有机玻璃中的银纹现象和消除办法

人气 4549   2012-9-21 13:58

有机玻璃局部受到拉伸应力后,经过一定时间,其表面会产生许多与应力方向垂直的微形裂纹.这种微形裂纹在光线照耀下闪射出银光,故称之为“银纹”.银纹有两种形式.一种是上面所说的应力银纹,这种银纹带有方向性,垂直于应力方向,银纹较长,密度小.另一种是在溶剂作用下产生的银纹.这种银纹没有方向性,长度较短,密度较大.当然,如果有机玻璃同时受到应力和溶剂的作用,则所产生的银纹既具有应力银纹的特征,又有溶剂性银纹的特征,此时的银纹称为应力溶剂银纹.当材料受拉产生的银纹加热到玻璃化温度附近,就会自动闭合,似乎消除了,但经过一段时间冷却或受力后,银纹又会重现.

因此,用加热的方法消除应力银纹只是一种假象,实际上是不能消除掉的.溶剂浸蚀产生的银纹和使用老化后产生的银纹,用加热和加压应力的方法是不能消除或闭合的.有机玻璃银纹的产生使得投射到它上面的光散射增加,形成一片闪光,从而影响使用.银纹现象早在1950年以前彭受到人们重视.迄今人们虽然已基本弄清了其结构和性质:但仍有一些问题有待探讨,如银纹腔内有许多细丝和空穴,礁人认为银纹必然会发展成裂纹,而有人则认为银纹不足以表展成裂纹等.我们在疲劳试验中发现,试样在较高应力下试验时,只希几个或几十个循环后即出现银纹,而在较低应力下则要经过几百个或几千个循环后才出现银纹.当试样表面的银纹数省和密度很大时,疲劳断裂便会立刻发生.拉一压疲劳试验比拉拉疲劳试验出现银纹的时间要早.定向有机玻璃产生的银纹与非定向有机玻璃不同.定向有机玻璃在疲劳试验中产生的银纹时间长,且密度小,银纹长度较非定向有机玻璃要长.在疲劳载荷作用下,试样经一定的循环次数后,其表面产生银纹,随着循环次数的不断增加,银纹长度和数量相应增加.当银纹的长度和数量达到一定值时,其中必有一个或几个最具有发展条件的首先形成疲劳核,并逐渐发展成为疲劳裂纹.

可以设想,若材料没有缺陷,则裂纹必由应力发展而成.但是,材料大都存在缺陷,所以银纹不成为形成裂纹的主要因素.实践证明,有机玻璃构件在使用的头一年到两年时间内,银纹出现和发展较快,三年以后趋于稳定,没有明显增加趋势.因此,银纹的出现虽然降低了材料的强度和光学性能,但不会发展成为灾难性的事故.当然,如果银纹已发展到裂纹状态,情况就大不一样了.特别是尖端很锐的裂纹,在低应力作用下(即使在疲劳极限以下)就可以扩展.定向有机玻璃的抗裂纹扩展性比非定向有机玻璃好.

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