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    玻璃鱗片膠泥應力腐蝕的機理
    點擊次數:967 發布時間:2020-03-25 打印本頁面 返回

    玻璃鱗片膠泥應力腐蝕的機理

    鱗片襯里結構與玻璃鋼結構相比,大大改變了樹脂的固化收縮及熱應力的作用狀態,從而減小了殘余應力和熱應力的影響,提高了界面強度。

    (1)在玻璃鋼襯里中,樹脂呈連續膜狀,樹脂在膜層內固化時,因分子的集聚態和構象發生變化,導致體積收縮,而玻璃纖維的體積幾乎不變化,兩者之間必然產生界面收縮應力,這些應力經過纖維和樹脂傳遞,是有規則的方向,收縮方向為沿纖維往玻璃鋼材料中央,殘余應力沿相反方向。又由于樹脂與纖維的線脹系數不同,受環境熱影響不同,故在樹脂層內及界面間產生熱脹應力,且熱脹應力經連續的玻纖及樹脂相互傳遞,往往在襯層缺陷處形成應力集中及疊加,從而導致襯層缺陷處局部破壞。

    (2)在鱗片襯里中,分散狀的鱗片排列是無需的疊層,整體上平行排列的,但在局部還是有一定傾角的,因此樹脂的縮脹被鱗片分割成一個個分散的小區域,又由于方向無序性,導致其固化殘余應力或環境熱應力在一個個分散的小區域內相互抵消了,并未傳遞疊加,這樣以來整個防腐層的殘余應力大大減小,界面強度大大提高,微裂紋也就相應減少了。另外,樹脂與鱗片之間產生的熱脹應力因鱗片是分散體,可隨著樹脂的縮脹移位,界面縮脹應力被用來對鱗片位移做功,將應力松弛掉。使得防腐層內的殘余應力大大減小,相應的襯層內界面強度也大大提高,微裂紋生成和發展的可能性也大大降低。

     

    3、為了更直觀地了解鱗片與玻璃鋼二者殘余應力的狀況,對兩種材料分別做了激光光強測定分析。激光光遇法測定殘余應力是利用高分子材料在一定條件下對通過的激光所具有的雙折射原理測取通過試樣的激光雙折射光強,計算出光程差及雙折射率,從而判定殘余應力的大小。由于鱗片襯里與玻璃鋼均屬手糊成型熱固性網狀纏繞結構,不存在大分子取向,故在試樣中影響激光產生雙折射的因素只有殘余應力。

     

    4、在激光光強法應力分析中,如試樣無應力,則激光通過試樣時,不產生雙折射,計算機處理圖像為一直線;如試樣為等應力,則圖像為一正弦波形;由于高分子及其復合材料具有多分散特性,故殘余應力的分布也具有多分散特性,因此計算機處理的波形圖像也是波峰、波谷不規則的波形,但其波峰、波谷變化值的平均值則反映了殘余應力的大小。從殘余應力測定處理圖形中可以看出鱗片材料與玻璃鋼材料的殘余應力差異。在圖中,鱗片材料幾乎為一水平直線,而玻璃鋼則呈不規范正弦波形,且波峰與波谷間差值較大。表明鱗片襯里的殘余應力遠小于玻璃鋼。

     

    1、分析原因一是介質滲入及環境熱應力作用激發了試樣的固有缺陷,產生了新的應力作用;二是熱應力在試樣急冷過程中被滯留在試樣中形成應力疊加所致。另外,從高溫電鏡拉伸破壞后的掃描電鏡形貌分析看,鱗片對因應力作用引起的裂紋發展有明顯的抑制作用。在照片中,河流狀條紋為裂紋走向,而河流狀條紋的匯集點為裂紋的發展方向,當裂紋受應力、介質滲透等因素影響延伸發展時,被鱗片阻擋,而在無鱗片區,裂紋繼續向前發展。由此推論:材料中的微裂紋在介質滲透及應力作用下的發展亦同樣會受到鱗片的阻擋,因而使其破壞作用受到了限制。

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