Байланыштыруу муундары иштебей калганда, биздин биринчи кадамдарыбыз, адатта, жабышчаак бекемдигине, беттик тазалоонун туура экендигине, импрегнациянын жетиштүү экендигине жана материалдар эскирбегендигине баа берүүнү камтыйт.
Бирок, чыныгы инженердик колдонмолордо, кээ бир бузулуулар ишке киргизилгенден кийин гана башталбайт; тескерисинче, жабышчаак толук айыккандан кийин потенциалдуу тобокелдиктер бар.
Бул потенциалдуу коркунуч ички стресстин болушу.
Бул көзгө көрүнбөгөн жана так өлчөө кыйын, бирок табияты боюнча мистикалык эмес. Жөнөкөй сөз менен айтканда, клей айыктыруу жана муздатуу учурунда кичирейет; эгерде курчап турган субстрат анын эркин деформациясын чектесе, анда кысылбаган бөлүгү жабышчаак катмардын ичиндеги калдык стресске айланат.
Бүгүн мен баарыңарга бул концепцияны толук түшүнүүгө багыт берем.
0 1 Эмне үчүн аны изилдеп жатасыз?
Ички стресстин коркунучу "энергия-сактоо" мүнөзүндө.
Айыккандан кийин, жабышчаак катмар серпилгич штамм энергиясынын бир бөлүгүн сактайт. Бул энергия кийинки фазалар аралык катмарлануу, микрожарыктардын таралышы жана ийилген деформация үчүн негизги кыймылдаткыч күч катары кызмат кылат.
Мисал катары интерфейстин деламинациясын жана деламинациясын алалы: ички стресстер операциялык жүктөмдүн үстүнө чогулуп, интерфейстин чыныгы стресси долбоордо-эсептелген рейтинг маанисинен алда канча ашып кетишине алып келет. Башка сөз менен айтканда, жабышчаак катмар расмий тейлөөгө чейин эле, интерфейс мурунтан эле ашыкча алдын ала чыңалууга дуушар болот.
Дагы бир мисал - роботтор, моторлор жана оптикалык тетиктер сыяктуу тактык түзүлүштөр үчүн өзгөчө зыяндуу болгон тактык дрейф.
Мотордогу магниттик өзөктүн абалы, оптикалык компоненттердин тегизделиши жана структуралык бөлүктөрүнүн өлчөмдөрү ички чыңалуунун акырындык менен бошотулушунан улам- узак мөөнөттүү дрейфке дуушар болушу мүмкүн. Эгерде тетиктер адегенде монтажда талаптарга жооп берип, бирок жүздөгөн саат иштегенден кийин четтөөлөрдү көрсөтсө, мындай маселелер көбүнчө ички стресстердин болушунан келип чыгат.
Мындан тышкары, чарчоо мөөнөтү кыскарат. Ички стресс чарчоо жашоо ийри сызыгын чогуу төмөндөтүүчү узак-мөөнөттүү орточо стресс деңгээлин билдирет. Температуранын айлануусунун, нымдуулуктун жана титирөөнүн айкалышы көбүнчө өнүмдөрдүн баштапкы сыноодон өтүп, бирок массалык өндүрүш учурунда иштебей калган жагдайларга алып келет.
Ошондуктан, ички стресс экинчи маселе эмес, тескерисинче, байланыш ишенимдүүлүгү үчүн негизги шарты болуп саналат. Ал адгезия пайда болушу мүмкүнбү же жокпу, ошондой эле байланыш андан кийин канча убакытка чейин туруктуу болорун аныктайт.
0 2 Ички стресс кайдан келип чыгат?
Ички стрессти түшүнүү үчүн алгач анын келип чыгышын түшүнүү керек.
Жабышкак айыктыруу учурундагы ички стресс, негизинен, жыйрылышы тенденциясын көрсөткөн, бирок иш жүзүндө андай кыла албаган штаммдардын эки түрүнөн келип чыгат.
Биринчи категория, ошондой эле химиялык кичирейүү катары белгилүү болгон кичирейүүнү айыктыруу болуп саналат.
