La fragilité est l'état d'une substance qui se fracture lorsqu'on lui impose des contraintes mécaniques ou qu'on lui fait subir des déformations brutales (c'est-à-dire sous forme de choc), sa fracture (En traumatologie, le terme de fracture désigne par définition une solution de...) n'exige qu'une faible énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). Si, en revanche, l'énergie à fournir pour produire la fracture est importante, on dira que la substance est « tenace ».
Du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) du comportement en déformation, un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) fragile casse dans le domaine élastique, il n'est pas ductile. On a donc un faciès de rupture présentant une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) lisse,
La fragilité peut s'évaluer :
Il y a lieu de bien différencier les notions de ténacité et de résistance mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...).
La fragilité ou la ténacité dépend non seulement des forces de liaison entre les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...), mais aussi de la contribution d'éventuels phénomènes de dissipation d'énergie : plasticité, microfissuration, changement de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...), recristallisation dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...),… qui ont pour effet d'accroître sensiblement, dans les substances tenaces, le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) du domaine où, à la pointe de la fissure, les liaisons atomiques s'opposent à sa progression en supportant la contrainte de traction la plus élevée.
Interviennent donc en particulier la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et le vitesse (On distingue :) de déformation. En particulier :
Concernant la dissipation d'énergie par déformation plastique (La déformation plastique est la déformation irréversible d'une pièce ; elle se produit par...), le premier critère est le critère de von Mises, qui indique qu'un matériau cristallin est intrinsèquement fragile s'il présente moins de 5 modes de glissement (plan de glissement-direction de glissement voir Dislocation). La fragilité intergranulaire peut provenir de la présence d'atomes étrangers qui ségrègent aux joints de grain, comme par exemple le phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et...) ou le soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de...) dans l'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction...). De manière générale, un matériau cristallin est souvent d'autant moins fragile qu'il est pur. On peut renforcer les joints de grain en ajoutant des éléments d'alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) pour piéger les impuretés, ou pour renforcer les joints de grain en y ségrégeant (bore). L'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) est également un élément fragilisant ; le dégazage des métaux lors de la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) est donc capital.
La fragilité peut aussi provenir de réaction avec l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...). En particulier, l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), dans le cas d'immersion ou bien l'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...), peut réagir avec le métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des...) et produire de l'hydrogène qui vient fragiliser le métal.
La résistance mécanique d'une éprouvette sous charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) est la contrainte maximale Rm supportée par l'éprouvette avant fracture. Contrairement à la ténacité qui est une grandeur intrinsèque, la résistance mécanique fait intervenir outre les forces des liaisons atomiques, la forme et les dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) de l'éprouvette ainsi que son état de surface et le type de sollicitation. On observe par exemple que la résistance mécanique de fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) de verre fraîchement étirées est environ cent fois plus élevée que celle d'objets communs du même verre qui ont subi des abrasions multiples. On améliore la résistance mécanique d'objets faits de matériaux fragiles en introduisant, par des traitements thermiques ou chimiques, des précontraintes de compression en surface.
Rappelons enfin que les filaments en verre, typiquement des substances fragiles, sont couramment utilisés pour renforcer de nombreux polymères ainsi que des ciments.