Gondolkozott már azon, hogy a borospoharak miért törnek darabokra az ütközés hatására? Vagy volt egy pillanatra a félelem attól, hogy az épület üvegfalai betörnek és leomlanak? Az üveg szerkezete nagyon bonyolult. Kemény és erős, de ugyanakkor törékeny is. Egy ilyen gyakori dologhoz a törött üveg mögötti tudomány is összetett.
Miért törik az üveg?
Valójában molekuláris szerkezete az oka annak, hogy az üveg olyan könnyen törhető. Az üveg szilícium-dioxidból készül. A szilícium-dioxid merev, véletlenszerű molekuláris hálózatot alkot. Ellentétben a legtöbb szilárd anyaggal, ahol a molekulák szépen egymásra vannak rakva egy rácsban. Az üvegben lévő szilícium- és oxigénatomok véletlenszerű szögben, szabálytalan mintázatban kapcsolódnak egymáshoz.
Ez a rendezetlen elrendezés áttetszővé teszi az üveget, és hevítés közben könnyen formálható különböző formákba. Ez azonban azt is jelenti, hogy nincsenek gyenge pontok. Ennek eredményeként külső nyomás hatására az üveg szaggatottan, ellenőrizetlenül eltörik. Bármilyen apró felületi hiba vagy karc feszültségkoncentrátorrá is válhat. Ha egy repedés keletkezik, az gyorsan szétterjed az anyagban.
Amikor a repedések terjedni kezdenek, nehéz megállítani őket. Annak ellenére, hogy a szilícium és az oxigénatom közötti kötés erős. De nehéz a repedés irányt változtatni vagy megállni a hiba szélén. A szilícium-oxigén kötések szabálytalan geometriája miatt egyszerűen továbbhaladnak a véletlenszerű hálózaton. Az üvegnek nincs rendezett szerkezete, így nehéz megjósolni, mikor törik el. Ugyanezen okból az üveg spontán, különösebb figyelmeztetés nélkül eltörhet.
Az üveg ütésállóságának javításának egyetlen módja egy rendezettebb molekuláris elrendezés bevezetése. Ahogyan az edzett üveg biztonsága is magas, ez azért van, mert molekuláris elrendezése rendezett. Gyors melegítéssel, majd gyors hűtéssel nyomófeszültség jöhet létre az üveg belsejében. Ezek a feszültségek segítenek megakadályozni a repedés terjedését. Így az edzett üveg nagyobb terhelést is kibír. De ez nem jelenti azt, hogy ne törhetne el. Csak biztonságosabb formában törik. Vagyis apró részecskékre törik, nem pedig a közönséges üveg éles darabjaira.
Miért töri el a hő az üveget?
Az üveg eltörik, kivéve, ha külső erők érik. Hőterhelés hatására is eltörik. Magas hőmérsékletű környezetben a hőmérséklet kiegyensúlyozatlansága miatt az üveg egyenetlenül tágul, ami nyomást gyakorol a szerkezetére. Amikor az üveg egy része felforrósodik, kitágul. De a hűvösebb régiók nem bővülnek ugyanolyan ütemben.
Így elképzelhető, hogy az üveg egyik része gyorsan, míg a másik része lassan tágul. Ebben az esetben az üveg belsejében feszültség keletkezik. Tehát meghúzza az üveget, és deformálódik. Ha ezek a feszültségek túl erősek lesznek, az üveg eltörik. Valójában az üveg csak azért törik el, hogy csökkentse saját feszültségét. De véleményünk szerint az üveg túl törékeny.
A termikus stressz szintje három tényezőtől is függ:
1. Az üveg meleg és hideg része közötti hőmérsékletkülönbség: minél nagyobb a hőmérsékletkülönbség, annál nagyobb a feszültség.
2. A hőmérsékletváltozás sebessége: Általánosságban elmondható, hogy amikor a hőmérséklet gyorsan emelkedik vagy lehűl, az üveg tágulási vagy összehúzódási sebessége gyorsabb. Ami növeli a stresszt.
3. Az üveg vastagsága és formája: a vékonyabb, szabálytalanabb üveg nagyobb eséllyel törik. Mert nem bírja a hőmérséklet ingadozást.
A hőterhelés minimalizálása érdekében ne tegye ki az üveget szélsőséges vagy gyors hőmérsékletváltozásoknak. Például ne öntsön forró vizet hideg üvegre, és ne tegye ki az üveget fagypontnak. Ez a gyors hőmérséklet-változás megnöveli az üveg törésének valószínűségét. Az üveg hőterheléstől való védelme a kulcsa az üvegtörés megelőzésének. Ezért életünk során figyelnünk kell az üveg hőmérsékleti környezetére.
Miért ad hangot az üveg, amikor eltörik?
Még ha nem is hallottad életedben az üvegtörés hangját, hallhatod a tévében. Az üvegtörés hangját az üveget annak rezonanciafrekvenciáján vibráló hanghullámok okozzák. Amikor a hanghullámok áthaladnak az üvegen, az üvegmolekulák rezgését okozzák. Minden üvegtípusnak saját frekvenciatartománya van. Hogy molekulái a legjobban rezegjenek, ezt rezonanciasávnak nevezik. Ha a hanghullámok megegyeznek a rezonancia frekvenciával, a rezgések felhalmozódnak, és az üveg eltörik.
A repedések általában kis töredékekkel vagy repedésekkel kezdődnek az üveg szélén vagy felületén. Ahogy a hanghullámok továbbra is vibrálják az üveget, ezek a hibák kitágulnak, kereszteződnek és szétterjednek az anyagban. Miután a repedések összekapcsolódnak, és veszélyeztetik az üveg szerkezeti integritását. Az egész üveg összetörik. Akusztikus repedések gyakrabban fordulnak elő a nagyobb üveglapokon, mert a nagyobb üveglapokon nagyobb a felület a repedések kialakulásához.
