高分子材料受到交变载荷作用时,外力所作的功包括两部分:一部分是应力作用,将造成高分子材料内部结构的某种的变化,例如分子链的滑动、断裂、重排与定向等;另一部分则是高分子材料发生内摩擦所消耗的能量,这种内摩擦使得高分子材料内部高温局部升高,显著的促使前一部分所发生的过程加速进行。这些大分子激烈活动区域内的应力集中更为显著。在交变载荷持续作用下,高分子材料内部不断产生微裂缝并继续扩展,使这些区域的强度不断下降以致断裂。当高分子材料中有增强物或夹杂物时,这些物质与高分子材料交换的界面上,很容易产生疲劳裂纹。
上世纪八十年代,一系列关于高分子断裂及粘着的综述相继出版,这些研究成果使我们能够提出高分子脱离过程中的银纹(微裂纹)理论,从而使预测、关联相关试验结果成为可能,如在什么条件下高分子能够与一个坚硬的固体发生或强或弱的粘着。这一理论可以用于高分子的磨损。实际上,它可以同时用于解释磨损中的粘着及粘着中的磨损。
磨粒磨损的发生有三个步骤:
A、与对摩面某一区域接触的高分子材料发生变形,这是由高分子材料的硬度决定;
B、对摩面相对运动产生摩擦力;
C、变形的材料发生断裂,这取决于高分子材料的断裂能,它可以用高分子材料应力—应变下的面积来度量,相当于断裂应力σ与断裂伸长率ε的乘积。