Har du noen gang lurt på hvorfor vinglass går i stykker ved støt? Eller var det et øyeblikk med frykt for at glassveggene i bygningen skulle knuse og falle? Strukturen til glass er veldig komplisert. Det er hardt og sterkt, men samtidig skjørt. For noe så vanlig er vitenskapen bak knust glass også kompleks.
Hvorfor går glass i stykker?
Faktisk er grunnen til at glass er så lett å knuse på grunn av dets molekylære struktur. Glass er laget av silika. Silika danner et stivt, tilfeldig molekylært nettverk. I motsetning til de fleste faste stoffer, hvor molekylene er pent stablet i et gitter. Silisium- og oksygenatomene i glasset er forbundet i tilfeldige vinkler i et uregelmessig mønster.
Dette uordnede arrangementet gir glasset gjennomsiktighet og er lett å forme til forskjellige former når det varmes opp. Dette betyr imidlertid også at det ikke er noen svake punkter. Som et resultat, når eksternt trykk påføres, vil glasset knuses på en hakkete, ukontrollert måte. Enhver liten overflatedefekt eller riper kan også bli en stresskonsentrator. Når en sprekk først utløses, sprer den seg raskt gjennom materialet.
Når sprekker begynner å spre seg, er de vanskelige å stoppe. Selv om bindingen mellom silisium- og oksygenatomene er sterk. Men det er vanskelig for sprekken å endre retning eller stoppe ved kanten av defekten. På grunn av den uregelmessige geometrien til silico-oksygenbindingene, vil de ganske enkelt fortsette å passere gjennom det tilfeldige nettverket. Glass mangler en ryddig struktur, så det er vanskelig å forutsi når det går i stykker. Av samme grunn kan glass lett gå i stykker spontant uten særlig forvarsel.
Den eneste måten å forbedre slagfastheten til glass er å introdusere et mer ordnet molekylært arrangement. Akkurat som sikkerheten til herdet glass er høy, er det fordi dets molekylære arrangement er ordnet. Ved rask oppvarming og deretter hurtig avkjøling kan det skapes trykkspenninger inne i glasset. Disse spenningene bidrar til å motvirke spredning av sprekken. Så herdet glass tåler en høyere belastning. Men det betyr ikke at den ikke kan gå i stykker. Det bryter bare i en tryggere form. Det vil si at det brytes i små partikler, i stedet for de skarpe bitene av vanlig glass.
Hvorfor knuser varme glass?
Glass vil knekke unntatt når det påvirkes av ytre krefter. Den går også i stykker når den utsettes for termisk stress. I miljøer med høy temperatur fører temperaturubalansen til at glasset utvider seg ujevnt, noe som legger press på strukturen. Når et område av glass blir varmt, oppstår ekspansjon. Men kjøligere områder utvider seg ikke i samme hastighet.
Så du kan forestille deg at den ene delen av glasset ekspanderer raskt, mens den andre delen ekspanderer sakte. I dette tilfellet vil det oppstå stress inne i glasset. Så det trekker i glasset og får det til å deformeres. Hvis disse påkjenningene blir for store, vil glasset knuse. Faktisk knuses glasset bare for å redusere sitt eget stress. Men etter vår mening er glasset for skjørt.
Termisk stressnivå avhenger også av tre faktorer:
1. Temperaturforskjellen mellom den varme delen og den kalde delen av glasset: jo større temperaturforskjellen er, desto større blir spenningen.
2. Temperaturendringens hastighet: Generelt sett, når temperaturen stiger eller avkjøles raskt, er hastigheten på glassets ekspansjon eller sammentrekning raskere. Noe som øker stresset.
3. Tykkelsen og formen på glasset: tynnere, mer uregelmessig glass er mer sannsynlig å knuse. For den tåler ikke temperatursvingninger.
For å minimere termisk stress, unngå å utsette glasset for ekstreme eller raske temperaturendringer. Ikke hell for eksempel kokende vann over kaldt glass og ikke utsett glasset for minusgrader. Denne raske temperaturendringen gjør glasset mer sannsynlig å knuse. Beskyttelse av glass mot termisk stress er nøkkelen til å forhindre glassbrudd. Derfor bør vi ta hensyn til temperaturmiljøet til glasset i livet vårt.
Hvorfor lager glass en lyd når det går i stykker?
Selv om du ikke har hørt lyden av glass som knuses i livet ditt, kan du høre det på TV. Lyden av glass som knuses er forårsaket av lydbølger som vibrerer glasset ved dets resonansfrekvens. Når lydbølger passerer gjennom glasset, får de glassmolekylene til å vibrere. Hver type glass har et spesifikt frekvensområde. For å få molekylene til å vibrere mest, kalles dette resonansbåndet. Hvis lydbølgene stemmer overens med resonansfrekvensen, bygges vibrasjonene opp og får glasset til å knuse.
