发布时间 : 星期二 文章上海交大考研材料科学基础总结 - 图文更新完毕开始阅读23c98e22bcd126fff7050b43
影响高分子链柔顺性的结构因素主要有以下三方面： 1．主链结构 主链全由单键组成时，因单键可内旋转，使分子链显示出很好的柔顺性。
主链中含有芳杂环时，由于它不能内旋转，所以柔顺性很差，刚性较好，能耐高温。 带有双键的高分子链不能内旋转，但柔顺性增大。 2．取代基的特性
取代基极性的强弱对高分子链的柔顺性影响很大。取代基的极性越强，高分子链的柔顺性越差。
取代基的对称性对柔顺性也有显著影响。对称分布将使柔顺性增大。 3．链的长度 高分子链的长度和分子量相关，分子量越大，分子链越长。若分子链很短，可以内旋转的单键数目很少，分子的构象很少，必然出现刚性，所以低分子物质都没有柔顺性。如果链比较长，单键数目较多，整个分子链可出现众多的构象，因而分子链显示出柔顺性。不过，当分子量增大到一定数值，也就是说，当分子的构象数服从统计规律时，分子量对柔顺性的影响就不存在了。 4. 交联的影响
交联较少，交联点间的长度大于链段的长度，有好的柔顺性； 交联较多，交联点间的长度小于链段的长度，不存在柔顺性。 5. 结晶度
4.9.3 高分子不同力学状态的分子运动解说
高分子链的几何形状主要有线型、支化型和体型（三维网状）等三类。高分子的聚集态结构主要有晶态结构、非晶体结构、取向态结构、液晶态结构，以及织态结构。 1．线型非晶态高分子的三种力学状态 根据试样的力学性质随温度变化的特征， 可把线型非晶态高分子按温度区域划分为三种不同力学状态：玻璃态、高弹态和粘流态，如下图所示：
2．体型非晶态高分子的力学状态 3．结晶高分子的力学状态
结晶高分子的力学行为将受到晶区和非晶区的共同影响，其力学状态将随分子量的不同而发生变化，主要特点是，它的高弹态可分为皮革态和橡胶态。
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第5章 材料的形变和再结晶
材料不同，其弹、塑性性能差异很大
塑性变形，对锻、轧、拉、挤有重要作用，对铸造、热处理则 要尽量避免
5.1 弹性和粘弹性
5.1.1弹性变形的本质
弹性变形：指外力去除后能够完全恢复的那部分形变（可逆性） 本质:可从原子间结合力的角度来了解之 5.1.2弹性变形的特征和弹性模量 应力-应变关系(Stress-Strain behavior) 虎克定律(Hooke’s law)
弹性模量 E (Elastic modulus)：表征晶体中原子间结合力强弱的物理量, 反映原子间的结合力,是组织结构不敏感参数。对晶体而言，系各向异性
※沿原子最密排的晶向 Emax ※沿原子最疏的晶向 Emin ※工程上E系材料刚度的度量 ※弹性变形量随材料不同而异
5.1.3弹性的不完整性
1. 包申格效应 （Bauschinger effect）
经预先加载产生少量变形（<4%） 而后同向加载则 ↗ 而后反向加载则 ↘
2. 弹性后效 （Elastic after－effect）
在弹性极限 范围内，应变滞后于外加应力，并和时间有关的现象 3. 弹性滞后 （Elastic lag）
由于应变落后于应力，在 曲线上加载曲线与卸载线不重合，而形成一封闭回线 4. 循环韧性 5.1.4粘弹性
粘弹性现象：一些非晶体，有时甚至多晶体，在比较小的应力时可以同时表现出弹性和粘性 既与时间有关，又具有可回复的弹性变形性质高分子材料的重要力学特性之一
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5.2晶体的塑性变形
5.2．1单晶体（Single Crystal）的塑性变形 1.滑移（Slip） a.滑移线和滑移带
滑移带（Slip band)
单晶体的拉伸试验
滑移线 （Slip line）
b.滑移系
滑移面和滑移方向往往是晶体中原子排列最密的晶面和晶向，这是因为原子密度最大的晶面其面间距最大，点阵阻力最小
fcc： 滑移面{111} 滑移方向<110> bcc: < Tm/4 {112}
Tm/4 ~ Tm/2 {110} <111> 0.8Tm {123}
hcp: {0001} <1120> c/a≥1.633 {0001} ,{1010},{1011} <1120> c/a∠1.633
滑移系:晶体中一个滑移面和该面上一个滑移方向组成
晶体结构不同，滑移系的数目不同 （Number of slip systems）
fcc： {111}有四组，而每个(111)面上共有三个[110]， 故共有4×3＝12个滑移系 bcc： {110}面共有6组，每个{110}上有2个<111>方向 12组 {112} 1个 24组 {123} 1个
故共有6×2＋12×1＋24×1＝48个滑移系 hcp：1个(0001)面 3个
一般滑移系愈多，滑移过程中可能采取的空间取向也就愈多，这种材料的塑性就愈好。
c.滑移所需临界分切应力
d. 晶体在滑移时的转动
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e. 多系滑移 外力下，滑移首先发生在分切应力最大，且 的滑移系－原始滑移系（primary slip system）上。但由于伴随晶体转动?空间位向变化?另一组原取向不利（硬取向）滑移系逐渐转向比较有利的取向（软取向），从而开始滑移，形成两组（或多组）滑移系同时进行或交替进行，称为多系滑移。
综上所述，滑移变形的基本特点：
Ⅰ) 滑移变形系不均匀的切变，它只集中在某些晶面上； Ⅱ) 滑移结果两部分晶体产生相对移动，移动的距离△＝nb， 仍保持晶体学的一致性；
Ⅲ) 沿着一定的晶面和晶向进行，滑移系较多的材料为（fcc） 一般具有较好塑性；
Ⅳ) 在切应力作用下，且t＞ tc；
Ⅴ）滑移同时，滑移面和滑移方向将发生转动； Ⅵ）实质位错沿滑移面的运动过程 f.滑移的位错机制
派-纳（P-N）力：位错运动时需要越过一个势垒，即会遇到点阵阻力 2G2?w2G2?a?P?N?exp(?)?exp[?] 1?vb1?v(1?v)b
二 孪生
滑移系较少的hcp，或在低温下或者当滑移受阻时晶体会以另一种变形方式——孪生变形进行
a. 孪生变形过程
孪生是在切应力作用下沿特定的晶面与晶向产生的均匀切变。发生孪生的区域称为孪晶带（twin band）。
变形与未变形两部分晶体合称为孪晶
均匀切变区与未切变区的分界面称为孪晶界 孪生面的移动方向称为孪生方向
不同晶体结构往往有不同孪生面和孪生方向：
fcc： {111}<112> hcp:{1012}<1011> bcc: {112}<111>
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