現(xiàn)代物理知識說明，一個任意大的物體受到一個任意小的作用力也會發(fā)生變形。因此，破碎力作用于巖曠也必然會使巖礦發(fā)生變形，且當(dāng)變形達(dá)到一定程度時礦塊就會發(fā)生碎裂。也就是說，變形是破碎力作用的必然結(jié)果及破壞行為的先導(dǎo)，因此應(yīng)該研究巖礦塊的變形，研究巖礦的變形規(guī)律以及巖礦的破壞情況， 進(jìn)而選擇巖礦的碎裂類型。

一、巖礦的破壞類型及選擇——礦物及巖石的變形

巖礦未受外力作用時，其晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)均處于平衡位罝上作前后左右的熱振動，且晶體外形也不發(fā)生變化。但是，當(dāng)受外力作用時，由于外力對巖礦作功，并將功轉(zhuǎn)變?yōu)閹r礦晶體的內(nèi)能，從而改變了原來平衡位置上質(zhì)點(diǎn)的能態(tài)，使質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對遷移，晶體產(chǎn)生變形。也就是說，外力對巖礦作功變成了巖礦晶體的變形能�？梢�，當(dāng)外力所產(chǎn)生的變形能足夠大時，將會導(dǎo)致位移量大于質(zhì)點(diǎn)相互作用范圍，致使質(zhì)點(diǎn)被支解，巖礦晶體被破壞。宏現(xiàn)上看，就是外破碎力大于礦塊的內(nèi)聚力時礦塊發(fā)生碎裂。

礦物晶體類型較多，力學(xué)性質(zhì)各異，因此，礦物受外力作用后變形情況也不盡相同，但總括起來說大體可分為脆性變形及塑性變形兩大類。當(dāng)?shù)V物變形很小即發(fā)生破壞時稱為脆性變形；而當(dāng)變形后不發(fā)生破壞，且不再恢復(fù)原狀時，則稱為塑性變形。 脆性和塑性是礦物變形的兩種狀態(tài)，但條件發(fā)生變化時，兩種狀態(tài)也會相互發(fā)生轉(zhuǎn)變。在低溫下作充分快的變形時，所有物質(zhì)皆顯出脆性；而在足夠高的溫度下和足夠慢的條件下變形時，則所有物質(zhì)皆呈塑性。可見，脆性變形與塑性變形的劃分也是相對而言的（塑性變形應(yīng)力在物質(zhì)的彈性限度內(nèi)，是應(yīng)力持續(xù)而緩慢作用的結(jié)果)。脆性和塑性相互轉(zhuǎn)變的條件是溫度、加載速度及作用力的大小等。由干礦物的工程破碎幾乎都在常溫常壓下進(jìn)行，即使破碎中伴隨有熱量產(chǎn)生及溫度升高，也不足以引起變形大小及加速度的快慢是使礦物產(chǎn)生何種變形狀態(tài)的重要因素，調(diào)整這兩個因素即可調(diào)節(jié)礦物的變形狀態(tài)。

二、巖礦的破壞類型及選擇——礦物的破壞類型

與兩種變形狀態(tài)相對應(yīng)，礦物也有兩種破壞類型：脆性破壞 及塑性破壞，此外，還有一種疲勞破壞。疲勞破壞是由應(yīng)力的多 次重復(fù)作用所引起的，應(yīng)力雖然不大，且達(dá)不到材料的抗壓、抗拉、抗彎極限強(qiáng)度，徂經(jīng)多次重復(fù)作用后卻能使材料產(chǎn)生 疲勞現(xiàn)象，達(dá)到極限時也能產(chǎn)生破壞作用。這種疲勞破壞在長期 經(jīng)受交替應(yīng)力作用的機(jī)械零件中最容易出現(xiàn)。礦物作為一種材料 也具有這一特性，所以當(dāng)破碎力不足以使曠物產(chǎn)生脆性破壞及塑性破壞時，但破碎力的反復(fù)作用也會使礦物發(fā)生疲勞破壞。

