エネルギ－を吸収する力

材料の物性表でよく目にする靭性ですが、一言で説明すると材料の「粘り強さ」のことです。粘さは表面の硬さとはまた違った性質で、強い衝撃を受けた時に粘り強さがあるとエネルギーが吸収されやすく壊れにくくなります。一見、硬いものほど強いというイメージがありますが、硬ければ良いというものでもなく、硬いものほど粘りが小さくなるので衝撃には弱く、脆くなります。

靭性が小さければ小さいほど、ガラスのように脆くなってしまい、逆に靭性が大きければ、材料を叩いても割れにくいです。靭性の反義語として「脆性」という性質があり、材料の脆さを表現しています。つまり靭性と脆性の値は反比例していくことになります。

粘り強さは引張試験の他に、様々な衝撃試験によって調べることができます。その代表としてシャルピー衝撃試験があります。試験片をハンマーで破壊し、その時に必要となった破断エネルギーまたは吸収エネルギーを計測します。冒頭でも出てきたように吸収エネルギーの値が大きければ大きいほどその材料は粘り強く、壊れにくいということになります。

靭性が大きい材料の代表として、樹脂だとPC（ポリカボネート）やPPS（ポリフェニレンスルファイド）が挙げられます。金属ではSK材をおすすめします。SK材は熱処理を行うことが一般的なので、熱処理によって硬度を指定することも可能です。しかし、硬度を上げすぎると粘りが小さくなるためその製品自体は欠けやすかったり脆くなってしまうので注意が必要です。

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