Analisis fraktur bahan polimer
Pengantar dasar
Bahan polimer adalah jenis material struktural baru, yang banyak digunakan karena sifat kimia dan fisiknya yang sangat baik.retakan atau pecah mungkin terjadi karena desain atau penggunaan yang tidak wajarMenurut klasifikasi mekanisme fraktur, modus fraktur dapat dibagi menjadi banyak jenis, dan fatigue cracking/fraktur termasuk salah satunya.

Analisis fraktur bahan polimer adalah salah satu cara penting untuk menganalisis kegagalan bahan polimer.Analisis fraktur sangat penting untuk penelitian dan pengembangan bahanDengan menganalisisnya untuk menemukan prinsip dan memahami mekanisme, dapat meningkatkan kualitas produk, meningkatkan proses atau memainkan peran dalam menilai tanggung jawab.Pecahan mengacu pada fenomena bahwa bahan secara acak dipecah oleh gaya eksternal dan dipisahkan menjadi dua atau lebih bagian. permukaan atau pemotongan lintas setelah patah disebut patah. dengan menganalisis karakteristik morfologi patah,sifat dan penyebab kegagalan bahan polimer dapat dipelajariAnalisis karakteristik morfologi fraktur adalah salah satu metode penting untuk penelitian bahan polimer.retak bertahap dari bahan polimer melalui tiga tahap: awal retakan, ekspansi stabil dan ekspansi cepat.

Analisis fraktur bahan polimer

Prinsip fraktur
Deformasi plastik dari bahan polimer disebabkan oleh struktur molekul yang dalam.pengaruh saling dari perluasan rongga dan ketegangan plastik akan membuat proses patah rumitDeformasi plastik yang disebabkan oleh slip dalam butiran polimer sederhana tidak dapat terjadi seperti dalam butiran logam.
Klasifikasi fraktur
Patahnya bahan polimer dibagi menjadi patah rapuh dan patah ductile. Patah selalu terkait dengan elastisitas material pada dasarnya.Deformasi sampel sebelum patah adalah seragam, menyebabkan retakan sampel untuk cepat menembus bidang tegak lurus ke arah tegangan.dan patah tulang ductile disebabkan oleh komponen tegangan geser.
Metode analisis
1. Pengamatan Makroskopis

Gunakan mata telanjang atau lensa pembesar untuk mengamati pada pembesaran rendah. Umumnya, hanya pengamatan yang dapat dilakukan, dan tidak ada foto yang dapat diambil.Perbesarannya kurang dari 50 kali, umumnya sekitar 10 kali, yang dapat digunakan untuk mengamati kekasaran permukaan retakan, karakteristik awal retakan, ekspansi dan zona retakan akhir,dan untuk menentukan arah retakan, lokasi sumber retakan, jenis beban dan tingkat, dll. Biasanya metode ini digunakan untuk mengumpulkan informasi untuk pengamatan mikroskop optik lebih lanjut.Pengamatan pembesaran rendah hanya membutuhkan bahwa permukaan retakan bersih dan bebas dari polusi.

2. Pengamatan mikroskop optik
Mikroskop optik yang paling umum digunakan adalah mikroskop stereo.mikroskop optik dapat digunakan untuk secara langsung memperbesar dan mengamatiSelain itu, analis biasanya menggunakan mikroskop optik pembesaran rendah untuk mengambil foto seluruh fraktur untuk mendapatkan informasi fraktur yang lebih komprehensif dan terperinci,dan juga memberikan informasi dasar untuk pengamatan mikroskopis berikutnya.

3. pengamatan mikroskop elektron pemindaian
Mikroskop elektron pemindaian adalah metode pengamatan mikroskopis. pembesaran dapat mencapai ribuan atau bahkan puluhan ribu kali.Biasanya digunakan bersama dengan energi dispersif spektrometer (EDS)Dalam analisis fraktur, ini terutama memiliki dua kegunaan: pengamatan morfologi dan analisis komponen area mikro.ketebalan tertentu dari bahan konduktif seperti emas dan platinum harus disemprotkan pada fraktur sebelum pengamatan pemindaianSelain itu, untuk mencegah luka bakar pada permukaan fraktur, tegangan observasi perlu dikontrol, umumnya 5-15Kv sesuai.Ketika spektrometer dispersi energi melakukan analisis komponen, tiga bentuk pemindaian titik, pemindaian garis dan pemindaian permukaan dapat digunakan.

Pengamatan mikroskop elektron pemindaian

(Mikroskop elektron pemindaian/SEM)

Ketiga metode pengamatan di atas berada dalam hubungan progresif dalam hal proses, pertama pembesaran rendah dan kemudian pembesaran tinggi, pertama makroskopis dan kemudian mikroskopis.Teknik analisis di atas lebih umum digunakanSelain teknik analisis ini, mikroskop metalografi, mikroskop elektron transmisi, dll juga dapat digunakan untuk pengamatan.

Morfologi fraktur
The quantitative relationship between the characteristic parameters of the fracture surface morphology of materials and the mechanical properties of materials is widely used in the fields of material fracture research, analisis kegagalan dan penelitian dan pengembangan bahan baru. umumnya dibagi menjadi area cermin, morfologi ribbed, garis garis busur, dan area pemutihan stres.
(1) Area cermin
Area cermin terbentuk oleh perpanjangan dan pecahnya celah di sepanjang satu atau beberapa garis perak.Pertumbuhan garis perak tergantung pada proses transformasi orientasi rantai polimer pada batas dari koil acak ke tengah garis perakKecepatan pemuatan yang lebih kecil dan suhu uji yang lebih tinggi membuat waktu pertumbuhan garis perak lebih cukup.
(2) Morfologi seperti tulang rusuk
Morfologi seperti tulang rusuk terdiri dari jalur kasar bergantian dan jalur halus, dengan jalur kasar di depan dan jalur halus di belakang; jalur kasar terdiri dari banyak bidang kecil yang tidak merata,dan garis-garis perak biasanya dapat diamati pada pita halus.
(3) Garis-garis berbentuk busur
Garis-garis berbentuk busur adalah fitur morfologi yang ditinggalkan oleh perpanjangan retakan, penangguhan retakan dan memulai kembali retakan ketika bahan polimer pecah.Menurunkan suhu pengujian dan meningkatkan laju beban sering menyebabkan penurunan jarak garis berbentuk busur pada bagian lintas bahan polimer.
(4) Zona pemutihan stres
Zona pemutihan tegangan adalah area deformasi plastik dari bahan polimer.Ini adalah hasil dari perak bergaris-garis atau pemotongan hasil dari bahan polimer di bawah tindakan kekuatan eksternal. Morfologi permukaan fraktur perifernya sering merupakan morfologi serat, micro-pit dan pola parabola.