脆性材料疲劳

脆性材料疲劳（fatigue of brittle materials），工学-机械工程-机械工程基础-机械设计-机械强度学-结构完整性-载荷谱，延性和韧性低的材料产生疲劳的现象。随着能源短缺、环境恶化问题的日益突出，火力发电、石油化工、核能、航空发动机等现代工业装备的工艺向着高温、高压和大型化趋势发展，以提高装备的效益。随装备中高温部件服役温度的提高，给材料带来了严重挑战。为满足更高服役温度的要求，在过去几十年中陶瓷和金属间化合物及以它们为基的复合材料得到了一定的发展。这些材料的优点是耐高温，强度高；但缺点是属于脆性材料，并且在循环载荷下容易发生疲劳失效。尽管在这类材料的增强和增韧方面做过大量的研究，且取得了良好的效果，但对这类材料疲劳行为的研究和理解还相对有限。相对于大量使用的延性金属材料的疲劳，这类材料的疲劳被称为脆性材料的疲劳。脆性材料的疲劳行为显著不同于延性金属材料。如陶瓷材料的疲劳特征是：①疲劳裂纹并非自然起裂，其起裂总是与一些预先存在的缺陷有关。②循环载荷下陶瓷材料的疲劳断口形态与单向加载基本相同，即其循环加载和单向加载下的裂纹路径和扩展机理相同。