第三節玻璃、陶瓷的脆性斷裂與靜態疲勞
我們在第一節討論玻璃的亞表麵假說時曾提到，亞表麵假說認為，在玻璃表麵存在多孔性，它有助於解釋在表麵上發生的種種現象，如由於表麵強度低，容易產生格裏菲斯裂紋。格裏菲斯微裂紋斷裂理論可以用來成功地解釋玻璃、陶瓷的脆性斷裂和靜態疲勞。
玻璃和陶瓷藏品的老化主要表現為色變、質變和斷裂，它們通常不發生形變現象。玻璃在風化過程中產生的色變（產生色斑表麵幹涉色）、質變（化學侵蝕和微生物侵蝕反應所引起的化學變化）我們在上一章討論過了，現就最後一種老化形式對玻璃和陶瓷來說也是最重要的一種老化形式加以論述。
玻璃和陶瓷的斷裂是一種低能量斷裂，有些製品輕輕一碰即可破裂。破裂幾乎是此類藏品的唯一破壞形式。破裂是通過脆性斷裂和靜態疲勞實現的。盡管它們的破裂具有可以粘接複原的特性（許多其他物品則不具備這一特性但我們還是希望藏品中的破裂現象不發生或少發生。為此，我們必須了解這些脆性材料的斷裂機理。
沾汙作用對材料斷裂過程的影響
玻璃表麵對水汽及其他氣相物質的吸附，以及塵粒在玻璃表麵的粘附都會影響材料的強度。霍洛威進行的工作曾集中注意粘結在表麵的顯微塵粒對玻璃強度的重要影響。發現斷裂常常由於這些微粒開始擴展；而在沒有這些微粒的區域則測得高的原始強度。微粒所以能影響強度是由於玻璃和微粒間的模量差異，或熱膨脹係數的差異，或更可能是由於微粒處局部化學侵蝕（腐蝕）。
在一定溫度範圍內，材料的強度隨溫度的增加而增加。這種增加可能是由於降低了大氣水分的表麵吸附，或由於夾附的汙穢塵粒的影響較小，或由於裂紋端部的粘性功增加。
在玻璃及許多致密的晶態陶瓷情況下，致使物體的實際強度減小的裂紋主要是表麵裂紋。通常就要保證表麵清潔和不受損傷，或使表麵處於受壓的初始狀態。對於沒有這種壓力的試件，甚至用手指觸摸表麵也會使強度從範圍。
有人研究過新製備的材料，用手觸摸就能使強度降低一個數量級；從幾十厘米高度落下的一粒砂子就能在玻璃表麵上形成微裂紋。
例如玻璃的主要成分是陶瓷中也含各種矽酸鹽或遊離，如果環境中含水或水蒸汽，特別是值大於堿性溶液，由於毛細現象，進入裂紋尖端與發生化學反應，引起裂紋進一步擴展。從物理化學角度分析，在裂紋尖端處的離子鍵受到破壞，吸附了表麵活性物質以及極性液體和氣體使材料的自由表麵等降低。也就是說，裂紋的擴展阻力降低了。
出用剛拉製的玻璃棒做試驗。在空氣中放置幾小時後強度下降成。強度下降的原因是由於大氣腐蝕形成表麵裂紋。
由此可見，塵粒在玻璃表麵的沉積沾汙，手指對材料表麵的接觸沾汙以及氣相物質對玻璃的吸附沾汙等都可對微裂紋的生成和擴展產生影響。在第一篇中已經談到，沾汙的過程是降低物體表麵自由能的過程。表麵自由能的降低，導致裂紋擴展阻力的降低，而促使裂紋擴展。這充分說明沾汙作用不僅會引起材料的色變和質變，還會引起材料的靜態疲勞並由此而造成斷裂現象知發生。顯然，采取有效的防止沾汙的措施，對削弱靜態疲勞的不良影響是有益的。
玻璃、陶瓷的脆性斷裂
玻璃和陶瓷最大的弱點是具有很大的脆性，其所有的破壞現象幾乎都是由脆性引起的。但遺憾的是至今還沒有適當的參數來定量地表示脆性的指標。於福熹等將顯微硬度機的壓頭壓人材料時開裂負荷作為脆性負荷。這一脆性負荷在玻璃中能較準確地反應脆性的差別。但仍不宜作脆性的力學指標。
近來提出的脆性斷裂韌性可以反應部分脆性性質，但也不能反應脆性的程度。因此我們對脆性的認識還隻能是一般性的。
玻璃、陶瓷都屬於脆性材料，它們的破壞均是由脆性引起的，脆性斷裂行為造成脆性材料的破壞。脆性斷裂是個複雜的過程，我們對這一問題的討論是非常一般性的。
在外力作用下，任意一個結構單元上主應力麵的拉應力足夠大時，斷裂源就會出現在那些高度應力集中的特征點，例如裂紋，缺口，刻痕，機械損傷及缺陷附近，並選擇材料中最危險的裂紋處，而不是選擇一般的裂紋處加以擴展，最終導致脆性斷裂。脆性斷裂是一種低能量斷裂。
缺口和裂紋在造成應力集中方麵的作用是相似的，裂紋可以看作缺口半徑趨於原子間距的缺口；而缺口又可以表征鈍化了的裂紋。缺口的存在對物件的斷裂有巨大的影響，高強度材料由於缺口的存在，使得抗拉強度大幅度降低，即存在缺口敏感性。
眾多的裂紋存在是材料常常出現的情況，隻要不發生裂紋擴展現象，材料仍然可以被認為是安全的。但裂紋的擴展行為卻決定著材料的抵抗斷裂的能力。斷裂時材料的實際平均應力遠低於材料的理論結合強度。在臨界狀態下，斷裂源處裂紋尖端所受的橫向拉應力正好等於結合強度時，裂紋便開始突發性擴展，因為沒有限製這種突發性擴展的機製，所以一旦擴展，就會引起周圍應力的再分配，導致裂紋在均勻應力場中的加速擴展，直到完全破壞。