粘弹性滞弹性及高温蠕变

粘弹性滞弹性及高温蠕变第一页，共二十三页，编辑于2023年，星期三理想弹性:受到外力后，平衡形变是瞬时达到的与时间无关。理想粘弹性:受到外力后，形变是随时间线性发展的。粘弹性：非晶体、多晶体在比较小的应力时可以同时表现出弹性和粘性

滞弹性：无机固体和金属这种与时间有关的弹性

粘弹性与滞弹性第二页，共二十三页，编辑于2023年，星期三滞弹性或粘弹性的力学模型

σ弹2ε弹2E2σ弹1ε弹1E1σ粘ε粘η

根据此模型有以下关系：2=1+33=3=1+21=E111=32=E22

消去各元件的应力和应变，得（/E1)(E1+E2)+E2=(/E1)+设：=/E1，=(E1+E2)/E2=(E1+E2)/E2E1

则有E2(+)=+定义：------恒定应变下的应力弛豫时间；------恒定应力下的应变蠕变时间。第三页，共二十三页，编辑于2023年，星期三应力弛豫时间的含义：表达了一种材料在恒定变形下，势能消失时间的长短，是材料内部结构性质的重要指标，对于材料变形性质有决定性的影响。松弛时间短，势能消失快，这种材料接近虎克固体.两种弛豫时间都表示材料在外力作用下，从不平衡状态通过内部结构重新调整组合达到平衡状态所需的时间。弛豫时间与滞弹性的关系：材料的粘度越大，弹性模量越小，弛豫时间越长，滞弹性越大。第四页，共二十三页，编辑于2023年，星期三粘弹性和滞弹性粘弹性------材料在比较小的应力作用下，可以同时表现出弹性和粘性。与理想的弹性应变比较，后者应力和应变不随时间滞后，前者有一定的滞后。滞弹性------与时间有关的弹性，即E(t)。对于蠕变，应力和应变有Ec(t)=0/(t)对于弛豫，应力和应变有Er(t)=(t)/0也即弹性模量随时间而变化，并不是一个常数。未弛豫模量------测量时间小于松弛时间，随时间的形变还没有机会发生时的弹性模量；弛豫模量------测量的时间大于松弛时间，随时间的形变已发生的弹性模量。第五页，共二十三页，编辑于2023年，星期三标准线性固体的力学行为

标准线性固体应力－应变与时间的关系

(c)(b)蠕变：施加恒定应力，应变随时间而增加驰豫：施加恒定应变，应力随时间而减小第六页，共二十三页，编辑于2023年，星期三蠕变:当对材料施加恒定应力σ0时，其应变随时间而增加的现象§1-3无机材料的高温蠕变典型的蠕变曲线第七页，共二十三页，编辑于2023年，星期三瞬时发生的和时间没有关系应变与时间成正比加速蠕变阶段。应变率随时间增加，最后到d点断裂蠕变减速阶段第八页，共二十三页，编辑于2023年，星期三oa段形变是瞬时发生的和时间没有关系第一阶段蠕变ab，蠕变减速阶段A为常数。低温时n=1，；高温时n=2/3，第二阶段蠕变bc，稳态蠕变阶段（常数）应变与时间成正比第三阶段蠕变cd，加速蠕变阶段。应变率随时间增加，最后到d点断裂

第九页，共二十三页，编辑于2023年，星期三高温蠕变理论

位错运动理论

扩散蠕变理论

晶界蠕变理论

高温蠕变主要有以下几种理论:第十页，共二十三页，编辑于2023年，星期三位错运动理论位错攀移示意图高温蠕变理论

第十一页，共二十三页，编辑于2023年，星期三扩散蠕变理论高温蠕变理论

第十二页，共二十三页，编辑于2023年，星期三沿晶粒内部扩散的稳态蠕变速率

扩散蠕变理论沿晶界扩散扩散的稳态蠕变速率

高温蠕变理论

εε第十三页，共二十三页，编辑于2023年，星期三多晶陶瓷中存在着大量晶界，当晶界位向差大时，可以把晶界看成是非晶体。高温时，其粘度变小，从而易发生粘滞流动，而产生蠕变。晶界蠕变理论高温蠕变理论

第十四页，共二十三页，编辑于2023年，星期三

温度应力显微结构化学组成晶体结构影响蠕变的因素第十五页，共二十三页，编辑于2023年，星期三剪应力与剪切速度梯度成正比

§1-4高温下玻璃相的粘性流动牛顿定律第十六页，共二十三页，编辑于2023年，星期三绝对速率理论模型

流动速度

流体粘度

第十七页，共二十三页，编辑于2023年，星期三温度时间组成影响粘度的因素第十八页，共二十三页，编辑于2023年，星期三温度影响第十九页，共二十三页，编辑于2023年，星期三时间的影响第二十页，共二十三页，编辑于2023年，星期三组成的影响第