ساز و كارهاي شكست پليمرهاي پرشده با ذرات

Fracture Mechanisms of Particulate Filled Polymers

تلاش‌هاي گسترده‌اي براي درك ساز و كار حاكم بر شكست مواد پليمري توسط دانشمندان و پژوهشگران علم پليمر انجام شده است. رفتار پيچيده مواد پليمري در مقايسه با ساير مواد مرسوم (فلزات و سراميك‌ها) بررسي اين رفتار را با مشكل مواجه مي‌كند. شكست مواد پليمري كه به‌صورت شكست ترد يا چكش‌خوار تقسيم‌بندي مي‌شود، به سازوكار حاكم بر شكست آن‌ها نيز وابسته است. از ديدگاه علم مواد، مكانيك شكست مواد پليمري پيرامون روابط و معادله‌هاي حاكم بر شكست بحث مي‌كند. اين روابط سبب درك عميق‌تر و به‌دست آوردن مقادير تمركز تنش و معيارها و حالت‌هاي چقرمگي شكست مي‌شود و ارتباط آن‌ها را با ضريب شدت تنش بيان مي‌كند. اين در حالي است كه از ديدگاه علم پليمر، نه تنها مكانيك شكست، بلكه سازوكارهاي حاكم بر شكست نيز از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. سه سازوكار تركچه‌زايي، تسليم برشي و حفره‌زايي را به‌عنوان سازوكارهاي حاكم بر شكست مواد پليمري بيان مي‌كنند. درك اينكه كدام سازوكار بر يك قطعه پليمري حاكم است، نيازمند شناخت كامل آن قطعه و همچنين شرايط كاركرد است. در اين مقاله، مكانيك حاكم بر شكست و سازوكارهاي حاكم بر آن بحث مي‌شود و نحوه چگونگي انتقال ساز و كاري به ساز و كار ديگر نيز بررسي مي‌شود.

Extensive efforts have been made by scientists and researchers in polymer science to understand the mechanism underlying the failure of polymer materials. Complex behavior of polymeric materials compared to other conventional materials (metals and ceramics) makes it difficult to study this behavior. The fracture of polymeric materials, which is classified into brittle or ductile, also depends on the mechanism governing their fracture. From the material science point of view, the fracture mechanics of polymer materials discusses the relationships and equations that govern fracture. These relationships lead to a deeper understanding and obtain the values of stress concentration, criteria, and modes of fracture and express their relationship to the stress intensity index. However, from the point of view of polymer science, not only the mechanics of fracture, but also the mechanisms governing fracture are of great importance. The three mechanisms of cracking, shear yielding and cavitation are described as the mechanisms governing the fracture of polymeric materials. Understanding which mechanism governs a polymer piece requires a thorough understanding of that piece as well as the operating conditions. In this paper, the mechanics of fracture and the mechanisms that govern it are discussed, as well as how to transfer the mechanism to another one.