礦物的破壞類型與晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間化學(xué)鍵力的類型有關(guān)。例 如原子鍵或共價鍵，雖然鍵力強(qiáng)具有方向性，但當(dāng)外力大到能較 大改變質(zhì)點(diǎn)間距時，鍵力即可斷裂，庫倫引力失去作用，宏觀上表現(xiàn)為，變形很小。也就是說，原子鍵或共價鍵晶體礦物發(fā)生碎裂時往往呈脆性破壞。離子鍵也是靠諍電引力作用，當(dāng)晶體受外力作用沿某些面產(chǎn)生一定滑動后，如前所述會造成同種質(zhì)點(diǎn)的相互排斥，使晶格斷裂。由于晶面的滑動在宏觀上也是很微小的， 因此，離子鍵型礦物晶體的碎裂也是脆性破壞。自然界礦物大部分為離子鍵型晶體，故多數(shù)礦物的破碎性能表現(xiàn)為硬而脆。但對分子鍵型的礦物晶體而言，外力使分子產(chǎn)生位移，但分子間的范德華氏力依然存在的，所以可產(chǎn)生較火的變形，且外力使分子產(chǎn)生位移后，再設(shè)有其他力可以使分子回到原位罝，故分子鍵型礦 物一般產(chǎn)生塑性破壞。金屬鍵的特點(diǎn)是各個原子核由自由電子聯(lián)系，自由電子且不專門屬某個原子核所具有，所以即使原子核位 置發(fā)生較大的改變，周圍總有自由電子聯(lián)系著，且這種移動后又 沒有恢復(fù)力使它們回到原來位置，使之呈現(xiàn)典型的塑性變形。所以，金屬鍵型礦物晶體的碎裂屬典型的塑性破壞。

如破碎力不足雖然也能使礦物產(chǎn)生破碎作用，但為疲勞破壞；反之，如果加足破碎力，礦物即由疲勞破壞轉(zhuǎn)為脆性或塑性破壞。 可見，礦物的破壞狀態(tài)是可以調(diào)節(jié)的。

三、巖礦的破壞類型及選擇——礦物在不同破壞類型下的效率特征

礦物不同類型的破壞，其力學(xué)過程不同，效率亦不盡相同。

發(fā)生脆性破壞時，礦物變形小，吸收的變形能亦小，所以能量的浪費(fèi)也小。這時破碎力的特點(diǎn)是強(qiáng)度大加載快，所以當(dāng)破碎力足夠大時便可一次作用產(chǎn)生破碎，效率高；反之，如果破碎力不足，第一次作用不能產(chǎn)生破碎，所付出的能量被礦物吸收轉(zhuǎn)化為變形能，當(dāng)破碎力撒出后礦物作彈性恢復(fù)時又將這部分能量傳到介質(zhì)空間，造成能量的浪費(fèi)。高頻作用可引起礦物強(qiáng)度的降低，同時也有利于疲勞極限的盡早到來有利于髙效率的脆性破壞，降低能耗，所以高頻破碎力是有利的。沖擊式破碎及振動磨中的高頻振動之所以效率高，就是由于有利于礦物實(shí)現(xiàn)脆性破壞，能耗較低。

發(fā)生塑性破壞時變形能損失較多，這時破碎力的特點(diǎn)是作用力慢，高速作用時因在作用點(diǎn)上應(yīng)力高度集中，達(dá)到極限即可使礦物破壞；反之，作用力慢，則使能量傳至整個礦塊，使整個礦塊產(chǎn)生變形。可見，變形過程能量損失大是塑性破壞效率低的主要原因。

疲勞破壞的效率最低，因每次作用力均難使礦塊破壞，在反復(fù)的作用中，礦物反反復(fù)復(fù)發(fā)生變形，造成能最的大量損耗。

由上可見，作為礦物破壞類型的選擇，不應(yīng)該選擇耗能大效率低的破壞類型。但也應(yīng)注意，髙頻作用下磨碎機(jī)械的磨損大，過大的破碎力既多耗能置也將增大過粉碎，因此，適當(dāng)精確地選擇破碎能量是必要的。