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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 高分子物理 » 关于拉伸模量的问题
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yingying1223

铁杆木虫 (著名写手)

[求助] 关于拉伸模量的问题

做了一些关于聚酰亚胺薄膜的拉伸测试，发现随着薄膜厚度增加，拉伸强度和断裂伸长率增加，而模量却是降低的，实在想不明白为什么模量会降低，希望大家交流自己的看法
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我相信明天
1楼 2012-05-02 09:40:39
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

crazy0036

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
20楼: Originally posted by yingying1223 at 2012-05-02 15:17:45:
用测厚仪测的

模量＝应力/应变.应力指的是内应力从而产生这个公式模量＝拉伸强度/应变，在测量的过程中，薄膜的切向面积是不断减小的，但是计算的过程始终以原始的面积计算产生的误差，模越厚，面积变化越大，拉伸强度的相对变小了，从你测试的结果中应变也增加了，模量自然减小了
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46楼2012-05-11 13:37:22
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lybwfm232

禁虫 (小有名气)
★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yingying1223: 金币+1, ★★★很有帮助 2012-05-02 09:46:51
wgs8136: 金币+1, 感谢应助，鼓励新虫发帖交流 2012-05-02 18:24:35
本帖内容被屏蔽
2楼2012-05-02 09:45:14
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hitzhengwei

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yingying1223: 金币+47, ★★★很有帮助 2012-05-02 10:23:42
wgs8136: 金币+1 2012-05-02 18:24:57
模量在完全均匀的材料中应该是不变的，但由于材料不可能保证完全均匀，相对于不同厚度的材料来说，其拉伸性能肯定会受到厚度或多或少的影响，而这其中以薄膜最为严重，因为其厚度较小，不均匀性也会相对增加。
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8楼2012-05-02 10:19:23
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hitzhengwei

木虫 (著名写手)
引用回帖:
13楼: Originally posted by yingying1223 at 2012-05-02 10:37:45:
测试的时候这个模量是计算出来的呀，我这里正是探讨厚度的影响

我想说的是：厚度对所有材料在测量拉伸模量的时候都会有影响，但是如果楼主所测量的模量日过差别不太大的话，取个平均值就可以当做这种材料的拉伸模量，但是如果差别很大，那就存在一个厚度方向不均匀的问题了。
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14楼2012-05-02 10:43:55
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zhufeichao

铜虫 (正式写手)
★
wgs8136: 金币+1 2012-05-02 18:24:27
你厚度增加了，不均匀性也增加了，按照统计来说是减小
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24楼2012-05-02 16:24:46
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zpzgraduate

铁杆木虫 (著名写手)
★
wgs8136: 金币+1, 感谢应助! 2012-05-02 18:25:30
楼主的模量是怎么得到的。通常模量应该是材料弹性阶段，也就是应力应变曲线的线性部分的斜率。
模量下降，强度和伸长率增大，就是变得又韧又强了。
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yingying1223
26楼2012-05-02 18:18:33
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hitzhengwei

木虫 (著名写手)
引用回帖:
21楼: Originally posted by yingying1223 at 2012-05-02 15:42:34:
其实这些不同厚度的薄膜存在不同的聚集态结构，用XRD分析可以知道，随着厚度增加，结晶度是增加的，但是模量却是降低的，这是我不明白的地方。你有何想法？

我是学力学的，从力学角度出发来说，随着厚度的增加，如果材料的拉伸性能变化特别大，那么肯定是材料本身的物理特性受厚度影响较大；而楼主所说的材料结晶度变化会随材料厚度而变化是关于材料方面的。一般来说，材料结晶度增加会使材料的拉伸强度增强，而拉伸强度增强并不等于材料模量的增强，尤其是针对薄膜，因为随着薄膜厚度的增加，薄膜的单向拉伸弹性应变极限也相对会增加，因而弹性模量是增加还是减少需要看具体情况了，楼主所说的模量降低是有可能的。
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28楼2012-05-02 19:59:40
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gli9003

新虫 (小有名气)
模量和拉伸强度都是材料的强度参数。同样的材料，如果试件尺寸不同，会得到不同的强度和模量，这是由于结构的影响，也是为什么要求实验时使用标准试样才能得到材料参数。

如果薄膜材料相同，只是厚度不同而得到不同的模量，说明你得到的不是材料参数，而是结构的强度和模量值，不能反映材料参数。
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yingying1223
31楼2012-05-03 09:34:40
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jiewuju

