Te-ai întrebat vreodată de ce paharele de vin se sparg în bucăți la impact? Sau a existat un moment de teamă că pereții de sticlă ai clădirii se vor sparge și căde? Structura sticlei este foarte complicată. Este greu și puternic, dar în același timp este fragil. Pentru ceva atât de comun, știința din spatele sticlei sparte este, de asemenea, complexă.
De ce se sparge sticla?
De fapt, motivul pentru care sticla este atât de ușor de spart este din cauza structurii sale moleculare. Sticla este fabricată din silice. Siliciul formează o rețea moleculară rigidă, aleatorie. Spre deosebire de majoritatea solidelor, în care moleculele sunt bine stivuite într-o rețea. Atomii de siliciu și de oxigen din sticlă sunt legați în unghiuri aleatorii într-un model neregulat.
Acest aranjament dezordonat oferă sticlei transparență și este ușor de modelat în diferite forme atunci când este încălzit. Cu toate acestea, acest lucru înseamnă și că nu există puncte slabe. Ca rezultat, atunci când se aplică presiune exterioară, sticla se va sparge într-o manieră zimțată, necontrolată. Orice mic defect de suprafață sau zgârietură poate deveni, de asemenea, un concentrator de stres. Odată ce o fisură este declanșată, aceasta se răspândește rapid pe tot materialul.
Când fisurile încep să se răspândească, ele sunt greu de oprit. Chiar dacă legătura dintre atomii de siliciu și oxigen este puternică. Dar este dificil ca fisura să schimbe direcția sau să se oprească la marginea defectului. Datorită geometriei neregulate a legăturilor silico-oxigen, acestea vor continua pur și simplu să treacă prin rețeaua aleatorie. Sticla nu are o structură ordonată, așa că este greu de prezis când se sparge. Din același motiv, sticla se poate sparge cu ușurință spontan, fără prea mult avertisment.
Singura modalitate de a îmbunătăți rezistența la impact a sticlei este introducerea unui aranjament molecular mai ordonat. La fel cum siguranța sticlei călite este ridicată, aceasta se datorează faptului că aranjamentul său molecular este ordonat. Prin încălzirea rapidă și apoi răcirea rapidă, se poate crea stres de compresiune în interiorul sticlei. Aceste tensiuni ajută la contracararea răspândirii fisurii. Deci sticla securizata poate rezista la o sarcina mai mare. Dar asta nu înseamnă că nu se poate rupe. Se rupe doar într-o formă mai sigură. Adică, se sparge în particule mici, mai degrabă decât în bucăți ascuțite de sticlă obișnuită.
De ce căldura sparge sticla?
Sticla se va sparge, cu excepția cazului în care este afectată de forțele externe. De asemenea, se rupe atunci când este supus la stres termic. În medii cu temperatură ridicată, dezechilibrul temperaturii face ca sticla să se extindă neuniform, ceea ce pune presiune asupra structurii sale. Când o zonă de sticlă devine fierbinte, are loc expansiunea. Dar regiunile mai reci nu se extind în același ritm.
Așa că vă puteți imagina că o parte a sticlei se extinde rapid, în timp ce cealaltă parte se extinde lent. În acest caz, stresul va fi creat în interiorul sticlei. Deci trage de sticlă și o face să se deformeze. Dacă aceste tensiuni devin prea severe, sticla se va sparge. De fapt, sticla este spartă doar pentru a-și reduce propriul stres. Dar, în opinia noastră, sticla este prea fragilă.
Nivelurile de stres termic depind, de asemenea, de trei factori:
1. Diferența de temperatură dintre partea fierbinte și partea rece a sticlei: cu cât diferența de temperatură este mai mare, cu atât este mai mare stresul.
2. Viteza schimbării temperaturii: în general, când temperatura crește sau se răcește rapid, viteza de dilatare sau contracție a sticlei este mai rapidă. Ceea ce crește stresul.
3. Grosimea și forma sticlei: sticla mai subțire, mai neregulată este mai probabil să se spargă. Pentru că nu poate rezista la fluctuațiile de temperatură.
Pentru a minimiza stresul termic, evitați expunerea sticlei la schimbări extreme sau rapide de temperatură. De exemplu, nu turnați apă clocotită peste sticla rece și nu expuneți paharul la temperaturi de îngheț. Această schimbare rapidă a temperaturii face ca sticla să se spargă. Protejarea sticlei de stresul termic este cheia pentru prevenirea spargerii sticlei. Prin urmare, ar trebui să acordăm atenție mediului de temperatură al sticlei din viața noastră.
De ce sticla scoate un sunet când se sparge?
Chiar dacă nu ai auzit zgomotul spart de sticlă în viața ta, îl poți auzi la televizor. Sunetul spart de sticla este cauzat de undele sonore care vibrează sticla la frecvența sa de rezonanță. Când undele sonore trec prin sticlă, ele fac ca moleculele de sticlă să vibreze. Fiecare tip de sticlă are un domeniu de frecvență specific. Pentru a-și face moleculele să vibreze cel mai mult, aceasta se numește banda de rezonanță. Dacă undele sonore se potrivesc cu frecvența de rezonanță, vibrațiile se acumulează și provoacă spargerea sticlei.