Суюк мономерлерде молекулалар ван-дер-Ваальс күчтөрү (начар өз ара аракеттенүү) аркылуу байланышты кармап турушат. Эки молекуланын атомдору ортосунда химиялык байланыш жок; алар жөн гана жакын жайгашкан, типтүү аралык болжол менен 0,3–0,4 нм (бул эки молекуланын тең Ван дер Ваальс радиустарынын суммасын билдирет).
Полимерлөө реакциясында мономерлердин ортосунда коваленттик байланыштар пайда болот. Мисал катары эң кеңири таралган C–C жалгыз байланышын алсак, анын байланыш узундугу болжол менен 0,154 нм. Бул алгач болжол менен 0,35 нм бош аралык менен бөлүнгөн эки молекула эми узундугу болжол менен 0,15 нм- болгон коваленттик байланыш аркылуу күч менен бириктирилип, молекулалар аралык аралыктын жарымынан көбүрөөгүнө кыскарганын билдирет. (сүрөт)
Макроскопиялык деңгээлде триллиондогон мындай молекула жуптарынын бир убакта жыйрылышы көлөмдүн азайышы катары көрүнөт. Бул кандайдыр бир кошумча полимерлөө реакциясында толугу менен качууга мүмкүн болбогон физикалык натыйжа.
Экинчи категория - жылуулук дал келбеген стресс.
Көптөгөн чаптамаларды айыктыруу үчүн жылытуу керек. Айыккандан кийин, жогорку температурадан бөлмө температурасына чейин муздаганда, клей менен субстраттын жылуулук кеңейүү коэффициенттери айырмаланат.
Желимдин жылуулук кеңейүү коэффициенти металлдар, магниттер жана керамика сыяктуу базалык материалдарга караганда бир кыйла жогору. Муздатуу учурунда жабышчаак андан ары жыйрыла баштайт, бирок негизги материал анын эркин жыйрылышына жол бербейт, ошону менен жабышчаак катмарды кармап, ички стресстин калдыктарын жаратат.
Бул жерде абдан маанилүү түшүнүк гел чекити болуп саналат.
Гель чекитине чейин чаптама суюк бойдон калып, агып кете алат. Бул этапта, жыйрылуу пайда болсо да, материал агым, кайра уюштуруу жана толтуруу аркылуу мындай деформацияны тарата алат, ошону менен ички стресстин топтолушун азайтат.
Гель чекитинен кийин абал өзгөрөт. Желимдин ичинде үч өлчөмдүү тармак- пайда боло баштайт жана материал акырындык менен суюктуктан катуу абалга өтөт. Бул этапта жабышчаак катмар жүк-көтөрүмдүүлүккө ээ болуп, кийинки кичирейүү жана деформация окуяларын "эсте" баштайт.
Башка сөз менен айтканда, гел чекити кийин пайда болгон жыйрылышынын бөлүгү, чынында эле, ички стрессти жаратууга жакын.
Убакыттын өтүшү менен материал дагы катуулайт жана анын Tg тынымсыз көтөрүлөт. Tg учурдагы иштөө температурасынан ашканда, жабышчаак катмар резина абалынан айнек абалына өтөт.
Айнек абалына киргенден кийин, жабышчаак катмардын модулу тездик менен өсүп, чынжыр сегментинин кыймылын кыйындатат; демек, мурда бошотулушу мүмкүн болгон стресстин бир бөлүгүн чыгаруу ого бетер кыйындайт.
Ошондуктан, ички стресс жөн эле түшүнсө болот:
Гель чекитинин алдында: жыйрылуу стресске алып келбестен пайда болушу мүмкүн.
Гель чекитинен кийин: гель катмары тармак түзө баштайт жана андан кийинки кичирейүү алдын алат.
Айнектелгенден кийин: материал катуу болуп, анын молекулярдык чынжырчалары кыймылсызданып, стресстен чыгууну кыйындатат.
