粘弹性、滞弹性及高温蠕变.ppt

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1、无机材料物理性能Thursday,August26,2021第四讲理想弹性:受到外力后，平衡形变是瞬时达到的与时间无关。理想粘弹性:受到外力后，形变是随时间线性发展的。粘弹性：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滞弹性：无机固体和金属这种与时间有关的弹性粘弹性与滞弹性滞弹性或粘弹性的力学模型σ弹2ε弹2E2σ弹1ε弹1E1σ粘ε粘η根据此模型有以下关系：2=1+33=3=1+21=E111=32=E22消去各元件的应力和应变，得（/E1)(E1+E2)+E2=(/E1)+设：=/E1，=(E1+E2)/E

2、2=(E1+E2)/E2E1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

3、。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σ0时，

4、其应变随时间而增加的现象§1-3无机材料的高温蠕变典型的蠕变曲线瞬时发生的和时间没有关系应变与时间成正比加速蠕变阶段。应变率随时间增加，最后到d点断裂蠕变减速阶段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位错运动理论扩散蠕变理论晶界蠕变理论高温蠕变主要有以下几种理论:位错运动理论位错攀移示意图高温蠕变理论扩散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沿晶界扩散扩散的稳态

5、蠕变速率高温蠕变理论εε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。晶界蠕变理论高温蠕变理论温度应力显微结构化学组成晶体结构影响蠕变的因素剪应力与剪切速度梯度成正比§1-4高温下玻璃相的粘性流动牛顿定律绝对速率理论模型流动速度流体粘度温度时间组成影响粘度的因素温度影响时间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？谢谢