Die gefährlichste werkstoffseitige Versagensursache ist der Bruch. Das ist die zum Verlust der Tragfähigkeit führende Werkstofftrennung im makroskopischen Bereich. Die physikalische Ursache eines Bruches besteht darin, dass infolge äußerer oder innerer mechanischer Beanspruchungen, z. T. unter Mitwirkung umgehender Medien, die atomaren bzw. molekularen Bindungen zerstört werden und dadurch eine freie Oberfläche entsteht.

Für jeden Werkstoff gibt es eine von den Bindungskräften abhängige theoretische Bruchfestigkeit (Kohäsionsfestigkeit), die unter Verwendung des Hooke’schen Gesetzes und der Oberflächenenergie abgeschätzt werden kann. Die reale Bruchfestigkeit liegt jedoch um mehrere Größenordnungen niedriger. Ursache dafür ist die Konzentration der Beanspruchung auf wenige atomare Bindungen an der Spitze von Rissen oder rissartigen Werkstoffinhomogenitäten.
Bei Kunststoffen erfolgt die Werkstofftrennung durch den Bruch von Molekülketten, das Herausziehen von Molekülketten und das Aufreißen von Phasengrenzflächen. Des weiteren können als lokale plastische Verformungen Crazes und Scherbänder auftreten bzw. kann es zum Aufreißen von Spärolithgrenzen kommen. Diese lokalen plastischen Verformungen können mit elektronenmikroskopischen Methoden nachgewiesen werden.


Literaturhinweise


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