A fragilidade é outra característica essencial a ser considerada ao avaliar o desempenho de materiais cerâmicos, e é uma falha fatal frequente de materiais cerâmicos. A expressão visível da fragilidade da cerâmica é: sob pressão externa, a fratura é inesperada e explode. O desempenho indireto é o seguinte: fraca resistência ao estresse mecânico e rápidas flutuações de temperatura.
A fragilidade da cerâmica é influenciada principalmente pelo tipo de ligação química e estrutura cristalina. A cerâmica não possui um sistema de deslizamento independente. Uma vez que um material foi tensionado, é difícil liberar a tensão por meio da deformação plástica produzida pelo deslizamento. A fragilidade é causada pela presença de microfissuras, que são propensas a altas concentrações de tensões e, subsequentemente, as microfissuras se espalham e se estilhaçam. O que se segue é a introdução das características da fragilidade dos materiais cerâmicos.
1. Características de ligação covalente
Existem inúmeras lacunas entre os átomos que formam as ligações químicas em materiais cerâmicos, tornando mais difícil induzir o movimento de deslocamento. A ligação covalente possui direcionalidade, o que complica a estrutura do cristal, e tem maior capacidade de resistir à deformação e impedir a mobilidade única.
2. Características da microestrutura
Os materiais cerâmicos são policristalinos e possuem uma estrutura multifásica. Seus limites de grão evitarão o deslocamento, e o deslocamento do agregado resultará no desenvolvimento de fraturas. Além da presença de falhas pontuais, de linha e de superfície na estrutura cristalina real, há também fraturas microscópicas e submicroscópicas, e a falta de homogeneidade estrutural é inevitável. Além disso, recursos de microestrutura, como limites de grão, poros, fases de cristal, inclusões de duas fases e fraturas, podem contribuir para a fragilidade dos materiais cerâmicos.
3. Sem características de deformação plástica
A maioria dos materiais cerâmicos exibe pouca ou apenas uma pequena deformação plástica sob a aplicação de força externa em temperatura normal, fazendo com que os materiais cerâmicos se quebrem abruptamente, fazendo com que pareçam quebradiços.
A fratura frágil é um processo de redistribuição de tensão que ocorre quando um material é submetido a tensão abaixo de sua própria resistência de ligação e quando a taxa de tensão aplicada excede a taxa de redistribuição de tensão, não há outro processo de absorção de energia e a tensão não pode ser relaxada, então o uso concentrado é necessário. O crescimento das fraturas ocorre em um ritmo muito rápido, resultando em destruição abrupta. Uma fratura frágil marca a conclusão do crescimento de rachaduras.
