크레이징

Crazing
광택유약이 든 송왕조실라돈 화병
세라믹 글레이즈 크레이징의 가까운 모습

크레이징(crazing)은 예를 들어 유약층에서 물질 표면에 미세한 균열의 네트워크를 생성하는 현상이다. 일부 유리 열가소성 중합체에서는 종종 크레이징이 골절보다 선행한다. 인장응력 하에서만 발생하기 때문에, 크레이징의 평면은 응력 방향에 해당한다. 크레이징 부위는 주변 재료와 굴절률이 다르기 때문에 그 효과는 다른 유형의 미세 균열과 눈에 띄게 구별된다. 크레이징은 정수장력이 높은 지역이나 국부적 항복력이 매우 높은 지역에서 발생하며, 이는 서로 관통하는 마이크로보이드와 작은 섬유질의 형성으로 이어진다. 인가된 인장 하중이 충분하면 이 교량은 길어지고 끊어져 마이크로보이드들이 자라고 결합하게 되는데, 마이크로보이드들이 결합하면서 균열이 형성되기 시작한다.

폴리머

크레이징은 폴리머에서 발생한다. 왜냐하면 이 물질은 약한 반 데르 발스 힘과 더 강한 공밸런트 결합의 조합에 의해 결합되기 때문이다. 충분한 국부적 스트레스는 반데르 발스 힘을 극복하여 좁은 틈새를 허용한다. 일단 느슨한 부분이 백본 체인에서 제거되면 체인을 함께 잡고 있는 공밸런스 결합은 그 간극의 더 큰 확장에 방해가 된다. 유행의 격차는 크기가 아주 작다. 광선들은 빛이 틈새의 표면에서 반사되기 때문에 볼 수 있다. 그 간격은 늘어난 등뼈 체인의 분자인 섬유질이라고 불리는 미세한 필라멘트로 메워진다. 섬유질은 지름이 몇 나노미터에 불과하며, 광현미경으로 볼 수 없지만 전자현미경으로 볼 수 있다.[1][2][3]

광선의 두께 프로필은 바늘과 같다: 광선의 끝은 몇 개의 원자처럼 얇을 수 있다. 팁으로부터의 거리가 증가함에 따라 거리에 따라 증가율이 감소함에 따라 점차적으로 두꺼워지는 경향이 있다. 따라서 광기의 성장은 끝에서 임계 거리가 있다. 크레이징의 개방 각도는 2°~10°이다. 크레이징과 주변 벌크 폴리머의 경계는 매우 날카로우며, 그 미세구조는 20㎛ 이하로 축소할 수 있으며, 이는 전자현미경을 통해서만 관측할 수 있다는 것을 의미한다.[4]

열풍은 겉으로는 느낄 수 없고 하중을 계속 지탱할 수 있다는 점에서 균열과는 다르다. 나아가 균열 전 열풍 성장 과정은 파괴 에너지를 흡수하고 폴리머의 파괴 강도를 효과적으로 높인다. 초기의 1제곱미터당 에너지 흡수량은 광풍이 불지 않은 지역의 수백배까지 검출됐지만 빠르게 감소해 레벨이 낮아진다. 크레이즈는 긁힘, 결함, 응력 집중 및 분자 불균형과 관련된 매우 스트레스를 많이 받는 부위에서 형성된다. 광선은 일반적으로 적용된 장력에 수직으로 전파된다. 크레이징은 대부분 폴리스티렌(PS), 아크릴(PMMA), 폴리카보네이트와 같은 비정형, 부서지기 쉬운 폴리머에서 발생한다. 크레이징은 크레이지 부위의 미백으로 특징지어진다. 하얀색은 광란의 빛에 의해 야기된다.

크레이징의 생산은 되돌릴 수 있는 과정으로, 압축 응력이나 높은 온도(유리 변환 온도보다 높은 온도)를 적용한 후에는 사라질 수 있으며 재료는 광학적으로 균일한 상태로 되돌아간다.

전단 밴딩은 국소 변형률 연화로 인한 전단 변형률이 높은 좁은 부위로 열가소성 소재 변형 시에도 매우 흔하다. 크레이징과 전단 밴딩의 주요 차이점 중 하나는 크레이징이 부피 증가와 함께 발생하지만 전단 밴딩은 그렇지 않다는 것이다. 이는 압축하에서는 이러한 깨지기 쉽고 비정형적인 중합체 다수가 증가 대신 부피 수축이 일어나기 때문에 유행보다는 밴드를 전단한다는 것을 의미한다. 또한, 광선이 발생할 때 일반적으로 "목걸이" 또는 재료의 한 지점에 힘이 집중되는 것을 관찰하지 않는다. 오히려 광기는 물질 전체에서 균일하게 발생할 것이다.

고무강화

고무 입자는 열가소성 수지를 강화하는데 종종 사용된다. 개조 후에는 에너지를 흡수하는 능력이 크게 향상될 것이다. 어떤 깨지기 쉬운 플라스틱 재료의 경우, 그것들은 심지어 깨지기 쉬운 유도 변환을 겪을 수도 있다. 이전에는 고무 입자가 에너지 흡수 증가의 주요 원인으로 간주되었다. 고무 입자가 장력 상태에서 균열 끝 주위에 모여 균열의 성장을 방해하거나 고무 입자의 수축이 매트릭스의 유리 변환 온도 저하를 유발할 수 있다고 제안하였다. 그럼에도 고무 입자가 흡수하는 에너지는 전체 에너지의 10%에 불과하고, 고무에 의한 유리 변환온도의 감소는 10K 정도에 불과해 매트릭스가 상온에서 산출하기에는 역부족이었다.