Баарыбызга белгилүү болгондой:
Стресс=Модуль × Штамм
Акыркы ички стресс ≈ эффективдүү модулу × (-геляциядан кийинки кичирейүү + термикалык дал келбеген деформация) − релаксация
Жылуулук дал келбеген деформацияны төмөнкүчө түшүнүүгө болот:
Термикалык дал келбеген деформация ≈ (жабыштыргычтын жылуулук кеңейүү коэффициенти − субстраттын термикалык кеңейүү коэффициенти) × эффективдүү температура айырмасы
Гель чекитинен кийин пайда болгон жыйрылуу жана термикалык дал келбестик процесстин жүрүшүндө релаксация аркылуу бошогон бөлүктүн үзгүлтүксүз өсүп жаткан модулуна көбөйтүлгөндө акыркы таза ички стрессти түзөт.
Ички стрессти изилдөө кыйынга турганынын себеби да мына ушунда: ал бир заматта капыстан пайда болбойт, бирок айыктыруу жана муздатуу процессинде акырындык менен топтолот. Бул процессте кичирейүү, температура, модуль жана материалдын стрессти чыгаруу жөндөмдүүлүгү үзгүлтүксүз өзгөрүүлөргө дуушар болот.
03 Кантип мүнөздөөгө болот: Адегенде "натыйжаны" өлчө, анан "себепти" өлчө.
Ички стресс бир заматта капыстан пайда болбостон, айыктыруу жана муздатуу процессинде акырындык менен чогула турганы азыр кеңири таанылган.
Бул жерде ар бир параметр тынымсыз өзгөрүп турат: жыйрылышы ылдамдыгы, температура, модулу, жада калса материалдын стрессти чыгаруу жөндөмү да ар кандай.
Демек, ички стресстин мүнөздөмөсү бир гана сандык мааниге таяна албайт; ал бир эле учурда эки суроого жооп бериши керек:
Биринчиден, аягында кандай стресс же деформация калат?
Экинчиден, айыктыруу процессинде бул стресстер кантип пайда болот?
Сыноо ыкмаларына келгенде, алар жалпысынан эки категорияга бөлүнөт.
Бир категория стресстин же деформациянын натыйжаларын түз өлчөөнү камтыйт, ал эми экинчиси моделдерди түзүү үчүн материалдык ички параметрлерди өлчөйт.
1-категория: Стресс же деформациянын натыйжаларын түз өлчөө
Бул ыкма клей айыккандан кийин структурада пайда болгон деформациянын же калдык стресстин деңгээлин аныктоого багытталган.
Эң классикалык ыкма - бул консоль устун же биматериалдык нурду ийүү ыкмасы. Чаптама жука металл барактарына, кремний пластинкаларына же башка субстрат материалдарына колдонулат; айыктыруу учурунда жабышчаак кичирейүү субстраттын ийилишине алып келет. Реалдуу убакытта ийриликти өлчөө жана Стоунинин теңдемесине окшош ыкманы колдонуу менен жабышчаак катмардын ичиндеги орточо чыңалууну эсептөөгө болот. Бул ыкма интуитивдик жана жакшы-кабыл алынган болуунун артыкчылыктарын сунуштайт, бул стресс айыктыруу убакытына жараша кандайча өзгөрөрүн чагылдырган ийри сызыктарды визуализациялоого мүмкүндүк берет.
Fiber Bragg тор (FBG) техникасы да бар. Гель катмарынын ичинде оптикалык жипчелерди киргизүү менен, гелдин ичиндеги штамм реалдуу убакытта өлчөнө алат. Бул ыкма бир гана беттик деформация өлчөөлөрүнө салыштырмалуу гелдин ички абалын так чагылдырууну камсыз кылат, бирок ал көбүрөөк чыгымдарды жана чоң операциялык татаалдыкты талап кылат.
Бөлүштүрүлгөн оптикалык сенсордун жардамы менен композиттик ламинаттарда штаммдын мониторингин айыктыруу (Сүрөт булагы)
Тунук чаптамалар үчүн фотоэластикалык же кош сынуу ыкмаларын стресстен келип чыккан кош сынуу- аркылуу стресстин бөлүштүрүлүшүн байкоо үчүн да колдонсо болот.
Кошумчалай кетсек, бургулоо, негизги үлгүлөрдү алуу, рентген нурларынын дифракциясы (XRD), нейтрондордун чачырашы жана Раман нөөмөтүнүн анализи сыяктуу методдор да калдык стрессти же кыйыр деформацияны өлчөө үчүн атайын шарттарда колдонулушу мүмкүн.