脆性ぜいせい

脆性ぜいせい（ぜいせい、brittleness）は、物質ぶっしつの脆もろさを表あらわす技術ぎじゅつ用語ようご。破壊はかいに要ようするエネルギーの小ちいさいことをいう。対語ついごとしては靱性（じんせい：壊こわれにくいこと）と展延てんえん性せい（壊こわれずに変形へんけいすること）がある。

「脆もろ」の文字もじが常用漢字じょうようかんじに含ふくまれていないことからぜい性せいと表記ひょうきされることもある。本ほん記事きじでは学術がくじゅつ用語ようご集しゅうに準じゅんじて「脆性ぜいせい」の表記ひょうきで統一とういつする。

脆性ぜいせい破壊はかい

脆性ぜいせい破壊はかいとは弾性だんせい変形へんけいを越こえた応おう力りょくによって、固体こたい材料ざいりょうの原子げんし結合けつごうが切断せつだんされるために起おこる破壊はかい現象げんしょうであり、ガラスの室温しつおんでの破壊はかいが代表だいひょう的てきである。対たいして、延性えんせい破壊はかいは塑性そせい変形へんけい（すべり変形へんけい、原子げんしの移動いどう）が進すすんだ後のちに破壊はかいに至いたる現象げんしょうであり、金属きんぞく材料ざいりょうでは転位てんいの集積しゅうせきによりマイクロボイドが発生はっせい・合体がったいすることで生しょうじる。結果けっかとして、延性えんせい破面アランカルはディンプルと呼よばれる孔あなが連つらなった複雑ふくざつな形状けいじょうを呈ていし、脆性ぜいせい破面アランカルは平滑へいかつな面めん（金属きんぞく材料ざいりょうでは破面アランカル単位たんいや有効ゆうこう結晶けっしょう粒つぶと呼よばれる）が連つらなった形状けいじょうを呈ていする。

金属きんぞくなどの延性えんせい材料ざいりょうは、力ちからが加くわわると原子げんし（または転位てんいのような結晶けっしょうの不完全ふかんぜん部ぶ）が移動いどうすることによって破壊はかいせずに塑性そせい変形へんけいするが、原子げんしが移動いどうしにくい結合けつごう（例たとえば共有きょうゆう結合けつごうやイオン結合けつごう）をしている材料ざいりょう、結晶けっしょうは原子げんし間あいだ結合けつごう力りょくを超こえる力ちからが加くわわると分離ぶんりし破壊はかいするというイメージである。

ある材料ざいりょうにおいて、脆性ぜいせい破壊はかいと延性えんせい破壊はかいのいずれか、或あるいは両方りょうほうが起おこるかは、材料ざいりょうの応力おうりょく状態じょうたいや温度おんどに強つよく依存いぞんする。すなわち、ある応力おうりょく状態じょうたいで原子げんし結合けつごうが切断せつだんされる方ほうが容易よういであれば脆性ぜいせい破壊はかいが、原子げんし・転位てんいの移動いどうが容易よういであれば塑性そせい変形へんけいが起おこる。こうして材料ざいりょうの一部いちぶが脆性ぜいせい破壊はかいないし塑性そせい変形へんけいすると応力おうりょく状態じょうたいが変かわり、続つづいてその時点じてんの応力おうりょく状態じょうたいで容易よういな脆性ぜいせい破壊はかいか塑性そせい変形へんけいが次々つぎつぎと起おこっていく。塑性そせい変形へんけいが続つづくと、やがて転位てんいのような格子こうし欠陥けっかんが集積しゅうせきしてマイクロボイドを生しょうじて、延性えんせい破壊はかいに至いたる。

本ほん項こうのかつての説明せつめいのように、脆性ぜいせい破壊はかいと延性えんせい破壊はかいを排他はいた的てきに考かんがえるのは正ただしくない。脆性ぜいせい破壊はかいは弾性だんせい領域りょういき内ないで生しょうじる破壊はかいであり、弾性だんせい変形へんけいの限界げんかいとして脆性ぜいせい破壊はかいが生しょうじるのは事実じじつであるが、材料ざいりょうは塑性そせい変形へんけい後ごも脆性ぜいせい破壊はかいを起おこしうる。上述じょうじゅつのように、一部いちぶが延性えんせい破壊はかいした後のちに応力おうりょく状態じょうたいが変かわって、脆性ぜいせい破壊はかいが容易よういになれば、延性えんせい破面アランカルと脆性ぜいせい破面アランカルが混在こんざいしうるし、実際じっさいの材料ざいりょうもそうなっている。

水素すいそ脆性ぜいせいについては、該当がいとう項目こうもくを参照さんしょうされたい。

関連かんれん項目こうもく

• 塑性そせい
• 水素すいそ脆もろ化か
• 破壊はかい力学りきがく
• 衝撃しょうげき試験しけん
  • シャルピー衝撃しょうげき試験しけん
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