ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
26
ная эластическая деформация и появляется зона вынужденной эла-
стичности, размеры которой сокращаются с уменьшением локальной
температуры, и при температуре
хр
T
зона стягивается к клюву тре-
щины. Поэтому при температуре ниже температуры хрупкости тре-
щина растет по механизму хрупкого разрушения без зоны вынуж-
денной эластичности. По достижении температуры квазихрупкости
кхр
T
в зоне вынужденной эластичности появляется собственная
структура: материал зоны расслаивается на тяжи, разделенные между
собой, и зона преобразуется в крейз (трещину серебра). Для справки
приведем значения температуры
хр
T
,
кхр
T
,
с
T
для двух полимеров [1]:
ПММА
хр
T
= –29
С,
кхр
T
= 52
С,
Т
с
=100
С;
ПЭТФ
хр
T
= –20
С,
кхр
T
= 45
С,
Т
с
= 80
С.
Если локальная температура выше температуры
хр
T
или стано-
вится таковой в процессе медленного подрастания трещины, перед ее
фронтом появляется зона вынужденной эластичности, и трещина
прорастает через нее, одновременно двигая ее вперед.
Для аморфных полимеров, таких как ПММА, ПС, ПЭТФ и дру-
гих, ниже температуры стеклования
Т
с
выделяют три прочностных
состояния: хрупкое, квазихрупкое и нехрупкое (вязкоупругое) [1].
Они разделяются температурами хрупкости
хр
T
и квазихрупкости
кхр
T
.
В каждом состоянии распространение трещины имеет свою
специфику, что отражено в названиях трещин: хрупкая, квазихрупкая
и крейз. Ниже значения
хр
T
реализуется хрупкая трещина без эласти-
ческой зоны, в диапазоне значений
хр
T
…
кхр
T
перед фронтом трещи-
ны появляется зона вынужденной эластичности, а выше значения
кхр
T
она преобразуется в крейз и трещина прорастает через него за
счет накопления в тяжах повреждений и их последующего разрыва.
В работе [10] отмечается, что для развития в пластичных мате-
риалах (в первую очередь в металлах) хрупкого или нехрупкого раз-
рушения важную роль играет скорость трещины. Пока скорость мала,
пластическая деформация успевает развиться и трещина растет через
пластическую зону. Когда скорость достигает достаточно большого
значения, пластическая деформация не успевает развиться за трещи-
ной и наступает хрупкий разрыв, который затем может снова превра-
титься в пластический, если освобождающейся упругой энергии ока-
жется недостаточно для обеспечения нужной скорости трещины.
Этот релаксационный фактор еще в большей степени проявляется в
полимерах, которые в отношении механических свойств являются