断裂分析

物体断裂必有其原因。为了找到原因,需要观察断裂面上出现的各种形态,解读现象并进行解析。这就是所谓的断裂分析。
断裂面上出现的形态及断裂面形态类型多样,但在树脂材料中,常见的有“延性断裂”、“脆性断裂”、“疲劳断裂”、“蠕变断裂”和“溶剂开裂”。扫描电子显微镜(SEM)用于观察断裂面。

Ⅰ. 延性断裂

・因树脂的严重变形而导致断裂。
・断裂面的特征形态被称为韧窝花样。

延性断裂

延性断裂

Ⅱ. 脆性断裂

・树脂几乎没有变形,裂纹迅速扩大,导致断裂。
・即使是延性材料,在负荷条件、环境等因素的影响下,也会发生脆性断裂,从而引起断裂。
・断裂面的特征形态被称为河流花样。

脆性断裂的外观根据应力集中的程度而异。根据这种变化也可以确定断裂的原因。

应力集中大
应力集中大
应力集中小
应力集中小

*河流花样:是由裂纹扩散所产生的形态,因其河流状的外观而得名。由于其具有从裂纹产生部位呈放射状扩散的特征,因此通过寻找其收束部位,便可确定裂纹产生部位。

Ⅲ. 疲劳断裂

・重复的负荷会导致裂纹发生、扩展,随着裂纹扩展的断面减少,从而导致断裂。
・塑性变形仅限于裂纹扩展路径附近,因此呈现脆性外观。
・断裂面的特征形态被称为疲劳辉纹。

Ⅳ. 蠕变断裂

・在恒定的负荷应力下,随着时间的推移产生的变形会导致断裂(在高温下尤其显著)。
・可以观察到细微的树脂延伸。

Ⅴ. 溶剂开裂

・是由于应力与环境因素(化学品等)的作用而发生的开裂现象。
・也被称为环境应力开裂、化学应力龟裂等。