復合材料與橡膠、金屬、聚合物材料研究顯微鏡
纖維復合材料的損傷與斷裂
目前可供工程師選用的材料有50000多種。為了簡單起見，將這些
材料分為六大類：金屬、聚合物、彈性材料(合成橡膠)、陶瓷、玻璃與
復合材料。每一類材料的性能與特征有一些共同性。例如陶瓷有高的模
量，而聚合物的模量較低；金屬有高的韌性，而玻璃是脆性的。合成橡
膠強度小，而復合材料則強。
物理學家對材料劃分類別時，是根據原子組合的性質與原子結構的
規則性或不規則性區分的。原子之間的排列組合的牢固性與方向性決定
著材料的強度與剛度，并能決定材料基本的上限值，這對工程師是較重
要的。材料的韌性比較神秘，它與強度與剛度本身不是直接相關的，而
決定于材料中的固有缺陷或裂紋頂端所發生變形與斷裂的局部細觀事件
。脆性材料的增韌
一般有兩類增韌機理。第一類包括在裂紋尾跡上沿裂紋面的工藝過
程(典型的是復合材料)。例如裂紋架橋即屬于此類。還有，纖維在開裂
的基體中拔出，以及在用橡膠增韌的環氧中，橡膠粒子的拉長都是很好
的例子。這種增韌機理對裂紋頂端應力強度因子尺，和材料的局部裂紋
擴展阻力都有直接影響。
第二：類增韌方法是在工藝過程區內發生的，復合材料與橡膠增韌
聚苯乙烯中龜裂所出現的相變。這類增韌機理產生的韌性一般與過程區
的寬度成比例。如果聯合使用上述兩類增韌機理，效果就會倍增。
