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橡胶颗粒的重要作用是什么? 1

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橡胶颗粒有一个重要作用,那就是引发剪切带的形成。剪切带可以使基体剪切屈服,并吸收大量形变动。剪切带通常厚度为1μm,宽度约为5-50μm。剪切带由许多不规则的线簇构成,每条线的厚度约为0.1μm。


剪切带通常位于最大分剪切应力的平面上,与所施加的张力或压力成45°左右的角度。在剪切带内,分子链有很大程度的取向,取向方向与剪切力和拉伸力合力的方向一致。

剪切带不仅是消耗能量的重要因素,还可以终止银纹的发展,使其不会发展成破坏性的裂纹。此外,剪切带还可以改变已存在的小裂纹的方向或终止裂纹的扩展。

银纹和剪切带之间有三种可能的相互作用方式(见图4-6):①银纹遇到已存在的剪切带而得以愈合或终止,这是因为剪切带内的大分子链取向限制了银纹的发展;②在应力高度集中的银纹尖端引发新的剪切带,新产生的剪切带又终止了银纹的发展;③剪切带使银纹的引发和增长速率下降,并改变了银纹的动力学模式。

总的结果是促进银纹的终止,大幅度提高材料的强度和韧性。

关于银纹化和剪切屈服所占比例的决定因素主要有以下几点。

①基体的性质:脆性的基体有利于银纹的产生,而基体的韧性越大,剪切成分所占比例就越大。

②应力场的性质:一般来说,张力会增加银纹的比例,而压力会增加剪切带的比例。图4-7展示了双轴应力作用下聚甲基丙烯酸甲酯的破裂包络线。第一象限表示双轴应力都是张力的情况,此时形变主要是银纹化。第三象限表示双轴应力都是压力,此时仅发生剪切形变。在第二和第四象限内,剪切和银纹的破裂包络线相互交叉,使银纹和剪切两种机制同时存在。

③形变速率:形变速率越大,银纹所占比例越高。
 
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