高分子配件表面出现划痕后,对其耐腐蚀性和耐磨性会产
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  • 1.破坏防护屏障,暴露内部结构:

    *高分子材料的耐腐蚀性很大程度上依赖于其表面完整、致密的分子结构层。这层结构能有效阻挡腐蚀性介质(如酸、碱、盐溶液、氧化性气体、溶剂等)的渗透和侵蚀。

    *划痕直接破坏了这层连续的防护屏障,在材料表面制造了物理缺陷。这些缺陷如同“门户”,使腐蚀性介质得以直接接触并侵入材料内部。原本被表面层保护的内部分子链或填料/添加剂等成分可能更容易受到化学攻击。

    2.增大接触面积和渗透路径:

    *划痕增加了材料与腐蚀环境的有效接触面积。原本光滑表面接触面积小,划痕的存在使得腐蚀介质能更深入地“楔入”材料内部。

    *划痕边缘和底部可能形成毛细作用,促进液体介质的渗入。同时,划痕为腐蚀介质提供了更短的扩散路径,使其能更快地到达材料内部敏感区域。

    3.诱发应力集中,加速局部腐蚀:

    *划痕底部通常存在应力集中现象。在应力和腐蚀介质的共同作用下,更容易诱发应力腐蚀开裂。即使材料本身具有良好的整体耐蚀性,在划痕也可能发生局部加速腐蚀,形成腐蚀坑或裂纹,并向深处扩展。

    *划痕边缘可能产生微小的、暴露的纤维端头(在增强复合材料中)或填料颗粒,这些点可能成为优先腐蚀点。

    4.引入污染和引发点:

    *划痕形成过程中,可能嵌入金属碎屑、灰尘或其他杂质。这些外来物质可能成为电偶腐蚀的阴极或阳极,或者本身具有催化作用,加速局部电化学反应,导致点蚀或缝隙腐蚀。

    对耐磨性的不利影响

    1.成为磨损起始点和应力集中源:

    *划痕本身就是一种表面损伤。在后续的摩擦过程中,这些划痕会成为优先磨损点。对磨件(如另一个硬表面、颗粒或流体)更容易“卡入”或“钩住”这些划痕的凸起边缘或凹陷底部。

    *划痕底部的高应力状态会降低材料的局部强度,使其在摩擦载荷下更容易发生塑性变形、微裂纹萌生和材料脱落。

    2.改变摩擦状态,加剧磨损机制:

    *原本光滑的表面摩擦系数可能较低。划痕的存在显著增加了表面粗糙度,导致摩擦系数增大,摩擦力随之升高,加剧了磨损。

    *划痕边缘的尖锐凸起在摩擦过程中容易发生微观切削(犁沟效应),加速材料移除。

    *脱落的材料碎片可能夹在摩擦副之间,成为磨粒,导致严重的三体磨粒磨损,进一步加速表面损伤,形成循环。

    3.加速疲劳磨损和脆性断裂:

    *在循环载荷或往复摩擦下,划痕底部的应力集中区域极易萌生疲劳微裂纹。这些裂纹在反复应力作用下扩展、连接,终导致表层材料以片状或颗粒状脱落(疲劳磨损)。

    *对于脆性较大的高分子材料(如某些工程塑料),划痕底部的应力集中可能直接引发脆性断裂,导致材料大块剥落。

    4.降低润滑效果:

    *如果工作环境涉及润滑剂(油脂或流体),光滑表面有助于形成连续的润滑膜。划痕会破坏润滑膜的连续性,导致局部润滑不良,甚至干摩擦,急剧加速磨损。

    综合影响

    划痕的存在不仅单独削弱了耐蚀性和耐磨性,这两者之间还会产生协同恶化效应:

    *腐蚀削弱了划痕区域的材料强度(如使高分子链降解),使其在摩擦过程中更易磨损。

    *磨损不断去除表面材料(包括可能的腐蚀产物层),暴露出新的、未腐蚀的材料进行腐蚀,同时磨损本身也产生新的表面缺陷,为腐蚀提供更多通道。

    *磨损产生的磨屑可能参与或催化腐蚀反应。

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