페이네 효과
Payne effect
페인 효과는 고무, 특히 탄소 블랙과 같은 충진제를 함유한 고무 화합물의 응력 변형 거동의 특별한 특징이다. 그 효과에 대해 광범위한 연구를 한 영국의 고무 과학자 A. R. Payne의 이름을 따서 명명되었다(예: Payne 1962). 그 효과는 현상에 대한 첫 연구(Fletcher & Gent 1953)의 저자들의 이름을 따서 Fletcher-Gent 효과라고도 알려져 있다.
이 영향은 작은 변형률 진폭으로 주기적인 하중 조건에서 관찰되며, 적용된 변형률의 진폭에 대한 점탄성 저장 계수의 의존성으로 나타난다. 변형 진폭 약 0.1% 이상에서는 저장 계수가 진폭 증가에 따라 급격히 감소한다. 충분히 큰 변형률 진폭(대략 20%)에서 저장 계수는 하한에 접근한다. 저장 계수가 감소하는 그 지역에서는 손실 계수가 최대치를 나타낸다. 페이네 효과는 재료의 필러 함량에 따라 달라지며, 미충전 엘라스토머의 경우 사라진다.
물리적으로 Payne 효과는 재료의 미세 구조의 변형, 즉 인접한 필러 클러스터를 연결하는 약한 물리적 결합의 파손 및 회복에 기인하는 변형에 기인할 수 있다. Payne 효과는 고무 부싱, 자동차 타이어 및 기타 제품의 주파수 및 진폭 의존적 동적 강성과 댐핑 거동에 필수적이기 때문에 이를 대표하는 구성 모델은 과거에 개발되었다(예: Lion 등 2003). 작은 변형에 따른 페이네 효과와 유사하게 큰 변형에 따른 멀린 효과가 관찰된다.
참고 항목
참조
- 플레처 W. P.와 젠트 A. N. (1953) 경화고무화합물, 트랜스의 동적특성에 관한 비선형성 고무 인드 29 페이지 266–280
- Payne A. R. (1962년). 흑색 천연고무 불카니제 탄소의 동적 특성 제1부 J. Appl. Polym. Sci. 6(19), 페이지 57–63.
- 라이온 A, 카델키 C, 하우프트 P. (2003) 페이네 효과의 주파수 및 진폭 의존성: 이론과 실험, 고무 화학 및 기술 76 페이지 533-547.
- 왕, M. J. (1999년). 충전된 고무의 동적 특성에서 주입구 네트워킹의 역할. 고무 화학 및 기술, 72(2), 430-448.
