पॉलिमर सामग्री के टूटने का विश्लेषण
मूल परिचय
बहुलक सामग्री एक नई प्रकार की संरचनात्मक सामग्री है, जिसका उपयोग अपने उत्कृष्ट रासायनिक और भौतिक गुणों के कारण व्यापक रूप से किया जाता है।अनुचित डिजाइन या उपयोग के कारण दरार या टूटना हो सकता हैफ्रैक्चर तंत्र के वर्गीकरण के अनुसार, इसके फ्रैक्चर मोड को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, और थकान क्रैकिंग/फ्रैक्चर उनमें से एक है।

बहुलक सामग्री के टूटने का विश्लेषण बहुलक सामग्री की विफलता का विश्लेषण करने के महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है।सामग्री के अनुसंधान और विकास के लिए फ्रैक्चर विश्लेषण का बहुत महत्व हैसिद्धांत और तंत्र को समझने के लिए इसका विश्लेषण करके, यह उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है, प्रक्रिया में सुधार कर सकता है या जिम्मेदारी का आकलन करने में भूमिका निभा सकता है।फ्रैक्चर से तात्पर्य इस घटना से है कि सामग्री बाहरी बल से बेतरतीब ढंग से टूट जाती है और दो या अधिक भागों में अलग हो जाती है. फ्रैक्चर के बाद सतह या क्रॉस सेक्शन को फ्रैक्चर कहा जाता है. फ्रैक्चर की मॉर्फोलॉजिकल विशेषताओं का विश्लेषण करके,पोलीमर सामग्री की विफलता की प्रकृति और कारण का अध्ययन किया जा सकता हैफ्रैक्चर मॉर्फोलॉजिकल विशेषता विश्लेषण बहुलक सामग्री अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है।बहुलक सामग्री का क्रैक तीन चरणों से गुजरता है: दरार की शुरुआत, स्थिर विस्तार और तेजी से विस्तार।

पॉलिमर सामग्री के टूटने का विश्लेषण

फ्रैक्चर सिद्धांत
पोलीमर सामग्री का प्लास्टिक विरूपण गहरी आणविक संरचना के कारण होता है।गुहाओं के विस्तार और प्लास्टिक तनाव के परस्पर प्रभाव से फ्रैक्चर प्रक्रिया जटिल हो जाएगीसरल बहुलक दाने में धातु दाने की तरह फिसलने के कारण प्लास्टिक विकृति नहीं हो सकती है।
फ्रैक्चर का वर्गीकरण
बहुलक पदार्थों के टूटने को भंगुर टूटने और डक्टिल टूटने में विभाजित किया जाता है। भंगुरता हमेशा सामग्री के सार में लोच के साथ जुड़ी होती है।फ्रैक्चर से पहले नमूना का विरूपण समान है, जिससे नमूना के दरार तेजी से तनाव दिशा के लंबवत विमान में प्रवेश करने के लिए। आम तौर पर भंगुर फ्रैक्चर लागू तनाव के तन्यता तनाव घटक के कारण होता है,और डक्टिल फ्रैक्चर कतरनी तनाव घटक के कारण होता है.
विश्लेषण विधि
1मैक्रोस्कोपिक अवलोकन

सामान्यतः केवल अवलोकन ही किया जा सकता है और कोई तस्वीर नहीं ली जा सकती। अवलोकन की गई जानकारी को आमतौर पर शब्दों में वर्णित किया जाता है।इसका आवर्धन 50 गुना से भी कम है, आम तौर पर लगभग 10 गुना, जिसका उपयोग फ्रैक्चर सतह की रफनेस, दरार की शुरुआत, विस्तार और अंतिम फ्रैक्चर ज़ोन की विशेषताओं का निरीक्षण करने के लिए किया जा सकता है,और दरार की दिशा निर्धारित करने के लिए, दरार स्रोत का स्थान, भार प्रकार और स्तर आदि। आमतौर पर इस विधि का उपयोग ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के आगे के अवलोकन के लिए जानकारी एकत्र करने के लिए किया जाता है।कम आवर्धन अवलोकन केवल आवश्यक है कि फ्रैक्चर सतह साफ और प्रदूषण से मुक्त है.

2ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप अवलोकन
सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप स्टीरियो माइक्रोस्कोप है। जब मैक्रोस्कोपिक फ्रैक्चर पर कुछ विशेषता विवरणों को और बड़ा करने और देखने की आवश्यकता होती है,ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग सीधे बड़े करने और देखने के लिए किया जा सकता हैइसके अतिरिक्त, विश्लेषक आमतौर पर कम आवर्धन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हैं ताकि अधिक व्यापक और विस्तृत फ्रैक्चर जानकारी प्राप्त करने के लिए पूरे फ्रैक्चर की तस्वीरें ली जा सकें।और अगले सूक्ष्म अवलोकन के लिए बुनियादी जानकारी भी प्रदान करते हैं.

