脆性破壊・とは？初心者にもわかる基礎解説と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

脆性破壊・とは？

脆性破壊とは、材料が力を受けたときにほとんど変形せずに急激に割れてしまう現象を指します。鉄筋コンクリートやガラス、セラミックなど、粘りの少ない材料で特に起こりやすいとされています。中学生にもわかりやすく言えば、柔らかく曲がることがほとんどなく、力を受けた瞬間にぱきんと一気に壊れるイメージです。

この現象は設計や安全性の観点でとても重要です。建物の梁や橋の部材、車のボディなど、私たちの生活のあらゆる場所で脆性破壊を避ける工夫が必要になります。たとえばガラスは美しいですがそのままだと力が加わると割れやすい材料です。そこで強化ガラスや合わせガラスなどが使われ、安全性を高めています。

脆性破壊が起きやすい条件

脆性破壊が発生しやすくなる条件はいくつかあります。低温、急激な力の作用、欠陥や亀裂の存在、高い応力集中などが挙げられます。温度が低くなると材料の分子の動きが鈍くなり、粘り強さが減るため脆くなります。さらに、鋭い角や穴のように局所的に力が集中する場所があると、そこから亀裂が広がりやすくなります。

脆性破壊と延性破壊の違い

物質が壊れるときには脆性破壊のほかに延性破壊という別のパターンもあります。延性破壊は材料が破れる前にある程度の塑性変形、つまり曲がったり伸びたりして力を逃がす時間があります。脆性破壊はそれがほとんどなく、破断面が急激に広がるのが特徴です。下の表は両者の違いを簡単に比べたものです。

特徴	脆性破壊	延性破壊
塑性変形	ほとんどなし	顕著
破断の性格	急激に進行	徐々に進行
材料の例	ガラス、セラミック、鋳鉄	多くの金属、合金
温度影響	低温で特に顕著	一般に耐性が高い場合が多い

日常生活での身近な例

身の回りの例としては、窓ガラスや陶器の器、冬の寒い日に割れやすい水道の配管などが挙げられます。車のフロントガラスは衝撃に強くするために、普通のガラスよりも強化ガラスや合わせガラスが使われることが多いです。これらは脆性破壊を抑える工夫の代表的な例です。

どうして重要なのか

私たちの安全は脆性破壊を防ぐことに大きく左右されます。建物の梁の設計、橋の部材、車のボディ、日用品のガラスなど、設計時に材料の挙性を考えることが欠かせません。適切な材料選択や加工・熱処理、欠陥を減らす製造工程、適切な温度条件での使用など、さまざまな対策が講じられています。

対策と予防の基本

脆性破壊を防ぐための基本は次のとおりです。材料の選択を慎重に行うこと、温度条件に注意すること、欠陥を減らす製造技術を用いること、設計で応力集中を減らすこと、そして適切な検査と点検を行うことです。これらは建築、機械設計、日用品の設計など、あらゆる分野で使われる基本的な考え方です。

まとめ

脆性破壊・とは？という問いに対しては、力を受けたときに粘りをほとんど持たず一気に破壊する現象であると覚えるとよいです。低温や欠陥、急激な力が関与する場面で起きやすく、設計や製造、材料選択の段階で対策を講じることが重要です。身近な例としてガラスや陶器の扱い方を学ぶことが、日常生活の安全にもつながります。

脆性破壊の同意語

脆断: 脆い材料が塑性変形をほとんど伴わず、力を受けた瞬間に急速に破断する現象を指す語。
脆性破断: 脆性材料が力を受けて急速に断裂することを表す語。塑性変形が少なく、破断面が急峻になるのが特徴です。
脆性破壊現象: 脆性の特性によって生じる破壊の全体像を指す表現。研究・解説で破壊のメカニズムを説明する際に使われます。
脆性破壊モード: 破壊が脆性材料で発生する際の特定の経路・モードを指す語。英語の brittle fracture mode に対応する日本語表現として用いられることがあります。
脆裂: 材料内部の微細な亀裂が進展して最終的に破壊へ至る、脆性破壊の一形態を示す語。

脆性破壊の対義語・反対語

延性破壊: 脆性破壊の対義語として最も一般的な表現。材料が大きな塑性変形を経て破断する破壊形式です。
延性断裂: 延性破壊と同義の表現。大きな塑性変形を経て断裂に至る破壊の形を指します。
塑性破壊: 塑性変形を経て破断する破壊を指すことがあります。一般的には延性破壊と同義で用いられることは少ないですが、文脈次第で対になる表現として使われます。
靭性破壊: 材料の靭性（粘り強さ）を発揮する破壊形態。破断までに大きく変形することが特徴で、脆性破壊とは逆の挙動です。
延性: 脆性の対極にある材料特性。大きな塑性変形を許す性質で、破壊に至る前の変形が大きくなりやすいです。
靭性: 材料の粘り強さ・タフネスを表す性質。高い靭性は脆性破壊を起こしにくく、破壊までの変形が大きくなりやすい傾向があります。