脆性材料：科学的説明
脆性材料は、ストレスの下で突然かつ壊滅的に失敗する材料です 。これは、それらが変形がほとんどないかまったくない破壊または骨折を意味します 、壊れる前に曲がって伸びる可能性のある延性材料とは異なります。
ここに脆性材料の特性をより深く掘り下げます：
* 低引張強度： 脆性材料は、破壊する前に多くの引っ張り力に耐えることができません。
* 限られた延性： それらは、故障前に塑性変形（形状の永続的な変化）をほとんど、またはまったく示しません。
* 高骨折の靭性： 脆性材料は緊張下で弱いが、衝撃や圧縮下での亀裂や突然の故障に対して非常に耐性がある可能性があります。
* 結晶構造： ほとんどの脆性材料には、原子が繰り返しパターンに配置される規則的な結晶構造があります。この構造により、原子はストレスの下で互いに通り過ぎることが困難になります。
脆弱な材料の例：
* セラミック： ガラス、磁器、レンガ、コンクリート
* いくつかの金属： 鋳鉄、いくつかの合金
* 岩と鉱物： 石英、花崗岩、石灰岩
* プラスチック： 一部の種類のポリマーは、構造と組成に応じて脆くなる可能性があります。
脆性に影響する要因：
* 温度： しばしば、脆性材料は低温でも脆くなります。
* 応力率： ストレスを迅速に適用すると、負荷が遅い下で延性する材料であっても、脆性障害につながる可能性があります。
* 微細構造： 材料に亀裂、不純物、または欠陥の存在は、その脆性を大幅に低下させる可能性があります。
脆弱な材料の用途：
骨折する傾向にもかかわらず、脆性材料は特定の特性のためにまだ広く使用されています。それらはしばしば使用されます：
* 構造用途： レンガ、コンクリート、セラミックは、建物やインフラストラクチャで使用されています。
* 光アプリケーション： ガラスは、窓、レンズ、光ファイバーで使用されます。
* 研磨アプリケーション： ダイヤモンド、炭化シリコン、およびその他の硬くて脆性材料は、切断と研磨のための研磨剤として使用されます。
* 電気アプリケーション： セラミックは、電気システムの絶縁体として使用されます。
脆性を理解することは重要です：
* 材料選択： brittlenessが望まれているか望ましくないかのいずれかである特定のアプリケーションに適した材料を選択します。
* 障害分析： 構造とコンポーネントの脆性破損の原因を決定します。
* 材料設計： 強度と靭性が改善された新しい材料の開発。
脆性材料の性質を理解することにより、それらの独自の特性をよりよく利用し、潜在的な欠点を軽減できます。