Az akusztikus törés elkerülése érdekében olyan üveganyagot válasszon, amelynek rezonanciafrekvenciája kívül esik a normál környezeti zajtartományon. Az olyan dolgok, mint a laminált üveg vagy az edzett üveg, jó választás. Ellenállnak az akusztikus törésnek. Ha gyakran hall bizonyos zajokat, amelyek üvegtörést okoznak. A zaj továbbra is károsíthatja a környék többi üvegét. Az egyetlen módja annak, hogy megakadályozzuk az üveg előreláthatatlan törését, ha megszüntetjük a hangforrást. Megfelelő óvintézkedésekkel az üveg még akkor is érintetlen maradhat, ha hangos zajoknak van kitéve.
Hogyan törhet spontán az üveg?
Néha külső tényezők hatása nélkül az üveg spontán eltörik. Ennek több oka is van.
Belső feszültség: Az üveggyártási folyamatban az egyenetlen hűtés belső feszültséget okozhat. Ugyanakkor ezek a feszültségek az üvegben maradnak. Idővel ezek a feszültségek felhalmozódnak. Ekkor lehetséges az üveg hirtelen gyengítése. Ekkor az üveg eltörik. Ez időről időre megtörténik. Lehet, hogy az üveg már régóta be van szerelve, és egy reggel hirtelen eltörhet. Ezért az üvegkészítés során ügyelnünk kell az üveg belső feszültségének csökkentésére. Az ilyen balesetek gyakori előfordulásának megelőzése érdekében.
Hőmérsékletváltozás: A hőmérsékletváltozás fejfájást okoz. Mert más dolgokat talán szabályozhatunk, de a külső hőmérsékletet nem. Reggel még kisüthet a nap, és a hirtelen érkező hideg levegő miatt az üveg betörhet. A hőmérséklet-különbség elegendő az üveg megterheléséhez. Alacsony tágulási együtthatójú üveg használata javasolt. A nagy hőmérséklet-ingadozású helyeken is célszerű csökkenteni az üveghasználatot.
Élsérülések vagy hibák: Ha rés, karc vagy repedés van az üveglap szélén, az feszültségkoncentrációs ponttá válhat. Ez megkönnyíti, hogy az üveg hőmérséklet-változás vagy ütés hatására eltörjön. Ne becsülje alá az apró láthatatlan karcokat. Néha ezek az apró repedések okozzák az üveg törését. Lehet, hogy egy nap spontán eltörik. Legyen óvatos a karcolásokkal, és próbálja meg védeni az üveget. Kerülje el az üveg széleinek sérülését. Javasoljuk továbbá, hogy jó hírű beszállítóktól vásároljon üveget. Csökkentheti az üveghibák képződését.Mint mi!
Kémiai reakciók: Ritka esetekben az üvegben lévő szennyeződések vagy vegyszerek reakcióba léphetnek olyan környezeti tényezőkkel, mint a hőmérséklet vagy az UV-sugárzás. Bár ez nem valószínű, de az üveg tulajdonságait is gyengíthetik. Végül az üveg spontán megrepedhet vagy eltörhet. Az üveg összetételére és tisztaságára vonatkozó ipari szabványoknak megfelelő beszállító használata szintén az egyik legjobb módja ennek a probléma elkerülésének.
Egy módszer az üvegtörés megelőzésére
Bár az üvegtörésnek számos oka lehet, van néhány módszer az üvegtörés csökkentésére.
Lágyítás: Az üveg kialakítása után lágyítási folyamaton kell átesni, és lassan szobahőmérsékletre kell hűteni. Ez enyhíti az üveg belsejében keletkező feszültséget. Ezért győződjön meg arról, hogy a vásárolt üveg megfelelően izzított.
Edzett: Edzett üveg gyors melegítés és hűtés után, az erősség jelentősen javítható. Az üveg héjat képez, amikor összenyomják. Nyújtáskor belső részt képez. A kettő együtt működik a repedések szabályozásában. Ez olyan helyeken javasolt, mint az ajtók vagy asztalok.
Szendvics: Szendvics hozzáadása a pohárhoz szintén jó módszer. Mindannyian tudjuk, hogy a laminált üveg biztonsága is jobb. Csökkentheti a törött üvegszilánkok kifröccsenését. Nagymértékben védi az emberek biztonságát.
Megfelelő beszerelés: Az üveg felszerelésekor ügyeljen arra, hogy a súly egyenletesen oszlik el a keret és a vasalat között. Győződjön meg arról, hogy az üveg megfelelően van rögzítve, hogy elkerülje a túlzott elmozdulást vagy vibrációt. Ha nehéz üvegpanelekkel találkozik, határozzon meg több csatlakozási pontot az üveg súlyának megtartásához.
Következtetés
Általában véve az üveg törésének oka továbbra is törékenysége és szabálytalan molekulaszerkezete. Ha egyszer repedés keletkezik az üvegen, az egész szerkezet elveszti stabilitását és összeomlik. A cikk elolvasása után meg kell értenie az üvegtörés okait és a megelőzési módszereket is. A megfelelő üveganyag pedig rendeltetésszerű felhasználása szerint választható ki. Ha még mindig nem világos,felveheti velünk a kapcsolatot!Szakszerű tanácsot tudunk adni.
Az üvegtermékekkel kapcsolatos további információkért kattintson ideláncszem.
