金属复合材料与树脂复合材料聚合物纤维测量仪
复合材料的断裂行为
复合材料的断裂一般从较脆的相的裂纹开始。这意味着在金属
基复合材料与树脂基复合材料中，裂纹通常开始于脆性的纤维，而
在陶瓷基复合材料中，裂纹往往开始于基体。起始裂纹的扩展方式
决定了复合材料的韧性。为了说明这一点，考虑一个脆性纤维与韧
性基体复合的体系，当一根孤立的纤维在沿其长度方向上的任一点
发生断裂时，该纤维所承受的应力必须传递给附近的基体与其他纤
维：如果附近的基体与纤维能够承受该应力，则在该载荷下，断裂
就不会发生。
界面在使断裂稳定中起着很重要的作用。如果在界面发生了剥
离，则裂纹会发生钝化，并使断裂稳定。裂纹还可以因韧性基体发
生塑性变形而钝化。在变形继续进行下去的情况下，如果断裂稳定
在某处，则裂纹将在其他地方萌生。这一过程会一直继续到损伤扩
展到很大，以至于原来由断裂的纤维所承受的应力，不能再为发生
断裂的基体所承受。此时，复合材料则发生较终断裂。
复合材料
较初合成的强化聚合物的纤维是尼龙与聚脂。这些纤维具有合
理的强度与弹性模量，并有良好的韧性。它们一般用于软材料的强
化，例如轮胎的橡胶、带、软管等。这些材料与传统的尼龙以及聚
脂相比，表现出强度与弹性模量的明显增加。这大大推动了聚合物
基复合材料向高硬度、高强度与重量轻方向的发展。
与纤维类似，基体材料也可以是聚合物、陶瓷或金属：碳也可
以作为基体，用碳纤维强化时则称为碳·碳复合材料。基体的主要
作用是对纤维提供横向的支持以及传递载荷。由于作为强化体材料
的纤维一般较脆，所以基体还是复合材料中韧性的来源。穿过脆性
纤维传播的裂纹，当其尖端进遇到韧性较好的基体时便停止扩展。
由于陶瓷基体的固有脆性，因此陶瓷基体是延性基体的例外。
