脆性材料

從物理化學(xué)屬性來(lái)分，可分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和不同類型材料所組成的復(fù)合材料。從用途來(lái)分，又分為電子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常見的兩種分類方法則是結(jié)構(gòu)材料與功能材料；傳統(tǒng)材料與新型材料。結(jié)構(gòu)材料是以力學(xué)性能為基礎(chǔ)，以制造受力構(gòu)件所用材料，當(dāng)然，結(jié)構(gòu)材料對(duì)物理或化學(xué)性能也有一定要求，如光澤、熱導(dǎo)率、抗輻照、抗腐蝕、抗氧化等。功能材料則主要是利用物質(zhì)的獨(dú)特物理、化學(xué)性質(zhì)或生物功能等而形成的一類材料。一種材料往往既是結(jié)構(gòu)材料又是功能材料，如鐵、銅、鋁等。傳統(tǒng)材料是指那些已經(jīng)成熟且在工業(yè)中已批量生產(chǎn)并大量應(yīng)用的材料，如鋼鐵、水泥、塑料等。這類材料由于其量大、產(chǎn)值高、涉及面廣泛，又是很多支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，所以又稱為基礎(chǔ)材料。新型材料(先進(jìn)材料)是指那些正在發(fā)展，且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的一類材料。新型材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有明顯的界限，傳統(tǒng)材料通過(guò)采用新技術(shù)，提高技術(shù)含量，提高性能，大幅度增加附加值而成為新型材料；新材料在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)與應(yīng)用之后也就成為傳統(tǒng)材料。傳統(tǒng)材料是發(fā)展新材料和高技術(shù)的基礎(chǔ)，而新型材料又往往能推動(dòng)傳統(tǒng)材料的進(jìn)一步發(fā)展。

材料的沖擊吸收功能隨溫度的降低而降低，當(dāng)試驗(yàn)溫度低于TK時(shí)，沖擊吸收功明顯下降，材料由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，這種現(xiàn)象稱為低溫脆性。 2100433B

脆性材料脆性

材料在外力作用下（如拉伸、 沖擊等）僅產(chǎn)生很小的變形即破壞斷裂的性質(zhì)。聚合物脆性與聚合物結(jié)構(gòu)及使用條件（溫度、外力作用速率等）有關(guān)，柔性鏈高分子聚合物脆性小，韌性好；剛性鏈高分子則相反。

脆性材料材料

材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。如燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物，一般都不算是材料。但是這個(gè)定義并不那么嚴(yán)格，如炸藥、固體火箭推進(jìn)劑，一般稱之為“含能材料”，因?yàn)樗鼘儆诨鹋诨蚧鸺慕M成部分。材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代人們把信息、材料和能源譽(yù)為當(dāng)代文明的三大支柱。80年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。這主要是因?yàn)椴牧吓c國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。材料除了具有重要性和普遍性以外，還具有多樣性。由于多種多樣，分類方法也就沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

脆性斷口宏觀特征—斷口表面平齊,斷口邊緣沒有剪切“唇口”。斷口的顏色比較光亮,有時(shí)稍有灰暗,光亮的脆性斷口的宏觀...脆性斷口微觀特征—脆性斷裂的微觀判斷是解理花樣和沿晶斷口形態(tài);鑄鐵（牌號(hào)一般為以Q、HT等開頭的材料）,與非金屬材料都是脆性材料。

溫度變化，應(yīng)力情況，材料的疲勞極限，耐磨性，工作環(huán)境等等，結(jié)構(gòu)主要還是從應(yīng)力分布，大小，以及耐磨性等角度考慮。

對(duì)于脆性材料，沒有明顯的屈服與塑性變形階段，試樣在變形很小時(shí)即被拉斷，這時(shí)的應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限 。某些脆性材料的應(yīng)力 -應(yīng)變曲線上也無(wú)明顯的直線階段，這時(shí)，胡克定律是近似的。彈性模量由應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線的割線的斜率確定。

壓縮時(shí)，大多數(shù)工程韌性材料具有與拉伸時(shí)相同的屈服強(qiáng)度與彈性模量，但不存在強(qiáng)度極限。大多數(shù)脆性材料，壓縮時(shí)的力學(xué)性能與拉伸時(shí)有較大差異。例如鑄鐵壓縮時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的韌性，試樣破壞時(shí)有明顯的塑性變形，斷口沿約45°斜面剪斷，而不是沿橫截面斷裂；強(qiáng)度極限比拉伸時(shí)高4～5倍。

脆性材料結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)(brittle material model test of structures)是用脆性材料按相似條件制作研究水工結(jié)構(gòu)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)。分線彈性應(yīng)力模型試驗(yàn)和破壞試驗(yàn),前者研究結(jié)構(gòu)物在正常工作狀態(tài)下的線彈性應(yīng)力和變形狀態(tài);后者則通過(guò)超載加荷直至破壞研究結(jié)構(gòu)物及其地基的極限承載能力、破壞機(jī)理和超載安全度。

脆性材料結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的試驗(yàn)觀測(cè)一般采用電測(cè)法,對(duì)線彈性應(yīng)力模型試驗(yàn)和破壞試驗(yàn)分別進(jìn)行觀測(cè)。因石膏、硅藻土、輕石漿等脆性材料的彈塑性性能、泊桑比與原型混凝土接近,且質(zhì)地均勻、表面光滑。便于貼電阻應(yīng)變片,能較全面地反映原型的真實(shí)情況。是一種被廣泛應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)力學(xué)方法。2100433B

脆性材料水工結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)是指用與原型材料相似的脆性材料制成結(jié)構(gòu)模型，研究其應(yīng)力、變形和安全度的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在水利水電建設(shè)中常用的混凝上、石料及各類圍巖多屬脆性材料，通常用石膏類，石膏硅藻土混合材料類或混凝土(包括水泥浮石混凝土和微粒混凝土等)類脆性材料，按照相似理論制作模型。用電阻應(yīng)變計(jì)及其他電測(cè)傳感器或光測(cè)、機(jī)測(cè)方法，量測(cè)其受載荷后的應(yīng)力、應(yīng)變及位移等物理量，以研究結(jié)構(gòu)物及其地基的應(yīng)力、變形、穩(wěn)定性及破壞等性態(tài)。它可以用于靜力和動(dòng)力問(wèn)題的研究，也可進(jìn)行破壞試驗(yàn)。它特別適用于拱壩、重力壩等大型水工建筑物的試驗(yàn)研究，也可用于渡槽。蝸殼、地下洞室、升船機(jī)塔柱等結(jié)構(gòu)物的試驗(yàn)研究 。