1
УДК 539.3
Кинетика зарождения локальных микродефектов
при квазихрупком разрушении полимеров
и композитов на их основе
© А.А. Валишин
1,2
, Т.С. Степанова
1
1
Московский государственный университет тонких химических технологий
им. М.В. Ломоносова, Москва, 119571, Россия
2
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Статья посвящена образованию и накоплению локальных повреждений в зоне вы-
нужденной эластичности перед фронтом трещины разрушения в полимерах и ком-
позитах на их основе. Описан механизм образования микрополостей перед фронтом
трещины, а также механизм распада слабых узлов несущего каркаса материала.
Получено кинетическое уравнение распада слабых узлов несущего каркаса и рассчи-
тано время распада узла.
Ключевые слова:
полимеры, композиционные материалы на основе полимеров, тре-
щина, зона вынужденной эластичности.
Введение.
Настоящая статья является продолжением и развитием
работы [1], в которой показано, что в температурном диапазоне от тем-
пературы хрупкости до температуры стеклования в стеклообразных
аморфных полимерах впереди трещины разрушения появляется зона
неупругой вынужденно эластической деформации, которая выше тем-
пературы квазихрупкости вырождается в крейз.
Механизм образования микрополостей перед фронтом трещи-
ны.
По данным фрактографических исследований поверхности изло-
ма разрушенных образцов, впереди трещины разрушения происходит
разрыхление полимерного вещества — своего рода подготовка к раз-
рушению. Это проявляется прежде всего в образовании и накоплении
перед фронтом трещины множества микрополостей и вторичных суб-
микротрещин. Поэтому фронт трещины разрушения продвигается как
бы через предварительно подготовленную среду, насыщенную микро-
повреждениями. Эти локальные повреждения имеют флуктуационное
происхождение, являются следствием флуктуаций теплового движения
и сами участвуют в тепловом движении, обладая некоторой подвиж-
ностью и как бы диффундируя навстречу трещине. Поэтому концен-
трация локальных повреждений особенно велика в непосредственной
близости от фронта трещины и по мере удаления от него убывает.
Локальные микроповреждения интенсивно образуются на медлен-
ной, флуктуационной, «спокойной» стадии развития трещины. Фрак-
