《粘弹性、滞弹性及高温蠕变》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粘弹性、滞弹性及高温蠕变（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无机材料物理性能无机材料物理性能 * *第四讲第四讲理理 想弹想弹 性性: :受到外力后，平衡形变是瞬时达到的与受到外力后，平衡形变是瞬时达到的与时间无关。时间无关。理想粘弹性理想粘弹性: :受到外力后，形变是随时间线性发展的。受到外力后，形变是随时间线性发展的。粘粘 弹弹 性：性：非晶体、多晶体在比较小的应力时可以非晶体、多晶体在比较小的应力时可以同时表现出弹性和粘性同时表现出弹性和粘性 滞滞 弹弹 性：性：无机固体和金属这种与时间有关的弹性无机固体和金属这种与时间有关的弹性 粘弹性与滞弹性粘弹性与滞弹性滞弹性或粘弹性的力学模型滞弹性或粘弹性的力学模型弹2 弹2 E2弹1 弹1 E1粘 粘
2、根据此模型有以下关系：2=1+3 3= 3=1+2 1=E1 11=3 2=E22 消去各元件的应力和应变，得 （/E1)(E1+E2) + E2 = (/E1) +设： = /E1 ， = (E1+E2)/ E2 = (E1+E2)/ E2 E1 则有 E2( +)=+ 定义： - 恒定应变下的应力弛豫时间； - 恒定应力下的应变蠕变时间。应力弛豫时间的含义：表达了一种材料在恒定变形下， 势能消失时间的长短，是材料内部结构性质的重要指 标，对于材料变形性质有决定性的影响。 松弛时间短，势能消失快，这种材料接近虎克固体. 两种弛豫时间都表示材料在外力作用下，从不平衡状 态通过内部结构重新调整组
3、合达到平衡状态所需的时 间。 弛豫时间与滞弹性的关系：材料的粘度越大，弹性模量 越小，弛豫时间越长，滞弹性越大。粘弹性和滞弹性 粘弹性-材料在比较小的应力作用下，可以同时表现出 弹性和粘性。与理想的弹性应变比较，后者应力和应变不 随时间滞后，前者有一定的滞后。 滞弹性-与时间有关的弹性，即E(t) 。 对于蠕变，应力和应变有 Ec(t)=0/(t) 对于弛豫，应力和应变有 Er(t)= (t)/ 0 也即弹性模量随时间而变化，并不是一个常数。 未弛豫模量-测量时间小于松弛时间，随时间的形变还 没有机会发生时的弹性模量； 弛豫模量-测量的时间大于松弛时间，随时间的形变已 发生的弹性模量。标准线性
4、固体的力学行为标准线性固体的力学行为 标准线性固体应力应变与时间的关系 (c)(b)蠕变：施加恒定应力， 应变随时间而增加驰豫：施加恒定应变， 应力随时间而减小蠕变:当对材料施加恒定应力0时，其应变随时间而增加的现象1-3 1-3 无机材料的高温蠕变无机材料的高温蠕变典型的蠕变曲线典型的蠕变曲线瞬时发生的和时间没有关系瞬时发生的和时间没有关系应变与时间成正比应变与时间成正比加速蠕变阶段。应变率随时加速蠕变阶段。应变率随时 间增加，最后到间增加，最后到d d点断裂点断裂蠕变减速阶段蠕变减速阶段 oa段形变是瞬时发生的和时间没有关系 第一阶段蠕变ab，蠕变减速阶段 A为常数。低温时n=1， ；高温
5、时n=2/3， 第二阶段蠕变bc，稳态蠕变阶段 （常数） 应变与时间成正比 第三阶段蠕变cd，加速蠕变阶段。应变率随时间增加，最后到d点断裂 高温蠕变理论高温蠕变理论 v 位错运动理论 v 扩散蠕变理论 v 晶界蠕变理论 高温蠕变主要有以下几种理论:位错运动理论位错运动理论位错攀移示意图高温蠕变理论高温蠕变理论 扩散蠕变理论扩散蠕变理论高温蠕变理论高温蠕变理论 沿晶粒内部扩散的稳态蠕变速率 扩散蠕变理论扩散蠕变理论沿晶界扩散扩散的稳态蠕变速率沿晶界扩散扩散的稳态蠕变速率高温蠕变理论高温蠕变理论 多晶陶瓷中存在着大量晶界，当晶界位向差大时，可以把晶界看成是非晶体。高温时，其粘度变小，从而易发生粘滞流动，而产生蠕变。晶界蠕变理论晶界蠕变理论高温蠕变理论高温蠕变理论 q 温度 q 应力 q 显微结构 q 化学组成 q 晶体结构影响蠕变的因素影响蠕变的因素剪应力与剪切速度梯度成正比 1-4 1-4 高温下玻璃相的粘性流动高温下玻璃相的粘性流动牛顿定律绝对绝对绝对绝对 速率理速率理论论论论模型模型 流动速度流动速度流体粘度流体粘度 温度 时间 组成影响粘度的因素影响粘度的因素 温度影响时间的影响时间的影响组成的影响组成的影响思考题： 高温蠕变的位错运动理论的含义？ 影响蠕变的因素有哪些？怎样影响？ 玻璃相的粘度与哪些因素有关？
