Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
ПО
прочности дают объяснения этому факту: 1) в образцах одного и того же материала имеются дефекты различной степени опасности, причем внешне одинаковые образцы, технологически одинаково изготовленные, могут случайно иметь дефекты различной степени опасности; 2) прочность образца в однороднонапряженном состоянии определяется наиболее опасным дефектом; 3) чем больше объем (или площадь поверхности образца), тем вероятнее присутствие ,наиболее опасных дефектов. Таким образом, достоверная оценка экспериментальных данных невозможна без статистической обработки полученных результатов и определения доверительного интервала.
Образование и рост трещин являются важнейшими процессами, вызывающими разрушение материалов. Механика трещин как самостоятельный раздел физики твердого тела сложилась за последние сорок лет и продолжает интенсивно развиваться. Однако применительно к целлюлозно-бумажным материалам исследования в этой области еще не нашли должного применения. Предметом механики трещин являются особенности деформирования твердых тел с трещинами, условия потери устойчивости (начала роста) трещин в материалах с различной фазовой структурой и деформационными свойствами, теоретическая и экспериментальная оценка сопротивления материалов распространению трещин (трещиностойкости) и др.
Для разработки научно обоснованных методов прогнозирования трещиностойкости (прочности) различных видов бумаги, а также способов создания видов бумаги с повышенной трещиностойкостью необходимо точное знание характера деформирования и разрушения данного материала.
По характеру деформирования (реологическим свойствам) материалы вообще подразделяются на три основных класса - линейно-упругие, упругопластичные и вязкоупругие.
Линейно-упругим называют материал, в котором при приложении механического напряжения вплоть до разрушения развиваются только мгновенные упругие деформации.
Упругопластичным называют материал, в котором при разрушении наряду с мгновенными упругими развиваются также мгновенные пластические деформации.
Вязкоупругим называют материал, в котором при натружении при любой нагрузке наряду с мгновенными упругими деформациями развиваются неупругие деформации, величина которых зависит от длительности или скорости приложения нагрузки. При этом в зависимости от того, явля
Ш
ется ли зависимость между напряжением и скоростью деформирования линейной или нелинейной, различают линейно- и нелинейно-вязкоупругие материалы.
Накопленные к настоящему времени экспериментальные данные позволяют утверждать, что бумага является вязкоупругим материалом.
Вязкость играет важную роль в разрушении материала. В сущности вязкость характеризуется величиной поглощенной энергии или работой разрушения. Работа разрушения равна интегралу от произведения приложенного усилия на удлинение образца, т. е. численно равна площади под кривой зависимости «усилие - удлинение». В последнее время для характеристики вязкости бумаги используется характеристика TEA (Tensile Energy Absorption) - абсорбированная энергия разрушения. Эта характеристика численно равна работе разрушения, деленной на площадь испытуемого, образца (Дж/м2). При делении этой величины на массу 1 м2 бумаги (г/м2) получаем индекс абсорбированной энергии разрыва - индекс TEA (Дж/г).
Электрические свойства. Бумага широко используется в качестве диэлектриков, которые служат для создания электрической изоляции. Производителей и потребителей электроизоляционных видов бумаги интересуют следующие характеристики бумаги.
1. Удельное электрическое сопротивление (р). Диэлектрик при приложении к нему постоянного напряжения пропускает токи небольшой величины, которые называются токами утечки. Сопротивление изоляции Rn в омах равно отношению приложенного к ней напряжения в вольтах к полному току утечки 1У в амперах:
Rn = Ul Iy. (2.4)
Различают объемное сопротивление изоляции R05 (сопротивление прохождению тока утечки сквозь толщу изоляции) и поверхностное сопротивление изоляции Rn (сопротивление току утечки, протекающему по поверхности диэлектрика).
2. Электрическая прочность бумаги, равная отношению пробивного напряжения ищ в киловольтах к толщине слоя изоляции 8 в миллиметрах:
?пр=1/пр/5. (2.5)
3. Диэлектрические потери. Часть электрической энергии может поглощаться диэлектриком, превращаясь в тепловую энергию. Поглощаемая при этом мощность, т. е. энергия в единицу времени, называется диэлектрическими потерями. Для идеальной изоляции, не имеющей диэлектрических потерь, угол сдвига фаз между напряжением на изоляции и током че
112
рез изоляцию равен 90°. В реальных условиях, при наличии потерь, угол сдвига фаз между напряжением и током будет меньше 90°, а разность между 90° и углом сдвига фаз называется углом диэлектрических потерь.
4. Диэлектрическая проницаемость (Е) - коэффициент пропорциональности между электрической индукцией и напряженностью электрического поля, или градиентом напряжения. Измеряется в Ф/м.
5. Число проводящих включений. Снижение количества токопрово-дящих включений в бумаге увеличивает ее электрическую прочность и улучшает другие электрические характеристики.