Fisurile încep de obicei cu mici fragmente sau crăpături pe marginea sau suprafața sticlei. Pe măsură ce undele sonore continuă să vibreze sticla, aceste defecte se extind, se încrucișează și se răspândesc pe tot materialul. Odată ce fisurile se conectează și compromit integritatea structurală a sticlei. Întregul pahar se va sparge. Este mai probabil să apară fisuri acustice în plăcile de sticlă mai mari, deoarece plăcile de sticlă mai mari au o suprafață mai mare pentru apariția fisurilor.
Pentru a preveni spargerea acustică, alegeți un material de sticlă a cărui frecvență de rezonanță este în afara intervalului normal de zgomot ambiental. Lucruri precum sticla laminată sau sticlă călită sunt alegeri bune. Sunt mai rezistente la rupere acustică. Dacă auziți des zgomote specifice care provoacă spargerea sticlei. Zgomotul poate continua să deterioreze alte sticle din zonă. Singura modalitate de a împiedica spargerea imprevizibilă a sticlei este eliminarea sursei de sunet. Cu măsurile de precauție adecvate, sticla poate rămâne intactă chiar și atunci când este expusă la zgomote puternice.
Cum se poate sparge spontan sticla?
Uneori, fără influența factorilor externi, sticla se va sparge spontan. Există mai multe motive pentru aceasta.
Stres intern: în procesul de fabricare a sticlei, răcirea neuniformă poate crea stres intern. În același timp, aceste tensiuni vor rămâne în sticlă. În timp, aceste stresuri se acumulează. Apoi, este posibil să slăbiți brusc sticla. Apoi sticla se sparge. Acest lucru se întâmplă din când în când. Poate că sticla a fost instalată de mult timp, iar într-o dimineață se poate sparge brusc. Prin urmare, ar trebui să acordăm atenție reducerii stresului intern al sticlei atunci când facem sticla. Pentru a preveni apariția frecventă a unor astfel de accidente.
Schimbarea temperaturii: Schimbarea temperaturii este o durere de cap. Pentru că alte lucruri poate le putem controla, dar nu putem schimba temperatura exterioară. Soarele poate să strălucească în continuare dimineața, iar sosirea bruscă a aerului rece poate cauza spargerea sticlei. Diferența de temperatură este suficientă pentru a stresa sticla. Se recomandă sticlă cu coeficient de dilatare scăzut. De asemenea, cel mai bine este să reduceți utilizarea sticlei în locurile cu schimbări mari de temperatură.
Deteriorări sau defecte ale marginilor: Dacă există un gol, zgârieturi sau fisuri pe marginea plăcii de sticlă, acesta poate deveni un punct de concentrare a tensiunii. Acest lucru face ca sticla să se spargă mai ușor la schimbările de temperatură sau la impact. Nu subestima micile zgârieturi invizibile. Uneori, aceste mici crăpături sunt declanșatorul spargerii sticlei. S-ar putea să se rupă spontan într-o zi. Aveți grijă la zgârieturi și încercați să protejați sticla. Preveniți deteriorarea marginilor sticlei. De asemenea, este recomandat să achiziționați sticlă de la furnizori de renume. Poate reduce producția de defecte de sticlă.Ca noi!
Reacții chimice: În cazuri rare, impuritățile sau substanțele chimice din sticlă pot reacționa cu factorii de mediu, cum ar fi temperatura sau expunerea la UV. Deși acest lucru este puțin probabil, ele pot slăbi și proprietățile sticlei. În cele din urmă, sticla se poate sparge sau sparge spontan. Utilizarea unui furnizor care îndeplinește standardele industriei pentru compoziția și puritatea sticlei este, de asemenea, una dintre cele mai bune modalități de a evita această problemă.
O modalitate de a preveni spargerea sticlei
Deși există multe motive posibile pentru spargerea sticlei, există câteva modalități de a reduce spargerea sticlei.
Recoacere: După ce sticla a fost formată, trebuie să treacă printr-un proces de recoacere și să se răcească lent la temperatura camerei. Acest lucru ameliorează stresul creat în interiorul sticlei. Așa că asigurați-vă că sticla pe care o cumpărați este recoaptă corect.
Călită: sticlă călită după încălzire și răcire rapidă, rezistența poate fi mult îmbunătățită. Sticla formează o coajă atunci când este comprimată. Când este întins, formează o parte interioară. Cei doi lucrează împreună pentru a controla fisurile. Acest lucru este recomandat pentru zone precum uși sau mese.
Sandviș: Adăugarea unui sandviș la pahar este, de asemenea, o modalitate bună. Știm cu toții că siguranța sticlei laminate este, de asemenea, mai bună. Poate reduce stropirea fragmentelor de sticlă atunci când este spartă. Protejează foarte mult siguranța oamenilor.
Instalare corectă: Când instalați sticla, asigurați-vă că greutatea este distribuită uniform între cadru și feronerie. Asigurați-vă că sticla este bine fixată pentru a preveni mișcarea sau vibrațiile excesive. Când întâlniți panouri grele din sticlă, determinați mai multe puncte de conectare pentru a susține greutatea sticlei.
Concluzie
În general, motivul spargerii sticlei este încă fragilitatea și structura moleculară neregulată. Odată ce există o fisură în sticlă, întreaga structură își va pierde stabilitatea și se va prăbuși. După ce ați citit articolul, ar trebui să înțelegeți și cauzele spargerii sticlei și metodele de prevenire. Și materialul de sticlă potrivit poate fi selectat în funcție de utilizarea prevăzută. Daca tot nu esti clar,ne puteti contacta!Putem oferi sfaturi profesionale.
Pentru mai multe informații despre produsele din sticlă, faceți clic pe aceastalegătură.
