Fragilitatea este o altă caracteristică esențială de luat în considerare atunci când se evaluează performanța materialelor ceramice și este un defect fatal frecvent al materialelor ceramice. Expresia vizibilă a fragilității ceramice este: sub presiune externă, fractura este neașteptată și izbucnește. Performanța indirectă este următoarea: rezistență slabă la solicitări mecanice și fluctuații rapide de temperatură.
Fragilitatea ceramică este influențată în principal de tipul de legătură chimică și de structura cristalină. Ceramicii nu au un sistem de alunecare independent. Odată ce un material a fost stresat, este dificil să se elibereze tensiunea prin deformarea plastică produsă de alunecare. Fragilitatea este cauzată de prezența micro-fisurilor, care sunt predispuse la concentrații ridicate de stres, și ulterior micro-fisurilor se răspândesc și se sparg. Următoarele sunt caracteristicile introducerii fragilității materialelor ceramice.
1. Caracteristicile legăturii covalente
Există numeroase goluri între atomii care alcătuiesc legăturile chimice din materialele ceramice, ceea ce face mai dificilă inducerea mișcării dislocării. Legătura covalentă posedă direcționalitate, ceea ce complică structura cristalină și are o capacitate mai mare de a rezista la deformare și de a împiedica mobilitatea unică.
2. Caracteristicile microstructurii
Materialele ceramice sunt policristaline și au o structură multifazică. Limitele sale de cereale vor preveni deplasarea, iar deplasarea agregată va duce la dezvoltarea fracturilor. În plus față de prezența defectelor punctului, liniei și suprafeței în structura cristalină reală, există și fracturi microscopice și sub-microscopice, iar neomogenitatea structurală este inevitabilă. Mai mult, caracteristicile microstructurii precum limitele granulelor, porii, fazele cristaline, incluziunile în două faze și fracturile pot contribui la fragilitatea materialelor ceramice.
3. Fără deformare plastică Caracteristici
Majoritatea materialelor ceramice prezintă o deformare plastică mică sau doar minoră sub aplicarea forței externe la temperatura normală, provocând spargerea bruscă a materialelor ceramice, făcându-le să pară fragile.
Fractura fragilă este un proces de redistribuire a stresului care are loc atunci când un material este stresat sub propria forță de legătură și când rata stresului aplicat depășește rata de redistribuire a stresului, nu există alt proces de absorbție a energiei, iar stresul nu poate fi relaxat, este necesară o utilizare concentrată. Creșterea fracturilor are loc într-un ritm foarte rapid, rezultând distrugerea bruscă. Fractura fragilă marchează concluzia creșterii fisurilor.