슈미트와 버크널은 균열 강도보다 스트레스가 낮을 때 응력 미백과 전단 항복의 존재에 따라 고무강화 메커니즘을 개발했다.[5] 그들은 고무 입자가 응력 집중의 중심 역할을 하며, 따라서 매트릭스 물질의 부서지기 쉬운 유도 변환과 수율을 시작한다고 제안했다. 구체적으로 말하면 항복은 변형 에너지의 많은 부분을 소비할 수 있는 크레이징 또는 전단 밴드의 형태로 발생한다.

환경효과

크레이징은 환경 영향 하에서 유리 같은 중합체에서 일어날 수 있다. 훨씬 낮은 스트레스 상태를 필요로 하고, 오랜 지연 끝에 발생하는 경우가 있어 이를 감지하고 피하기 어려워 문제가 있다. 예를 들어, 일상적으로 사용되는 PMMA 용기는 눈에 보이는 결함 없이 습도와 온도에 상당히 저항적이다. 기계 세척 후 1~2일 동안 공중에 떠 있다가 진에 젖으면 갑자기 셔터를 내린다.[citation needed] 이 과정에서 가해지는 스트레스는 무시할 수 있지만, 용기에서는 여전히 광기가 발견된다.

광선 형성에 미치는 환경적 영향을 설명하려는 이론이 많은데, 그 중 표면 에너지 감소와 가소화가 널리 받아들여져 잘 발전하고 있다.[6] 환경적 광기와 균열을 제거하기 위해 표면 코팅, 응력 감소와 같은 많은 방법을 채택한다. 그러나 환경적 영향, 특히 유기적 환경에서의 영향의 복잡성 때문에 일반적인 해결책을 찾아내고 그 효과를 완전히 제거하기는 어렵다.

건설

단일 플라이 지붕막, 접합 실란트, 콘크리트의 모범적 실천이 지켜지지 않을 때 콘크리트에도 크레이징이 나타난다.

도자기

크레이징은 유약을 바른 도자기의 유약 결점이다. 유약을 관통하는 균열의 거미줄 패턴으로 특징지어지는 이 균열은 유약이 견딜 수 있는 것보다 더 큰 인장응력에 의해 발생한다.[7][8] 도자기에서는 종종 우발적인 결함으로 광기를 내는 것과 종종 강하게 강조되는 같은 현상이 의도적으로 생성되는 "균열" 사이에 구별된다. 특히 중국인들은 크래클의 무작위적인 효과를 즐겼으며, 루 웨어에서는 대부분의 작품에서 용인되는 특징인 것처럼 보이지만, 관 웨어에서는 강한 크래클이 바람직한 효과였다.

오돈톨로지

치아의 에나멜에 미세한 균열이 생기는 것을 설명하기 위해 크레이징(Crazing)은 오도놀로지(Odonology)의 용어로도 사용된다.

은유

'분쇄하거나, 으스러지거나, 부서지는 것'을 뜻하는 영어의 '미친'의 근원적 감각은 1300년대까지 거슬러 올라간다.[9] 오늘날 친숙한 은유적 감각은 도자기에 미친다는 것에서 유래한다: "병들거나 병들거나"라는 의미의 "미친"은 약 1570년, "불건전한 정신의"은 약 1610년까지 거슬러 올라간다.[10]

참조

  1. ^ Paul A. O’Connell and Gregory B. Mckenna. Encyclopedia of Polymer Science and Technology. John Wiley & Sons, Inc. pp. 657–681.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  2. ^ Doi, M.; Edwards, S. F. (1978). "Dynamics of concentrated polymer systems. Part 1.?Brownian motion in the equilibrium state". Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 2. 74: 1789–1801. doi:10.1039/F29787401789.
  3. ^ McLeish, T. C. B.; Plummer, C. J. G.; Donald, A. M. (1989). "Crazing by disentanglement: Non-diffusive reptation". Polymer. 30 (9): 1651. doi:10.1016/0032-3861(89)90325-X.
  4. ^ Kambour, R. P. (1973). "A review of crazing and fracture in thermoplastics". Journal of Polymer Science: Macromolecular Reviews. 7 (1): 1–154. doi:10.1002/pol.1973.230070101. ISSN 0076-2083.
  5. ^ BUCKNALL, C. B.; CLAYTON, D. (1971-05-31). "Dilatometric Studies of Crazing in Rubber-toughened Plastics". Nature Physical Science. 231 (22): 107–108. Bibcode:1971NPhS..231..107B. doi:10.1038/physci231107a0. ISSN 0300-8746.
  6. ^ Dunn, P.; Sansom, G. F. (August 1969). "The stress cracking of polyamides by metal salts. Part I. Metal halides". Journal of Applied Polymer Science. 13 (8): 1641–1655. doi:10.1002/app.1969.070130806. ISSN 0021-8995.
  7. ^ '세라믹스 글레이즈 테크놀로지' J.R.틀:축구단 테일러Bull. Institute Of 세라믹스 / Pergamon Press. 1986.
  8. ^ 세라믹 글레이즈. 제3판 파멀리 C. W. 메이플 프레스 컴퍼니. 1973
  9. ^ "Craze Origin and meaning of craze by Online Etymology Dictionary".
  10. ^ "Crazy Origin and meaning of crazy by Online Etymology Dictionary".

외부 링크