3स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप अवलोकन
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप माइक्रोस्कोपिक अवलोकन का एक तरीका है।यह आमतौर पर ऊर्जा फैलाव स्पेक्ट्रोमीटर (ईडीएस) के साथ संयोजन में प्रयोग किया जाता हैफ्रैक्चर विश्लेषण में, इसका मुख्य रूप से दो उपयोग हैंः आकृति विज्ञान अवलोकन और माइक्रो-एरिया घटक विश्लेषण।स्कैनिंग अवलोकन से पहले सोने और प्लेटिनम जैसी कुछ मोटाई वाली प्रवाहकीय सामग्री को फ्रैक्चर पर छिड़का जाना चाहिए।इसके अतिरिक्त, फ्रैक्चर सतह पर जलने से बचने के लिए, अवलोकन वोल्टेज को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, आम तौर पर 5-15Kv उपयुक्त है।जब ऊर्जा फैलाव स्पेक्ट्रोमीटर घटक विश्लेषण करता है, तीन प्रकार के बिंदु स्कैनिंग, लाइन स्कैनिंग और सतह स्कैनिंग का उपयोग किया जा सकता है। विशिष्ट चयन वास्तविक जरूरतों के आधार पर किया जा सकता है।

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप अवलोकन

(स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप/एसईएम)

उपरोक्त तीन अवलोकन विधियां प्रक्रिया के संदर्भ में प्रगतिशील संबंध में हैं, पहले कम आवर्धन और फिर उच्च आवर्धन, पहले मैक्रोस्कोपिक और फिर माइक्रोस्कोपिक।उपरोक्त विश्लेषण तकनीकों का अधिक उपयोग किया जाता हैइन विश्लेषण तकनीकों के अतिरिक्त, अवलोकन के लिए धातु विज्ञान माइक्रोस्कोप, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप आदि का भी उपयोग किया जा सकता है। विशिष्ट चयन भी वास्तविक जरूरतों पर आधारित है।

फ्रैक्चर की आकृति
The quantitative relationship between the characteristic parameters of the fracture surface morphology of materials and the mechanical properties of materials is widely used in the fields of material fracture research, विफलता विश्लेषण और नई सामग्री के अनुसंधान और विकास। यह आम तौर पर दर्पण क्षेत्र, रिब्ड मॉर्फोलजी, आर्क स्ट्रीक लाइन और तनाव सफेद क्षेत्र में विभाजित है।
(1) दर्पण क्षेत्र
दर्पण क्षेत्र एक या कुछ चांदी की धारी के साथ दरारों के विस्तार और टूटने से बनता है।चांदी की धारी के विकास चांदी की धारी के बीच में यादृच्छिक रोल से सीमा पर बहुलक श्रृंखला के अभिविन्यास परिवर्तन की प्रक्रिया पर निर्भर करता हैकम लोडिंग गति और उच्च परीक्षण तापमान से चांदी की पट्टी के विकास का समय अधिक पर्याप्त हो जाता है।
(2) पसली जैसी आकृति
रिब-जैसी आकृति में क्रमिक रूप से असमान बैंड और चिकनी बैंड होते हैं, जिसमें आगे असमान बैंड और पीछे चिकनी बैंड होता है; असमान बैंड में कई असमान छोटे विमान होते हैं,और चांदी के धब्बे आमतौर पर चिकनी पट्टी पर देखे जा सकते हैं.
(3) धनुष के आकार की पट्टियाँ
आर्क के आकार की पट्टियाँ पोलीमर सामग्री के टूटने पर दरार विस्तार, दरार रोकने और दरार फिर से शुरू होने से छोड़ी गई आकृति संबंधी विशेषताएं हैं।परीक्षण तापमान को कम करने और लोडिंग दर में वृद्धि अक्सर बहुलक सामग्री के क्रॉस सेक्शन पर चाप के आकार की धारी की दूरी में कमी का कारण बनता है.
(4) तनाव से सफेद होने वाला क्षेत्र
तनाव सफेद क्षेत्र बहुलक सामग्री के प्लास्टिक विरूपण का क्षेत्र है।यह बाहरी बल की क्रिया के तहत बहुलक सामग्री के चांदी के धारीदार या कतरनी पैदावार का परिणाम हैइसकी परिधीय फ्रैक्चर सतह अक्सर फाइबर मॉर्फोलॉजी, माइक्रो-पिट और पैराबोलिक पैटर्न होती है।