Хрупкость - еще одна важная характеристика, которую следует учитывать при оценке характеристик керамических материалов, и это частый фатальный недостаток керамических материалов. Видимое проявление хрупкости керамики таково: под внешним давлением разрушение происходит неожиданно и происходит взрыв. Косвенные характеристики заключаются в следующем: слабая устойчивость к механическим воздействиям и быстрым перепадам температуры.
Хрупкость керамики в первую очередь зависит от типа химической связи и кристаллической структуры. У керамики отсутствует независимая система скольжения. После того, как материал подвергся напряжению, трудно снять напряжение за счет пластической деформации, вызванной скольжением. Хрупкость вызвана наличием микротрещин, которые склонны к высокой концентрации напряжений, и впоследствии микротрещины распространяются и разрушаются. Ниже приводится характеристика хрупкости керамических материалов.
1. Характеристики ковалентной связи.
Между атомами, образующими химические связи в керамических материалах, есть многочисленные промежутки, что затрудняет движение дислокаций. Ковалентная связь обладает направленностью, что усложняет кристаллическую структуру, и обладает большей способностью противостоять деформации и препятствовать уникальной подвижности.
2. Характеристики микроструктуры
Керамические материалы поликристаллические и имеют многофазную структуру. Границы его зерен предотвратят смещение, а смещение агрегата приведет к развитию трещин. Помимо наличия точечных, линейных и поверхностных дефектов в реальной кристаллической структуре, существуют также микроскопические и субмикроскопические трещины, а также неизбежна структурная неоднородность. Кроме того, особенности микроструктуры, такие как границы зерен, поры, кристаллические фазы, двухфазные включения и трещины, могут вносить вклад в хрупкость керамических материалов.
3. Отсутствие характеристик пластической деформации
Большинство керамических материалов демонстрируют небольшую или очень незначительную пластическую деформацию под действием внешней силы при нормальной температуре, в результате чего керамические материалы внезапно разрушаются, что делает их хрупкими.
Хрупкое разрушение - это процесс перераспределения напряжений, который происходит, когда материал подвергается напряжению ниже его собственной прочности сцепления, и когда скорость приложенного напряжения превышает скорость перераспределения напряжений, другого процесса поглощения энергии нет, и напряжение не может быть ослаблено, поэтому требуется концентрированное использование. Рост трещин происходит очень быстро, что приводит к резкому разрушению. Хрупкое разрушение означает завершение роста трещины.
