belasting leiden vaak tot een afname van de afstand van boogvormige strepen op de doorsnede van het polymeermateriaal.
(4) Stress-witte zone
De spanningsbleekzone is het gebied van plastic vervorming van het polymeermateriaal.Het is het resultaat van zilveren strepen of scheeropbrengst van het polymeermateriaal onder invloed van externe krachtenDe morfologie van het oppervlak van de perifere breuk is vaak vezelmorfologie, micro-putten en parabolische patronen.