断口形貌对改性尼龙性能的影响

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断口形貌对改性尼龙性能的影响:

通过对改性尼龙断口形貌的分析,得出改性材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和弹性模量等性能的提高,都与断口的粗糙面积和粗糙度有着重要关系。而玻纤增强尼龙6断口的形貌表现却是由于材料断裂产生的裂纹所决定的。
对玻纤增强尼龙6断面进行认真观察,可以看出裂纹在尼龙6基体中的扩展是有规律的,总是由裂纹萌生区(裂纹源)和裂纹扩展区组成。而由于玻纤的加入,裂纹扩展受到玻纤的阻隔,裂纹扩展终止。
接着是沿裂纹扩展方向玻纤的断裂或拔出,所以在断裂方向沿着玻纤的分布线出现了台阶,越过台阶在下一个基体平坦区上又出现二次裂纹源及裂纹扩展区。随着玻纤含量的增加,裂纹扩展受到的阻隔越多,平坦区面积越小,台阶越多,平坦区数量越多,即断面粗糙度越大。
对比玻纤增强尼龙6拉伸断裂和冲击断裂的断口形貌,拉伸断裂时断面平坦区面积和断面总面积随着玻纤含量增加而减小,冲击断裂时断面粗糙度随玻纤含量增加而增大。并且由于玻纤含量的增加,产生的应力集中的原因,令改性材料中诱发的微细裂纹越来越多,裂纹扩展时受到的阻碍增加,从而导致断裂分层。
综合来看,随着玻纤含量的增加,尼龙6改性材料的拉伸断口平坦区面积变小,拉伸强度增加;缺口冲击断口表面粗糙度增加,缺口冲击强度增强。
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