Материал: Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов

ПРЕДИСЛОВИЕ

13 книге рассматриваются матричные композиты, наполненные изометрическими частипамп шаровой формы, промышленными ана­ логами которых, можно считать резины различного назначения, по­ лимеры, содержащие зернистые наполнители, твердые ракетные то- 11,чина и т. и. Механические споИстпа указанных материалов, нссмо- 11>я на их широкое промышленное и бытовое использование, вряд ли можно считать достаточно познанными, Эго обстоятельство часто создаст значительные помехи при разработке новых материалов с заданными механическими свойствами, требует постановки большо­ го количестна э к сиеримемтоп и кс всегда приводит к положительным результатам.

Понимание природы и значимости внутренних механизмов, фор­ мирующих эффективное поведение, становится одно1 из задач пер­ востепенного значения. Структурно*механические исследования как разновидность материаловедчсскоП науки призваны устанавливать и объяснять снизь ниутрен них (микроскопических) механизмов, воз­ никающих при деформировании материала, с его макроскопическим (эффективным, служебным) механическим поведением. Понимание такоН связи помогает разработчикам новых материалов еще до по­ становки экспериментов проектировать их структуру под заданные требования, что сокращает время отработки н уменьшает затраты па опытную проверку и освоение производства.

Структурную механику можно рассматривать и как теоретичес­ кую базу для построения континуальных («[щпомеиолотчсских) ме­ ханических моделей, используемых в конструкторской деятельно­ сти.

Композиты в монографии рассматриваются как некоторые ие­ рархически построенные системы с достаточно четко выраженны­ ми размерными уровнями. Каждый уровень характеризуется своим

способом представлении свойств и характером синаи со смежными структурными уровнями. Изложение материала » основе своей от­ ражает эту -схему.

Монография содержит итоги исследовании, (наполненных кол­ лективом авторов в Институте механики сплошных сред Урал1*скоп> отделения Российской академик наук о течение последних 16 лет.

В. В. Моими

ВВЕДЕНИЕ

Н . 5Г. М о ш е к

Дисперсно наполненные (и дальнейшем зернистые) композиты хлрпкгеризуюгея весьма сложным механический поведением, кото­ рое обусловлено различными по природе обратимыми и необрати­ мыми структурными изменениями, всегда сопутствующими дефор­ мированию этих материалов. 1Внастоящее время можно указать по крайней мере лят(> таких механизмов.

1Гаиболее изучена изменчивость, обуслонлсииая вязкоупругими свойствами полимерно!! матрицы. Источником се является молеку­ лярное трение, интенсивности которою изменяется в широких пре­ делах и заииспмости ох химической природы полимера и его тем­ пературы. При температурах, значительно превышающих темпера* туру стеклования полимерной матрицы, и при наличии в ней пла­ стификатора влияние собственной вязкости матрицы (особенно для эластомеров) может оказать»! слабым.

Хорошо изпостен так называемый эффект Маллииза. Его сущ­ ность заключается п том, что при деформировании внутри поли­ мерных матриц и на границе их скрепления с частицами наполните­ ля возникают микроскопические повреждения либо как нарушения молекулярных сеток (л случае эластомеров), либо как более круп­ номасштабные внутренние разрывы полимерной матрицы, либо кок отслоения ее от частиц наполнителя, в большинстве случаев сопро­ вождаемые порообразованием. Нарушение сплошности усиливается с деформацией, приводя к заметному размягчению композиционных материалоп. Накопленная повреждешюсти такого типа иоент в зна­ чительной мере необратимый характер. Хотя эффект Маллииза из­ вестен с начала 20-х годов, достаточно разработанных феноменоло­ гических описаний его, учитывающих кинетику явлении, наскодьхо нам известно, не создано.