当前课程知识点:材料学概论 > 第10讲 高分子及聚合物材料(二) > 10.1 高分子材料性能与加工 > 10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性
好 那么下一节讲
聚合物的变形机理
和变形形态
变形机理和变形形态
那么聚合物材料的变形机理
有三个
主要是这三个
第一个变形机理是什么
由于主链上碳共价键
延伸造成的弹性变形
主链上的碳
它原来是一个
它并不是一个完全绷紧拉直的
它是团结到一块的
那么外力的作用之下
主链上碳共价键
会延伸造成弹性变形
第二个由于主链开卷
造成的弹性或塑性变形
主链开卷
第三个由于链间的滑移
造成的塑性变形
注意是链间的滑移
链间 对于热塑性聚合物来讲
它是个二次键
链间很容易滑移
那么关于滑移这一点上
跟金属的塑性变形机理
其中主要的之一是什么
是滑移
金属的滑移 金属晶体的滑移
是什么
密排面上
永远在密排方向上
always是密排方向
often是密排面
这是它之间的滑移
那么这一点跟金属相似
那么前面这两项
金属是没有的
你看第一二三
(a) 主链的碳共价键的延伸
第二个主链开卷
第三链间的滑移造成的
好 由于它有这些特点
因此热塑性的塑料
它的变形 热塑性的变形
你看弹性阶段
表现在共价键的延伸
第二个是开卷
它有塑性变形了
塑性变形你看
它既延伸了又开卷了
大家伙都变成直的了
注意 变成直的以后
它在断链以前
有一个取向强化
有一个取向强化
为什么取向强化了
第一是原来的晶态部分
起了作用
第二部分
链已经伸直了
再要再拉伸
需要的外力就比较强了
把这种效应
叫做取向强化
达到取向强化以后就发生断裂
因此我们说尼龙
在拉伸的时候
应力应变曲线
完全跟前边这张图相对应的
主链上碳共价键的延伸第一条
第二条主链开卷造成的
弹性和塑性变形
第三是链间的滑移
造成的塑性变形
注意 主链滑移造成的塑性变形
最后这一个是
是弹性变形可以说是
为什么说它是弹性变形
因为都拉直了
都拉直了
滑移也滑移完了
大家伙都取向了
产生织构了
那么强度会增加
再要是再拉伸
它就断裂了
那么这个问题讲一下
就是说球晶聚合物中
高分子经延伸变形
变为纤维晶的模式图
注意 刚才讲了
拉伸 原来团聚在一块的
原来那个卷曲的
后来它就拉伸了
拉伸完了以后它就变成
纤维晶了
变成纤维晶实际上产生
一定的织构
纤维晶 纤维晶
原来的球晶变成纤维晶
大家伙拉到一块去了
我们说一般的延伸
都会产生这种情况
我们知道金属在加工过程当中
组织上 从组织来讲
使晶粒变长 晶界变长
里面夹杂物变长
从它的微观结构来讲
产生织构 什么叫织构
特定的晶面 晶相
沿着特定的 是轧向
是拔向
那些特定的晶相
不同的晶体结构
特定的晶相
都沿着一个方向排列
都沿着一个方向排列
把叫做织构
现在的情况
它是由球晶变成纤维晶
变成纤维晶
它就变成纤维晶
纤维晶
显然它是也发生了
一定的织构的
发生一定的织构
对它的性能是有影响的
性能是有影响的
产生这种织构
或者是定向排列的情况
有好的方面也有不好的方面
我们可以利用它的好的方面
避免它的不好的方面
好的方面利用哪些
我们平常液晶显示器
我们手机或者是
电视的大屏
我们常见的有所谓的取向膜
不是取向膜偏光板 偏光片
在我们念书的(时候)搞一个
偏光显微镜
搞一个偏光片那是很难的
找萤石或者什么东西
那现在我们每一个手机
每一个电视机
起码两层偏光片
起偏检偏 起偏检偏
都是这样
因为液晶显示器用的是偏光
由于自然光变成线偏振光
就利用了单向拉伸的性质
怎么叫拉伸
聚乙烯醇
里面放一些碘分子
碘分子一拉伸
碘分子排列方向
都跟延伸方向一致
光线 自然光射下来
碘分子就把方向振动的
都吸收了
光剩下方向振动了
这不就偏振光出来了
偏振光出来了
注意同学们如果是再深入的
考虑的
什么叫自然光什么叫偏振光
什么叫圆偏振光
什么叫椭圆偏振光
什么叫做线偏振光
作为一个习题同学们考虑一下
好 那么大量的偏光片
都是这么制造的
那制造比较简单了
表面上看简单
但是工艺上比较复杂了
现在我们国内还是不太过关
大显示器表面一层偏光板
后面一个偏光片
都是这么加工
单向拉伸出来的
它的不利的地方是什么
它的不利的地方
由于它得产生织构
它的力学性能
会发生很大的变化
在有的方向是强的
在有的方向是弱的
举例子来讲
早期用的塑料桶
早期用的塑料桶
如果它开裂是在哪个方向开裂
容易
它一定是在水桶的
纵向开裂
过去有的塑料袋
有些塑料袋它是在有些方向
特别容易开裂
特别容易撕开
在有些方向上特别不容易撕开
大家伙知道
比方说榨菜 榨菜袋子
在有些方向很容易撕开
在有些方向不容易撕开
道理在什么地方
当然我水桶
不要求它在这个方向
很容易开裂
现在不是了
现在一个塑料桶来了以后
各个方向都不开了
原因在哪
就是你在加工过程当中
比方说塑料水桶
是这么冲出来的
加工方向在地方
它那个高分子间的
那个排列方向
都沿着这个方向排列
都沿着这个方向排列
就容易开裂了
如果高分子排列
它都是这个方向排列
轴向排列
它当然就解决问题了
所以这是高分子材料
在加工过程当中
有的有利的地方
有的不利的地方
一轴延伸
就容易产生这种情况
各向异性的情况
如果两轴延伸就变成
一轴延伸显然是我刚才讲的
那偏光板就是一轴延伸
就得到偏光板加上碘分子
那么如果说是水桶要它
各向同性的
显然是两轴延伸这才行
这是跟加工
跟它的分子结构
有直接的关系
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业