Pourquoi la fibre de verre est-elle douce et résistante

Le verre est un matériau dur et cassant. Cependant, tant qu’il est fondu à haute température, puis rapidement tiré en fibres de verre très fines à travers de petits trous, ce matériau est très flexible. Le même verre, pourquoi le bloc de verre commun est-il dur et cassant, alors que la fibre de verre est douce et résistante ? En fait, cela peut s’expliquer par des principes géométriques.
Imaginez que vous pliez un bâton (en supposant qu'il n'est pas cassé), alors différentes parties du bâton seront déformées à des degrés divers, en particulier, l'extérieur est étiré, l'intérieur est comprimé et la taille de l'axe reste presque inchangée. Lorsqu'il est plié au même angle, plus le bâton est fin, plus le degré d'étirement externe est faible et plus le degré de compression interne est faible. En d’autres termes, plus le matériau est fin, plus le degré de déformation locale en traction ou en compression est faible pour le même degré de flexion. Tout matériau peut subir un certain degré de déformation continue, même le verre ne fait pas exception, mais la déformation maximale que peuvent supporter les matériaux fragiles est inférieure à celle des matériaux ductiles. Lorsque la fibre de verre est suffisamment fine, même si un degré important de flexion se produit, sa déformation locale en traction ou en compression est très faible, dans la plage d'appui du matériau, de sorte qu'elle ne se brisera pas.
On constate que la ténacité et la fragilité des matériaux ne sont pas absolues. La performance d’un matériau n’est pas seulement liée à sa composition et sa structure internes, mais aussi à son échelle. De plus, cela est également lié à des facteurs tels que le mode de portance de force. Par exemple, de nombreux matériaux se comportent comme des fluides sous une action externe très lente et se comportent comme des corps rigides sous une action externe rapide. Par conséquent, lors de l’analyse des propriétés des matériaux, il est également nécessaire de prendre en compte l’utilisation spécifique ou les scénarios concernés.