英語翻譯：

【化】 brittle rupture

分詞翻譯：

斷裂的英語翻譯：

part; rupture
【計】 break-away; breakout
【化】 breakage; cracking; failure breaking; fracture
【醫】 fragmentation

專業解析

脆性斷裂（Brittle Fracture）是指材料在受到應力作用時，未發生顯著塑性變形即突然發生的斷裂現象。這種斷裂通常具有突發性、災難性，斷裂面相對平整，是材料失效的重要形式之一。以下是其詳細解釋：

一、核心定義與特征

1. 無塑性變形：脆性斷裂前幾乎不産生宏觀可見的永久變形（如頸縮），斷裂應變遠低于5% 。
2. 快速擴展：裂紋一旦萌生便以極高速度擴展（可達聲速），能量吸收率低 。
3. 斷口形貌：典型斷口呈平坦狀，可見放射狀紋路或解理台階（如河流花樣），常見于陶瓷、低溫下的金屬 。

二、發生條件與機理

1. 應力狀态：三向拉應力（如缺口根部）易誘發脆斷 。
2. 溫度影響：低溫顯著降低材料韌性，如低碳鋼的“韌脆轉變溫度”（DBTT）現象 。
3. 微觀機制：原子鍵沿特定晶面（解理面）直接分離，或沿晶界斷裂（晶間脆斷） 。

三、工程意義與防護

1. 危害性：突發斷裂易導緻橋梁、壓力容器等結構災難性失效 。
2. 改進措施：
   • 材料選擇：提高材料純淨度（減少夾雜物）
   • 設計優化：避免應力集中（如尖銳缺口）
   • 工藝控制：熱處理改善組織（如細化晶粒） 。

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權威參考來源：

• ASM International. ASM Handbook Vol. 1, 11, 19.
• Callister, W.D. Materials Science and Engineering: An Introduction. Wiley.
• Cambridge University Press. Cambridge Dictionary of Engineering Terms.
• Anderson, T.L. Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications. CRC Press.
• National Institute of Standards and Technology (NIST). Structural Failure Analysis Reports.

網絡擴展解釋

脆性斷裂是材料在無明顯塑性變形的情況下突然發生的斷裂現象。以下是其核心特征和機制的綜合解釋：

一、定義與基本特征

脆性斷裂發生時，材料幾乎不經曆塑性變形階段，斷裂具有突發性。表現為：

1. 無宏觀變形：構件斷裂時沒有明顯伸長、彎曲或縮頸（如杆件或容器破裂時無直徑增大或壁厚減薄）。
2. 能量吸收低：斷裂過程迅速，原子滑移和位錯運動極少，消耗能量僅為韌性斷裂的千分之一。
3. 破壞形态：常形成碎片，斷口平齊呈結晶狀或瓷狀，具有強金屬光澤。

二、斷口形貌特征

觀察尺度	宏觀特征	微觀特征
宏觀	結晶狀/瓷狀斷口，放射紋	人字花樣或放射狀條紋
微觀	解理斷裂（沿晶面分離）	沿晶斷裂（冰糖狀結構）

三、影響因素

1. 材料特性：高強度鋼、低溫下金屬（原子熱運動減弱）
2. 應力狀态：三向拉應力、沖擊載荷（高應變率）
3. 缺陷存在：裂紋、夾雜物等導緻應力集中

四、工程應用注意

第一強度理論（最大拉應力理論）指出：當最大主應力σ₁達到材料抗拉強度σ_b時即發生脆斷，強度條件為： $$ σ₁ ≤ [σ] $$ 這在壓力容器、橋梁等設計中尤為重要。

與韌性斷裂的關鍵區别在于塑性變形量，後者斷裂前會産生明顯頸縮（如低碳鋼拉伸時的縮頸現象）。實際工程中需通過材料選擇（提高韌性）、應力優化和缺陷控制來預防脆斷。

（完整理論體系可參考材料力學教材或、4、6的權威來源）

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