粘彈性滯彈性及高溫蠕變課件

理想彈性:受到外力后，平衡形變是瞬時(shí)達(dá)到的與時(shí)間無關(guān)。理想粘彈性:受到外力后，形變是隨時(shí)間線性發(fā)展的。粘彈性：非晶體、多晶體在比較小的應(yīng)力時(shí)可以同時(shí)表現(xiàn)出彈性和粘性

滯彈性：無機(jī)固體和金屬這種與時(shí)間有關(guān)的彈性

粘彈性與滯彈性理想彈性:受到外力后，平衡形變是瞬時(shí)達(dá)到的與粘彈性與滯彈滯彈性或粘彈性的力學(xué)模型

σ彈2ε彈2E2σ彈1ε彈1E1σ粘ε粘η

根據(jù)此模型有以下關(guān)系：

2=1+3

3=3=1+2

1=E1

1

1=3

2=E2

2

消去各元件的應(yīng)力和應(yīng)變，得（/E1)(E1+E2)+E2=(/E1)+設(shè)：

=/E1

，

=

(E1+E2)/E2=(E1+E2)/E2E1

則有E2(

+)=

+定義：

------恒定應(yīng)變下的應(yīng)力弛豫時(shí)間；

------恒定應(yīng)力下的應(yīng)變?nèi)渥儠r(shí)間。滯彈性或粘彈性的力學(xué)模型σ彈2σ彈1σ粘根據(jù)此模型有以下應(yīng)力弛豫時(shí)間的含義：表達(dá)了一種材料在恒定變形下，勢能消失時(shí)間的長短，是材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)性質(zhì)的重要指標(biāo)，對于材料變形性質(zhì)有決定性的影響。松弛時(shí)間短，勢能消失快，這種材料接近虎克固體.兩種弛豫時(shí)間都表示材料在外力作用下，從不平衡狀態(tài)通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新調(diào)整組合達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間。弛豫時(shí)間與滯彈性的關(guān)系：材料的粘度越大，彈性模量越小，弛豫時(shí)間越長，滯彈性越大。應(yīng)力弛豫時(shí)間的含義：表達(dá)了一種材料在恒定變形下，勢能消失時(shí)間粘彈性和滯彈性粘彈性------材料在比較小的應(yīng)力作用下，可以同時(shí)表現(xiàn)出彈性和粘性。與理想的彈性應(yīng)變比較，后者應(yīng)力和應(yīng)變不隨時(shí)間滯后，前者有一定的滯后。滯彈性------與時(shí)間有關(guān)的彈性，即E(t)

。對于蠕變，應(yīng)力和應(yīng)變有Ec(t)=

0/(t)

對于弛豫，應(yīng)力和應(yīng)變有Er(t)=(t)/0也即彈性模量隨時(shí)間而變化，并不是一個(gè)常數(shù)。未弛豫模量------測量時(shí)間小于松弛時(shí)間，隨時(shí)間的形變還沒有機(jī)會(huì)發(fā)生時(shí)的彈性模量；弛豫模量------測量的時(shí)間大于松弛時(shí)間，隨時(shí)間的形變已發(fā)生的彈性模量。粘彈性和滯彈性粘彈性------材料在比較小的應(yīng)力作用下，可標(biāo)準(zhǔn)線性固體的力學(xué)行為

標(biāo)準(zhǔn)線性固體應(yīng)力－應(yīng)變與時(shí)間的關(guān)系

(c)(b)蠕變：施加恒定應(yīng)力，應(yīng)變隨時(shí)間而增加馳豫：施加恒定應(yīng)變，應(yīng)力隨時(shí)間而減小標(biāo)準(zhǔn)線性固體的力學(xué)行為標(biāo)準(zhǔn)線性固體應(yīng)力－應(yīng)變與時(shí)間的關(guān)系蠕變:當(dāng)對材料施加恒定應(yīng)力σ0時(shí)，其應(yīng)變隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象§1-3無機(jī)材料的高溫蠕變典型的蠕變曲線蠕變:當(dāng)對材料施加恒定應(yīng)力σ0時(shí)，其§1-3無機(jī)材料的高瞬時(shí)發(fā)生的和時(shí)間沒有關(guān)系應(yīng)變與時(shí)間成正比加速蠕變階段。應(yīng)變率隨時(shí)間增加，最后到d點(diǎn)斷裂蠕變減速階段瞬時(shí)發(fā)生的和時(shí)間沒有關(guān)系應(yīng)變與時(shí)間成正比加速蠕變階段。應(yīng)變率

oa段形變是瞬時(shí)發(fā)生的和時(shí)間沒有關(guān)系第一階段蠕變ab，蠕變減速階段A為常數(shù)。低溫時(shí)n=1，；高溫時(shí)n=2/3，第二階段蠕變bc，穩(wěn)態(tài)蠕變階段（常數(shù)）應(yīng)變與時(shí)間成正比第三階段蠕變cd，加速蠕變階段。應(yīng)變率隨時(shí)間增加，最后到d點(diǎn)斷裂

oa段形變是瞬時(shí)發(fā)生的和時(shí)間沒有關(guān)系高溫蠕變理論

位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論

擴(kuò)散蠕變理論

晶界蠕變理論

高溫蠕變主要有以下幾種理論:高溫蠕變理論位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論高溫蠕變主要有以下幾種理論位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論位錯(cuò)攀移示意圖高溫蠕變理論

位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論位錯(cuò)攀移示意圖高溫蠕變理論擴(kuò)散蠕變理論高溫蠕變理論

擴(kuò)散蠕變理論高溫蠕變理論沿晶粒內(nèi)部擴(kuò)散的穩(wěn)態(tài)蠕變速率

擴(kuò)散蠕變理論沿晶界擴(kuò)散擴(kuò)散的穩(wěn)態(tài)蠕變速率

高溫蠕變理論

εε沿晶粒內(nèi)部擴(kuò)散的穩(wěn)態(tài)蠕變速率擴(kuò)散蠕變理論沿晶界擴(kuò)散擴(kuò)散的穩(wěn)多晶陶瓷中存在著大量晶界，當(dāng)晶界位向差大時(shí)，可以把晶界看成是非晶體。高溫時(shí)，其粘度變小，從而易發(fā)生粘滯流動(dòng)，而產(chǎn)生蠕變。晶界蠕變理論高溫蠕變理論

多晶陶瓷中存在著大量晶界，當(dāng)晶界位向差大時(shí)，可以把晶界看成是

溫度應(yīng)力顯微結(jié)構(gòu)化學(xué)組成晶體結(jié)構(gòu)影響蠕變的因素溫度影響蠕變的因素剪應(yīng)力與剪切速度梯度成正比

§1-4高溫下玻璃相的粘性流動(dòng)牛頓定律剪應(yīng)力與剪切速度梯度成正比§1-4高溫下玻璃相的粘性流絕對速率理論模型

流動(dòng)速度

流體粘度

絕對速率理論模型流動(dòng)速度流體粘度溫度