无机材料的脆性断裂与强度课件.pptVIP

第二章无机材料的脆性断裂与度l第一脆性断裂象l第二理合度l第三Griffith微裂理l第四力度因子和平面断裂性l第五裂的起源与快速展l第六无机材料中裂的界生l第七微构材料脆性断裂的影响l第八提高无机材料度改材料性的途径l第九复合材料l第十无机材料的硬度

第一脆性断裂象材料在外力作用下的表行：形断裂材料在外力作用下的行程：塑性形粘性形高温蠕性形性畸脆性断裂性断裂断裂蠕断裂

1、断裂的定固体材料在力的作用下分成若干部分的象。2、断裂的分根据断裂前生塑性形的情况，分性断裂和脆性断裂两种。（1）、性断裂（延性断裂）是材料在断裂前及断裂程中了明宏塑性形的程。（2）、脆性断裂是材料在断裂前没有明的宏塑性形，没有明的迹象，往往表突的快速断裂程。脆性断裂具有很大的危性！

2002年11月19日，希腊“威望”号油在西班牙加利西省所属海域触礁，断裂成两截，随后逐下沉。据悉，艘船上共装有7.7万吨燃料油，可能是世界上最重的燃油泄漏事件之一。

1912年号称永不沉没的豪的泰坦尼克号(Titanic)沉没于冰海中。究竟是什么原因致艘巨沉没？1995年2月美国《科学大众》(PopularScience）志表了RGannon的文章，是『WhatReallySankTheTitanic』,回答了80年未解之。上是两个冲果，左面的取自海底的Titanic号，右面的是近代船用板的冲。由于早年的Titanic号采用了含硫高的板，性很差，特是在低温呈脆性。所以，冲是典型的脆性断口。近代船用板的冲具有相当好的性。

3、脆性断裂行（1）、脆性断裂的步裂和缺陷的形成裂或缺陷的展（2）、脆性断裂的形式突性断裂：材料受力→断裂源裂尖端的横向拉力达到材料的合度→裂展→引起周力再分配→裂的加速展→突性断裂慢断裂：材料受力→裂慢生→慢开裂裂的存在及其展行是致脆性断裂的根本原因并决定材料抵抗断裂的能力！

（3）、断裂的断口形貌性断裂脆性断裂

第二理合度前言：l材料度是材料抵抗外力作用表出来的一种性，决定材料度的最基本因素是分子、原子（离子）之的合力；l无机材料的抗度是抗拉度的近10倍，抗拉度是最得研究的；l材料的断裂就是材料中外力克服了原子合力，形成了两个新的表面；在外加正力作用下，将晶体中的两个原子面沿垂直于外力方向拉断所需的力称理合度或理断裂度。

理合度的物理模型：在外力作用下，解理面的原子合遭到破坏，从而引起晶体的脆性断裂。所以，晶体的的理度由原子合力决定。当原子于平衡位置，原子的作用力零；在拉力作用下，原子距増大，引力也增大。曲上的最高点代表晶体的最大合力，即理断裂度?。th

理合度的数学模型：了、粗略地估算理合度，Orowan（奥万）提出了用正弦曲来近似原子束力与原子距的关系曲。即：式中:?理合度th?正弦曲的波

材料断裂，将生两个新表面,使位面原子平面分开所做的功等于生两个新表面所需的表面能。分开位面原子平面所作的功，其等于放出的性能，可用中曲下所包的面来算，有：

材料形成新表面的表面能，，有：在接近平衡位置O的区域，曲可以用直代替（性形），服从虎克定律：

原子距,很小,因此，得：可，理合度只与性模量，表面能和晶格距离等材料常数有关。要得到高度的固体，就要求和大，小。

式中a是晶格常数，随材料的种的不同而不同。通常情况下，?等于?E/100，nn?th=E/10熔融石英?=24.1GPa?E/4碳化硅晶?=6.47GPa?E/23氧化晶?=15.2GPa?E/33nnnn尺寸大的材料度比理度低得更多，E/100–E/1000

第三Griffith微裂理1920年Griffith了解玻璃的理度与度的差异，提出了微裂理，后来逐成脆性断裂的主要理基。一．理的出点Griffith材料中是存在多小的微裂或缺陷，在外力作用下生力集中象，当力达到一定程度，裂开始展，最致断裂。即断裂并不是两部分晶体同沿整个界面拉断，而是裂展的果。

二．Inglis裂尖端力集中理Inglis（英格里斯）于1913年研究了孔洞板的力集中，形成了裂尖端的力集中理。理考了裂端部一点的力，当?等于材tip料的理度，裂就会被拉开，c随之大，?又tip一步增加。如此性循，致材料迅速断裂。即裂展的界条件：σ的力?就是界力?cσtipσtip?，有：2c理只考了裂端部一点的力上裂端部的力状很复。σ

Griffith借上述理果，从能量的角度研究了裂展的条件：物体内存的性能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能，即物体内存的性能的降低（或放）是裂展的力。三．Griffith理模型位厚度、无限薄板，板内有一度2c、并垂直于力的裂，施加一拉力。

四．Griffith理公式如果是平面状，界力表示：公式与理合度比，在形式上两者是相同的，只是后者用πc/2代替