银虫 (初入文坛)
这个和材料缺陷有关系，厚度增加了，那些缺陷被调出来的概率就降低了。
平均下来不久降低了。
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yingying1223
34楼2012-05-03 13:13:33
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hitzhengwei

木虫 (著名写手)
引用回帖:
36楼: Originally posted by yingying1223 at 2012-05-04 12:00:43:
我后来结合测试曲线仔细想了一下，觉得还有点问题

模量是材料弹性阶段应力应变曲线的线性部分的斜率，只取决于曲线的前面部分，感觉与材料的延伸率关系不大

你这里说的应变极限是指什么？
前面很多人说   ...

在材料弹性阶段，其应力-应变曲线近似为一条直线，而直线的最高点为弹性极限（对应弹性应变极限），同样应力作用下不同厚度的材料会引起不一样的应变。模量是一个比较广的概念，楼主应该主要是想测量这种薄膜的拉伸模量，拉伸模量反应的是物体的一种弹性特性，而拉伸强度是指材料在拉伸过程中可以承受的最大应力（已经超出了弹性范围）。
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37楼2012-05-04 15:25:24
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hitzhengwei

木虫 (著名写手)
引用回帖:
40楼: Originally posted by yingying1223 at 2012-05-04 23:13:35:
我是学力学的，从力学角度出发来说，随着厚度的增加，如果材料的拉伸性能变化特别大，那么肯定是材料本身的物理特性受厚度影响较大；而楼主所说的材料结晶度变化会随材料厚度而变化是关于材料方面的。一般来说， ...

不好意思，我没有说明白，把两个概念说到一块了，没分开。楼主说的这种材料的断裂伸长率随着厚度的增加会增加，说明随着厚度的增加，这种材料的弹性应变极限应该也会增加，而模量表示这条直线的斜率，斜率的增加与否取决于弹性极限应力（也就是屈服应力）的增长是否大于弹性应变极限的增长速度。
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43楼2012-05-05 10:24:49
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普通回帖

yingying1223

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by lybwfm232 at 2012-05-02 09:45:14:
其实，拉伸强度跟模量的关系是，模量＝拉伸强度/应变。如果说强度增加了，应变也增加了，也很有可能使模量变小

一般在什么情况下模量会降低呢，模量降低能说明什么？
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我相信明天
3楼2012-05-02 09:47:45
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nk_vigor

禁虫 (著名写手)
★ ★
感谢参与，应助指数 +1
yingying1223: 金币+1, ★★★很有帮助 2012-05-02 10:02:25
wgs8136: 金币+1 2012-05-02 18:24:41
本帖内容被屏蔽
4楼2012-05-02 09:55:22
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dlp2000

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
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yingying1223: 金币+1, ★有帮助 2012-05-02 10:02:06
wgs8136: 金币+1, 感谢应助! 2012-05-02 18:24:48
模量＝拉伸强度/应变。模量有可能变小的。
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啦啦啦啦
5楼2012-05-02 09:55:24
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yingying1223

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by nk_vigor at 2012-05-02 09:55:22:
有可能是薄膜比厚膜干燥更完全
所以表现出来的模量更高
如果想验证
可能取厚膜的中间部分（抛去皮）测拉力试验

你的方法貌似可行，你说的取中间部分是类似于金属那样抛光表面？
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我相信明天
6楼2012-05-02 10:05:06
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yingying1223

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by nk_vigor at 2012-05-02 09:55:22:
有可能是薄膜比厚膜干燥更完全
所以表现出来的模量更高
如果想验证
可能取厚膜的中间部分（抛去皮）测拉力试验

你的猜测不无道理，但是假如厚膜干燥不完全，溶剂的存在起增塑剂的作用，引起模量降低，那为什么强度不降低？
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我相信明天
7楼2012-05-02 10:13:47
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yingying1223

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by hitzhengwei at 2012-05-02 10:19:23:
模量在完全均匀的材料中应该是不变的，但由于材料不可能保证完全均匀，相对于不同厚度的材料来说，其拉伸性能肯定会受到厚度或多或少的影响，而这其中以薄膜最为严重，因为其厚度较小，不均匀性也会相对增加。

如果我没有理解错的话，你的意思是薄膜的拉伸性能其实并不能反映真实情况吗？
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我相信明天
9楼2012-05-02 10:24:38
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TonyGeN
10楼2012-05-02 10:27:42
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