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韌性材料和脆性材料的拉伸試驗比對分析

我們知道材料的屬性有韌性和脆性之分，今天我們就用試驗數據來告訴大家如何界定該材料是韌性材料還是脆性材料。試驗之前我們需要準備的材料和儀器有：具有韌性的膠帶和具有脆性的塑料板并且分別標記為試樣1和試樣2，這里用來做拉伸試驗的儀器是天氏庫力自主研發的KL-20L型電子拉力機(機器照片如下)。

一.判斷材料屬性的依據：

在材料力學中我們常常規定拉伸斷后伸長率大于5%的材料為韌性材料而小于5%的材料為脆性材料。

二.拉伸試驗的詳細操作步驟如下：

1.我們先來做膠帶的拉伸試驗，截取一定長度的膠帶作為拉伸試樣(長度在10cm-20cm之間)。

2.將膠帶的兩端固定在拉伸夾具的中間，夾持膠帶的部分不得超過試樣膠帶的1/5。

3.確定膠帶夾緊之后，在電腦控制端設置好拉伸時的速度和最大拉伸行程(拉伸速度不宜過快，速度需均勻的進行)。

4.最后點擊“開始”按鈕，這時我們會看到夾具一個往上一個往下以均勻的速度拉伸膠帶。

5.直到膠帶被拉斷，本次試驗會立即停止。此時我們只需要保存試驗得出的結果即可(您也可以打印結果做科學研究使用)。

6.按照以上相同的操作方法對塑料板進行拉伸試驗。

三.拉伸試驗結果對比：

1.具有韌性的膠帶拉伸試驗結果如下：

試驗結果	寬度(mm)	厚度(mm)	最大力(N)	抗拉強度(MPa)	斷裂伸長率(%)	屈服強度(MPa)	延伸力(N)
膠帶試樣1	1.50	0.27	79.74	195.85	33.45	55.44	35.25

膠帶拉伸試驗總結:無明顯屈服強度的韌性材料，往往其拉伸曲線不會出現屈服平臺，而是一條光滑的曲線。曲線圖如下：

試驗結果	寬度(mm)	厚度(mm)	最大力(N)	抗拉強度(MPa)	斷裂伸長率(%)	屈服強度(MPa)	延伸力(N)
塑料板試樣2	10.06	4.15	2911.74	65.85	0.86	55.44	35.25

塑料板拉伸試驗總結:脆性材料發生斷裂時非常迅速，它的變形量也很小。曲線圖如下：

總結：從上面的數據我們可以看出膠帶的斷后伸長率是33.45%而塑料板的斷后伸長率是0.86，因此我們可以判斷出膠帶是韌性材料，塑料板是脆性材料。