金屬復合材料與樹脂復合材料聚合物纖維測量儀
復合材料的斷裂行為
復合材料的斷裂一般從較脆的相的裂紋開始。這意味著在金屬
基復合材料與樹脂基復合材料中，裂紋通常開始于脆性的纖維，而
在陶瓷基復合材料中，裂紋往往開始于基體。起始裂紋的擴展方式
決定了復合材料的韌性。為了說明這一點，考慮一個脆性纖維與韌
性基體復合的體系，當一根孤立的纖維在沿其長度方向上的任一點
發生斷裂時，該纖維所承受的應力必須傳遞給附近的基體與其他纖
維：如果附近的基體與纖維能夠承受該應力，則在該載荷下，斷裂
就不會發生。
界面在使斷裂穩定中起著很重要的作用。如果在界面發生了剝
離，則裂紋會發生鈍化，并使斷裂穩定。裂紋還可以因韌性基體發
生塑性變形而鈍化。在變形繼續進行下去的情況下，如果斷裂穩定
在某處，則裂紋將在其他地方萌生。這一過程會一直繼續到損傷擴
展到很大，以至于原來由斷裂的纖維所承受的應力，不能再為發生
斷裂的基體所承受。此時，復合材料則發生較終斷裂。
復合材料
較初合成的強化聚合物的纖維是尼龍與聚脂。這些纖維具有合
理的強度與彈性模量，并有良好的韌性。它們一般用于軟材料的強
化，例如輪胎的橡膠、帶、軟管等。這些材料與傳統的尼龍以及聚
脂相比，表現出強度與彈性模量的明顯增加。這大大推動了聚合物
基復合材料向高硬度、高強度與重量輕方向的發展。
與纖維類似，基體材料也可以是聚合物、陶瓷或金屬：碳也可
以作為基體，用碳纖維強化時則稱為碳·碳復合材料�；w的主要
作用是對纖維提供橫向的支持以及傳遞載荷。由于作為強化體材料
的纖維一般較脆，所以基體還是復合材料中韌性的來源。穿過脆性
纖維傳播的裂紋，當其尖端進遇到韌性較好的基體時便停止擴展。
由于陶瓷基體的固有脆性，因此陶瓷基體是延性基體的例外。
