메짐성
Brittleness
재료는 응력을 받았을 때 탄성변형이 적고 소성변형이 크지 않은 상태에서 파손되면 부서지기 쉽다.부서지기 쉬운 재료는 파괴되기 전에 상대적으로 에너지를 거의 흡수하지 않습니다. 심지어 고강도 재료도 마찬가지입니다.부러지는 소리는 종종 날카로운 찰칵 소리를 [citation needed]동반한다.
재료 과학에서 사용되는 경우, 일반적으로 고장 전에 소성 변형이 거의 없거나 전혀 없는 재료에 적용됩니다.한 가지 증거는 깨진 반쪽을 맞추는 것입니다.소성 변형이 발생하지 않았기 때문에 정확하게 맞아야 합니다.
다양한 소재의 메짐성
폴리머
폴리머의 기계적 특성은 실온에 가까운 온도 변화에 민감할 수 있습니다.예를 들어 폴리(메틸 메타크릴레이트)는 온도 [1]4ºC에서는 매우 취약하지만 온도가 상승하면 연성이 증가한다.
비정질 중합체는 다른 온도에서 다르게 행동할 수 있는 중합체이다.저온(유리 영역), 중간 온도(가죽 또는 유리 전이 영역), 고온(고무 흐름 및 점성 흐름 영역)에서 유리처럼 작동할 수 있습니다.이 동작을 점탄성 동작이라고 합니다.유리 상태의 영역에서는 비정질 폴리머가 단단하고 부서지기 쉽습니다.온도가 올라가면 폴리머가 잘 부서지지 않게 됩니다.
금속
일부 금속은 슬립 시스템으로 인해 부서지기 쉬운 특성을 보입니다.금속은 슬립 시스템이 많을수록 부서지기 쉬운데, 이러한 슬립 시스템의 많은 부분을 따라 소성 변형이 발생할 수 있기 때문입니다.반대로 슬립 시스템이 적으면 소성 변형이 적고 금속이 더 잘 부서집니다.예를 들어, HCP(육각형 밀착 포장) 금속은 활성 슬립 시스템이 거의 없으며 일반적으로 부서지기 쉽습니다.
세라믹스
세라믹은 일반적으로 전위 운동 또는 미끄러짐의 어려움으로 인해 부서지기 쉽습니다.결정 세라믹에는 전위가 이동할 수 있는 슬립 시스템이 거의 없기 때문에 변형이 어려워지고 세라믹이 더 잘 부서집니다.
세라믹 재료는 일반적으로 이온 결합을 보인다.이온의 전하와 같은 전하 이온의 반발로 인해 슬립이 더욱 제한된다.
메짐성 재료 교체
재료는 더 약해지거나 덜 약해지도록 변경할 수 있습니다.
강화
재료가 강도의 한계에 도달하면 일반적으로 변형 또는 파단 중 하나를 선택할 수 있습니다.소성변형 메커니즘(입경저감, 석출경화, 작업경화 등)을 방해함으로써 천연 가단성 금속을 더욱 강하게 만들 수 있지만, 이것이 극단적으로 진행되면 파단 가능성이 높아져 재료가 깨지기 쉬워진다.따라서 재료 인성을 개선하는 것은 균형 잡힌 행동이다.
유리와 같은 자연 메짐성 재료는 효과적으로 강화되는 데 어려움이 없습니다.대부분의 그러한 기법은 두 가지 메커니즘 중 하나를 수반한다. 즉, 전파 균열의 끝을 꺾거나 흡수하거나 예측 가능한 특정 선원의 균열이 강제로 닫히도록 주의 깊게 제어된 잔류 응력을 생성하는 것이다.첫 번째 원리는 두 장의 유리가 폴리비닐 부티랄 층으로 분리되는 적층 유리에 사용됩니다.폴리비닐 부티랄은 점탄성 폴리머로서 성장하는 균열을 흡수합니다.두 번째 방법은 강화 유리와 프리스트레스 콘크리트에 사용됩니다.Prince Rupert's Drop에 의해 유리 강화에 대한 시연이 제공됩니다.금속 입자를 사용하여 시료가 응력을 받을 때 그리스를 발생시킴으로써 메짐성 폴리머를 강화할 수 있으며, 그 좋은 예가 높은 충격의 폴리스티렌 또는 HIPS입니다.가장 부서지기 쉬운 구조 세라믹은 탄화규소(주로 높은 강도로 인해)와 변환 강화 지르코니아입니다.
예를 들어 폴리에스테르 수지 등의 연성 매트릭스에 메짐성 유리 섬유를 삽입하는 복합 재료에는 다른 철학이 사용됩니다.응력을 받으면 유리-매트릭스 계면에 균열이 생기지만 너무 많은 에너지가 흡수되어 재료가 강화된다.금속 매트릭스 복합재 제작에도 동일한 원리가 사용됩니다.
압력의 영향
일반적으로 압력에 의해 재료의 메짐 강도를 높일 수 있다.이는 지각의 약 10km(6.2mi) 깊이의 메짐성-연성 전이 구역에서 암석이 부서질 가능성이 낮아지고 연성 변형이 일어날 가능성이 높은 예로서 발생한다(레이드 참조).
균열 성장
초음속 파괴는 부서지기 쉬운 물질에서 음속보다 빠른 균열 운동이다.이 현상은 슈투트가르트에 있는 막스 플랑크 금속 연구소와 캘리포니아 새너제이 IBM 알마덴 연구소의 과학자들에 의해 처음[citation needed] 발견되었다. 아브라함)
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Callister Jr., William D.; Rethwisch, David G. (2015). Fundamentals of Materials Science and Engineering (5 ed.). Wiley. ISBN 978-1-119-17548-3.
- Lewis, Peter Rhys; Reynolds, K; Gagg, C (2004). Forensic Materials Engineering: Case studies. CRC Press. ISBN 978-0-8493-1182-6.
- Rösler, Joachim; Harders, Harald; Bäker, Martin (2007). Mechanical behaviour of engineering materials: metals, ceramics, polymers, and composites. Springer. ISBN 978-3-642-09252-7.
- Callister, William D.; Rethwisch, David G. (2015). Fundamentals of Materials Science and Engineering. Wiley. ISBN 978-1-119-17548-3.
