裂紋彎曲是陶瓷基複合材料的韌化的一種理論。當裂紋擴展時由於強化相的阻礙使得尖端路徑彎曲，從而使測得的斷裂韌性值提高。在該理論中，假定由於第二相的存在使在材料中擴展的裂紋尖端由直線變成曲線是韌化的根本所在。其解析方法與金屬中存在雜質時對位錯的作用相同。該機理多在第二相與基體結合強的場合觀察到。在顆粒強化玻璃、纖維強化玻璃等玻璃基複合材料中進行了較多的觀察。
基本介紹
- 中文名：裂紋彎曲
- 外文名：Crack bending
- 屬性：複合材料的韌化理論
- 領域：材料強度理論
性質,裂紋彎曲加韌,
性質
裂紋彎曲的討論適用於在裂紋彎曲過程中不遭受破壞的強的顆粒或纖維，且具有強的界面結合。圖所示為由裂紋彎曲引起的比斷裂韌性的提高。這裡必須注意的是，即使是發生了裂紋彎曲，但如果在裂紋的不穩定傳播時不能充分起作用，則即使有一定的韌化作用，也一般對強度的提高沒有幫助。例如，對應較弱的、在裂紋彎曲尖端遭受破壞的第二相，裂紋彎曲的強韌化效果就很小。
由裂紋彎曲引起的比斷裂韌性的提高
由裂紋彎曲引起的比斷裂韌性的提高裂紋彎曲加韌
研究發現，在ZnO中加入ZrO2後斷裂韌性增大，但系統中不存在相變，也無微裂紋生成。因而人們提出機理：在兩相或多相材料中，由於相性質失配而引起裂紋在外加粒子周圍發生傾斜與彎曲，降低了裂紋擴展的驅動力，從而產生增韌。ZrO2彌散粒子的加入就像銷釘一樣鎖住裂紋前端，從而阻止裂紋的進一步擴展。因而這種增韌機理也稱“針扎作用”。
裂紋偏轉是裂紋的非平面擴展現象。在外加粒子隨機分布的情況下，所產生的增韌效果取決於外加粒子的稠密度和顆粒形狀。顆粒長徑比大者（如棒狀或片狀顆粒）所引起的增韌效果比等軸顆粒好。
