A1 Fratura Dúctil-Frágil e Fissurada

Tópico

O desenvolvimento de uma microfissura incipiente neste polímero, sob uma combinação de pressão hidrostática e tensão de tração, inicia uma fissuração em vez de uma fratura frágil imediata. Nessa fissuração, em uma região do polímero imediatamente à frente da microfissura incipiente, o próprio material se estica e se orienta em microfibrilas paralelas, preenchendo a microfissura em vez de deixá-la completamente aberta. Uma combinação mais intensa de pressão hidrostática e tensão de tração faz com que essa fissuração se inicie mais facilmente e se propague da microfissura incipiente para uma região mais ampla do polímero.

O fato de essas microfibrilas orientadas da fissuração continuarem a se esticar, à medida que a microfissura que elas preenchem tenta se alargar ainda mais, é o que dissipa energia dentro deste polímero: cada extensão da fibrila da fissuração consome, nesse próprio estiramento, uma porção da energia que, de outra forma, alimentaria diretamente a propagação daquela microfissura, e é essa energia dissipada que proporciona a resistência à fissuração efetiva deste polímero. O fato de essa extensão da fibrila de fissura continuar por um período mais longo, antes que essas mesmas fibrilas finalmente se rompam, consequentemente aumenta essa tenacidade efetiva à fissuração.

Portanto, este modelo, com a fissura e a tenacidade efetiva à fissuração com as quais foi desenvolvido, descreve um mecanismo de dissipação de energia que não compartilha nem com a estatística de Weibull, que já descreve, para uma cerâmica, outro modelo de um conjunto diferente de materiais, nem com a plasticidade dúctil por deformação por deslocamento, que já descreve, para um metal, um modelo de um conjunto ainda diferente de materiais: enquanto essa cerâmica frágil carece de qualquer mecanismo de dissipação comparável e falha de acordo com a mesma estatística de Weibull sem aviso prévio, e esse metal dúctil dissipa energia movendo deslocamentos por toda a sua microestrutura, este polímero dissipa energia, por outro lado, orientando microfibrilas dentro dessa região de fissuração muito localizada, logo à frente da microfissura. O fato de esse mecanismo de fissuração ser diferente tanto dos mecanismos cerâmicos quanto dos metálicos significa que esse polímero pode exibir uma fratura dúctil-frágil com sua própria assinatura característica, sempre precedida por essa fissura visível, em vez de replicar o comportamento frágil da cerâmica ou o comportamento dúctil do metal.

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