Painevaiheet

Painevaiheet ovat tilojen tai vaiheiden sarja, joita materiaali tai järjestelmä käy läpi, kun siihen kohdistuva paine muuttuu. Termiä käytetään erityisesti tekniikassa, fysiikassa ja geotieteissä kuvaamaan paineen vaikutuksia rakenteisiin ja materiaalin tilaan.

Painevaiheet viittaavat usein paineen aiheuttamiin faasimuutoksiin, joissa aine muuttaa rakennettaan tai tilaa. Esimerkkejä ovat veden korkean paineen jäämuodot Ice VI ja Ice VII sekä hiilen siirtyminen grafiitista timanttiin suurpaineissa. Geologiassa suuret konfiinointi- ja paineolosuhteet voivat johtaa mineraalimuutoksiin metamorfisissa tiloissa.

Mekaanisesti painevaiheet kuvaavat, miten materiaali reagoi paineen kasvaessa: elastinen vaste, yield- eli lujuusrajalle ylitys, plastinen muodonmuutos, kovettuminen sekä lopulta murtuma. Sekvenssi riippuu materiaalin ominaisuuksista sekä kuormitusolosuhteista ja lämpötilasta.

Mittaus ja sovellukset: Paine ilmoitetaan pascaleina (Pa) tai gigapascaleina (GPa). Paineen vaikutuksia tutkitaan sekä kokeellisesti että teoreettisesti, ja tuloksia esitetään paine- ja lämpötiladiagrammeina sekä faasidiagrammeina. Painevaiheiden ymmärrys on tärkeä muun muassa rakenteiden ja laitteiden suunnittelussa sekä geofysikaalisessa tutkimuksessa, kuten syvien maan- ja planeettaprosessien selittämisessä.