Sprekker starter vanligvis med små fragmenter eller sprekker på kanten eller overflaten av glasset. Når lydbølger fortsetter å vibrere glasset, utvider disse defektene seg, krysser og sprer seg gjennom hele materialet. Når sprekker kobles sammen og kompromittere den strukturelle integriteten til glasset. Hele glasset vil knuses. Det er mer sannsynlig at det oppstår akustiske sprekker i større glassplater fordi større glassplater har et større overflateareal for sprekker.
For å forhindre akustisk brudd, velg et glassmateriale hvis resonansfrekvens er utenfor det normale området for omgivelsesstøy. Ting som laminert glass eller herdet glass er gode valg. De er mer motstandsdyktige mot akustisk brudd. Hvis du ofte hører spesifikke lyder som får glass til å knuse. Støyen kan fortsette å skade annet glass i området. Den eneste måten å forhindre at glasset går i stykker uforutsigbart er å eliminere lydkilden. Med riktige forholdsregler kan glass forbli intakt selv når det utsettes for høye lyder.
Hvordan kan glass spontant gå i stykker?
Noen ganger uten påvirkning av ytre faktorer vil glasset spontant knuse. Det er flere grunner til dette.
Intern stress: I glassproduksjonsprosessen kan ujevn kjøling skape indre stress. Samtidig vil disse spenningene forbli i glasset. Over tid bygger disse stressene seg opp. Da er det mulig å plutselig svekke glasset. Da går glasset i stykker. Dette skjer fra tid til annen. Kanskje glasset har vært installert lenge, og en morgen kan det plutselig gå i stykker. Derfor bør vi være oppmerksom på å redusere den indre spenningen til glasset når vi lager glass. For å forhindre at slike ulykker skjer ofte.
Temperaturendring: Temperaturendring er en hodepine. For andre ting kan vi kanskje kontrollere, men vi kan ikke endre utetemperaturen. Solen kan fortsatt skinne om morgenen, og den plutselige ankomsten av kald luft kan få glasset til å knuse. Temperaturforskjellen er nok til å stresse glasset. Glass med lav utvidelseskoeffisient anbefales. Det er også best å redusere bruken av glass på steder med store temperaturendringer.
Kantskader eller defekter: Hvis det er et gap, riper eller sprekk på kanten av glassplaten, kan det bli et spenningskonsentrasjonspunkt. Dette gjør det lettere for glasset å knuse under temperaturendringer eller støt. Ikke undervurder de små usynlige ripene. Noen ganger er disse små sprekkene utløseren for at glasset går i stykker. Det kan bare spontant gå i stykker en dag. Vær forsiktig med riper og prøv å beskytte glasset. Forhindre skader på glasskanten. Det anbefales også at du kjøper glass fra anerkjente leverandører. Kan redusere produksjonen av glassfeil.Lik oss!
Kjemiske reaksjoner: I sjeldne tilfeller kan urenheter eller kjemikalier i glass reagere med miljøfaktorer som temperatur eller UV-eksponering. Selv om dette er usannsynlig, kan de også svekke egenskapene til glasset. Etter hvert kan glasset spontant sprekke eller gå i stykker. Å bruke en leverandør som oppfyller industristandarder for glasssammensetning og renhet er også en av de beste måtene å unngå dette problemet.
En måte å forhindre at glass går i stykker
Selv om det er mange mulige årsaker til glassbrudd, er det noen måter å redusere glassbrudd på.
Gløding: Etter at glasset er dannet, må det gjennomgå en glødingsprosess og sakte avkjøles til romtemperatur. Dette lindrer stresset som skapes inne i glasset. Så sørg for at glasset du kjøper er skikkelig glødet.
Herdet: Herdet glass etter rask oppvarming og avkjøling, styrken kan forbedres betydelig. Glass danner et skall når det komprimeres. Når den strekkes, danner den en indre del. De to jobber sammen for å kontrollere sprekker. Dette anbefales for områder som dører eller bord.
Sandwich: Å legge til en sandwich i glasset er også en god måte. Vi vet alle at sikkerheten til laminert glass også er bedre. Det kan redusere sprut av glassbiter når de knuses. Det beskytter i stor grad folks sikkerhet.
Riktig montering: Når du installerer glasset, sørg for at vekten er jevnt fordelt mellom rammen og maskinvaren. Sørg for at glasset er ordentlig festet for å forhindre overdreven bevegelse eller vibrasjon. Når du møter tunge glasspaneler, finn ut flere tilkoblingspunkter for å støtte glassvekten.
Konklusjon
Generelt er årsaken til brudd på glass fortsatt dets skjørhet og uregelmessige molekylære struktur. Når det først er en sprekk i glasset, vil hele strukturen miste stabiliteten og kollapse. Etter å ha lest artikkelen, bør du også forstå årsakene til glassbrudd og forebyggende metoder. Og passende glassmateriale kan velges i henhold til tiltenkt bruk. Hvis du fortsatt ikke er klar,du kan kontakte oss!Vi kan gi faglige råd.
For mer informasjon om glassprodukter, vennligst klikk på dennelink.
