拉伸試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行，樣品制備方便，在材料力學(xué)性能測(cè)試中屬于最常用的測(cè)試試驗(yàn)之一。拉伸試驗(yàn)中的彈性變形、塑性變形、斷裂等階段，可以真實(shí)地反映了材料抵抗外力的整個(gè)過(guò)程。所以拉伸試驗(yàn)無(wú)論對(duì)金屬材料檢測(cè)，還是橡膠材料檢測(cè)、塑料材料檢測(cè)都極具參考價(jià)值。拉伸試驗(yàn)可以檢測(cè)的指標(biāo)有很多，但是總結(jié)兩點(diǎn)其實(shí)就是材料強(qiáng)度和塑性數(shù)據(jù)。而反應(yīng)這兩點(diǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)就是拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。今天我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這兩個(gè)指標(biāo)。

一、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率的各自定義

1、拉伸強(qiáng)度是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力。在拉伸試驗(yàn)中，樣品直到斷裂的最大拉伸應(yīng)力所表現(xiàn)出來(lái)的抗拉強(qiáng)度就是拉伸強(qiáng)度。

2、斷裂伸長(zhǎng)率是以百分比（％）表示的，通常指斷裂時(shí)樣品的位移與原始長(zhǎng)度的比率。

二、斷裂伸長(zhǎng)率與拉伸率之間的差異

材料的拉伸過(guò)程通常需要經(jīng)歷塑性變形階段，在屈服點(diǎn)之后發(fā)生塑性變形，并且在達(dá)到斷裂點(diǎn)之后發(fā)生斷裂。因此，斷裂伸長(zhǎng)率通常是指整個(gè)過(guò)程的伸長(zhǎng)率，拉伸率通常只是發(fā)生塑性變形的階段的伸長(zhǎng)百分比。

三、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率檢測(cè)時(shí)注意事項(xiàng)

1、拉伸試驗(yàn)的樣本長(zhǎng)度：長(zhǎng)度越長(zhǎng)，弱環(huán)的幾率越大，強(qiáng)度越低。因?yàn)檠乩w維長(zhǎng)度的強(qiáng)度是不均勻的，所以纖維總是在最弱點(diǎn)處斷裂。樣本越長(zhǎng)，最薄的弱環(huán)結(jié)的概率越大，破壞的可能性越大，強(qiáng)力就會(huì)下降

2、拉伸試驗(yàn)的樣品數(shù)量：根數(shù)越多，單根纖維的強(qiáng)度越低。因?yàn)槭w維中纖維的數(shù)量越多，由束纖維的強(qiáng)度計(jì)算的平均單纖維強(qiáng)度越低，并且平均強(qiáng)度低于單次測(cè)量。

3、拉伸試驗(yàn)的拉伸速度：速度越大，強(qiáng)度越大，初始模量越大。在正常情況下，隨著拉伸速度增加，斷裂強(qiáng)度，初始模量和屈服應(yīng)力增加，并且斷裂伸長(zhǎng)率沒(méi)有規(guī)律性。

四、影響纖維拉伸性能的因素

（一）內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響

1、大分子結(jié)構(gòu)（大分子的柔韌性，大分子的聚合度）：纖維斷裂取決于大分子的相對(duì)滑移和分子鏈的斷裂。大分子的平均聚合度越小，大分子的結(jié)合力越小，滑移越容易，纖維強(qiáng)度越低，伸長(zhǎng)率越大;相反，大分子的平均聚合度越大，大分子的結(jié)合力越大，可能發(fā)生的滑動(dòng)越少，因此纖維的強(qiáng)度越高，伸長(zhǎng)率越小。

2、分子結(jié)構(gòu)（取向度，結(jié)晶度）：取向度越高，大分子排列越平行，拉伸過(guò)程中受到應(yīng)力的大分子越多，纖維越大強(qiáng)度越大，斷裂伸長(zhǎng)率越小。 裂紋孔缺陷，形態(tài)結(jié)構(gòu)和纖維中的不均勻性導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

（二）外部環(huán)境對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響

溫度和濕度：空氣的溫度和濕度影響纖維的溫度和濕度以及回潮，從而影響纖維的強(qiáng)度。溫度對(duì)各種纖維的影響不一致，但它們都有一般規(guī)律：在纖維回潮率高，溫度高，纖維高分子的熱能高的條件下，大分子的柔韌性得到改善，分子間的結(jié)合強(qiáng)度減弱，纖維強(qiáng)度降低，斷裂伸長(zhǎng)率增加，拉伸模量降低。

大多數(shù)纖維隨著相對(duì)濕度的增加而增加，纖維中的水分含量增加，分子間結(jié)合力越弱，結(jié)晶區(qū)越松散，因此纖維的強(qiáng)度降低，伸長(zhǎng)率增加，初始模量降低。然而，天然纖維素羊毛和大麻的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率隨著相對(duì)濕度的增加而增加。在化學(xué)纖維中，聚酯和聚丙烯基本上是非吸濕性的，它們的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率幾乎不受相對(duì)濕度的影響。相對(duì)濕度對(duì)纖維強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的影響根據(jù)每種吸濕性能的強(qiáng)度而不同。吸濕能力越大，效果越顯著，吸濕能力越小，重要性越低。

五、拉伸斷裂和伸長(zhǎng)的機(jī)制

當(dāng)纖維開(kāi)始受到應(yīng)力時(shí)，其變形主要是纖維的拉伸大分子鏈本身，即粘合長(zhǎng)度和粘合角的變形。拉伸曲線接近直線，基本符合胡克定律。 當(dāng)外力進(jìn)一步增加時(shí)，非晶區(qū)中的大分子鏈克服了分子鏈之間的亞價(jià)鍵合力并進(jìn)一步拉伸和取向。此時(shí)，大分子鏈的一部分被拉直，張力可能被拉開(kāi)，并且可能是不規(guī)則的。提取水晶部分。亞價(jià)鍵的斷裂會(huì)導(dǎo)致非晶區(qū)中的大分子逐漸產(chǎn)生位錯(cuò)滑移，纖維變形相對(duì)顯著，模量逐漸減小，從而纖維進(jìn)入屈服區(qū)。

當(dāng)錯(cuò)位滑移的光纖大分子鏈在伸直基本上平行時(shí)，大分子間距接近，并且在分子鏈之間可形成新的亞價(jià)鍵。此時(shí)，纖維被連續(xù)拉伸變形主要是由分子鏈的鍵長(zhǎng)，鍵角的變化和二次鍵的破壞引起的。當(dāng)進(jìn)入強(qiáng)化區(qū)時(shí)，纖維模量再次增加，直到達(dá)到纖維大分子骨架大量?jī)r(jià)鍵的斷裂，從而導(dǎo)致纖維崩解。

纖維斷裂的原因是：大分子主鏈斷裂;大分子之間的滑動(dòng)脫失。

纖維伸長(zhǎng)的原因是：大分子的拉直和伸長(zhǎng)（粘合長(zhǎng)度和粘合角的變化）;取向的改善;大分子之間的滑動(dòng)。