Scanning Electron Microscopy of Plastics Failure

"2 Oberflächenschäden (S. 55-56)

Bei der Berührung der Oberfläche eines Kunststoffs durch einen anderen Festkörper oder ein anderes Medium kann es zu folgenden Wechselwirkungen kommen:
• elastische und viskoelastische (reversible) Verformung,
• viskose (irreversible) Verformung,
• abrasiver Materialabtrag,
• Erwärmung durch viskoelastische und viskose Verformung (Bewegungsenergie aus Relativbewegung),
• Erwärmung durch Wärmeübergang,
• chemische Reaktion,
• Diffusion.

Die elastische Verformung hinterlässt keine bleibenden Spuren auf den Oberflächen. Wärmeübergang kann, die anderen genannten Wechselwirkungen müssen, Spuren hinterlassen. Ob es zu flächigen oder örtlichen Beschädigungen kommt, hängt von der Verteilung und Zahl der zerstörenden Ereignisse je Flächeneinheit ab. Zu gleichmäßiger Abtragung wird es dann kommen, wenn die Partner (fest, flüssig, gasförmig) groß- flächig aufeinander einwirken. In der Praxis wirken oft mehrphasige Ströme auf eine feste Fläche ein, z.B. Flüssigkeitsstrom mit Festkörperteilchen. Örtlicher Angriff kann entstehen entweder durch ein einmaliges Ereignis oder durch Konzentration vieler Ereignisse auf einen Punkt.

2.1 Mechanische Oberflächenschäden

Nicht nur Festkörper, sondern auch Flüssigkeiten und Gase können mechanische Beschädigungen auf den Oberflächen hervorrufen. Außerdem können mechanische Beschädigungen auch ohne direkte Berührung auftreten als Folge entfernt angreifender äußerer Kräfte (Beispiele: Einschnürung).

2 Surface Damage

Contact between the surface of a polymeric material and another solid or medium may cause one of the following interactions:

• elastic and visco-elastic (reversible) deformation,
• plastic (irreversible) deformation,
• abrasive removal of material,
• heating caused by visco-elastic and plastic deformation (kinetic energy caused by relative movement),
• heating caused by heat transfer,
• chemical reactions,
• diffusion.

Elastic deformation leaves no permanent trace on the surfaces. While heat transfer may leave permanent traces, the other types of interaction will inevitably do so. Whether the damage extends over the entire area or is localized depends on the number and distribution of the destructive occurrences per unit area. Uniform wear will take place if the two materials (solid, liquid, or gaseous) are in contact over a large surface area.

Under practical conditions, multi-phase flows often act on a solid surface, e.g., a flow of liquid with solid particles in it. Local surface damage is caused by either a single occurrence or by a concentration of many occurrences at one particular point. 2.1 Mechanical Surface Damage Mechanical surface damage is caused not only by solids but also by liquids and gases. Moreover, mechanical damage can occur without direct contact but as a result of external forces attacking the surface from a distance, e.g., constriction."