俄羅斯斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所和國立研究型技術(shù)大學(xué)合作，開發(fā)出一種對復(fù)雜材料進(jìn)行機(jī)械測試的新技術(shù)，能夠確定材料微米級變形集中區(qū)域，從而提前發(fā)現(xiàn)裂紋產(chǎn)生的部位，同時提出防止材料破壞的解決方案，有助于更好地控制材料狀態(tài)。相關(guān)研究論文發(fā)表在《聚合物》雜志上。

為了控制含油巖石、航空復(fù)合材料、發(fā)動機(jī)耐熱合金和其他具有分層結(jié)構(gòu)的材料的狀態(tài)，必須確切了解材料的變形是如何傳播的。目前還沒有一種簡單通用的方法來分析材料的微米級變形，使科研人員能夠進(jìn)一步研究和改善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為此，俄羅斯科研人員提出了機(jī)械測試技術(shù)方法。該方法包括觀察電子顯微鏡真空腔內(nèi)材料的逐步變形和以微米級分辨率同步成像兩個步驟。

在研究過程中，科研人員首先將國立研究型技術(shù)大學(xué)開發(fā)的多孔聚乙烯樣品與微型機(jī)械測試機(jī)一起放入掃描電子顯微鏡的真空腔內(nèi)，通過特殊軟件可以從這一過程中獲得數(shù)百張照片;然后使用數(shù)字圖像法進(jìn)一步建立材料微應(yīng)變分布的詳細(xì)圖像。這些圖像反映了材料不同區(qū)域應(yīng)力集中的變化。研究人員通過分析圖像，發(fā)現(xiàn)材料壓縮過程中的變形不是均勻發(fā)生的，而是逐漸擴(kuò)展并蔓延到材料薄膜條帶而形成的。

俄羅斯國立研究型技術(shù)大學(xué)物理化學(xué)系副教授阿列克謝·薩利蒙表示，通過對聚乙烯的測試，可以在復(fù)雜的多孔材料加載過程中建立變形的實時圖像，對這些微變形的分析能夠確定樣品測試期間以及產(chǎn)品使用期間變形集中的區(qū)域。而以前，這種狹窄的區(qū)域只是理論上的假設(shè)。他還指出，超高分子量聚乙烯多孔材料被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如替代骨和軟骨碎片，在細(xì)胞技術(shù)中作為細(xì)胞基質(zhì)等，上述方法簡單又通用，可以迅速推廣到配備了高分辨率數(shù)字成像設(shè)備的實驗室。

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