可用电子金相显微镜金属夹杂物分析图像显微镜

缺陷的影响

　　玻璃纤维根本上是单体、线弹性的脆性材料，其高强度依赖于没有
瑕疵和缺陷。这些缺陷以亚微观的夹杂和裂纹形式出现。通常可用电子
扫描显微镜看到这些夹杂物，但是却很难发现足以使强度显著降低的“
裂纹”，因为其尺寸是纳米级的。然而，当查看断裂表面时，缺陷的原
点的确是明显可见的，因为扩展始于呈平坦(镜)表面的缺陷区，并在扩
展加速时由这个区域转换成锯齿形的表面。

　　由于与其他纤维摩擦，市场供应的玻璃纤维特别容易形成缺陷，导
致其强度比实验室条件下试验的原纤维低20％。

　　拉伸强度大概主要取决于表面层内的组成、结构及内应力，而所有
这些均与内部的结构有明显的差异，这部分是由高冷却速率所致。虽然
这表面层只有纳米级的厚度，但对于大于2GPa的高强度纤维，却与制约
其强度的缺陷尺寸相当。通常，表面缺陷对降低强度的影响与具有双倍
长度的内部缺陷相似。

　　潮湿环境会降低玻璃纤维在持续载荷下的强度，因为缺陷表面吸收
的水分降低了表面能，促进其扩展到临界的尺寸。玻璃纤维的这种现象
叫做静疲劳。

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