Jeste li se ikada zapitali zašto se vinske čaše razbiju na komadiće pri udaru? Ili je postojao trenutak straha da će stakleni zidovi zgrade puknuti i pasti? Struktura stakla je vrlo komplicirana. Tvrd je i jak, ali u isto vrijeme i krhak. Za nešto tako uobičajeno, znanost iza slomljenog stakla također je složena.
Zašto se staklo lomi?
Zapravo, razlog zašto je staklo tako lako razbiti je njegova molekularna struktura. Staklo je izrađeno od silicijevog dioksida. Silicij tvori krutu, nasumičnu molekularnu mrežu. Za razliku od većine krutih tvari, gdje su molekule uredno složene u rešetku. Atomi silicija i kisika u staklu povezani su pod nasumičnim kutovima u nepravilan uzorak.
Ovaj neuređeni raspored daje staklu prozirnost i lako ga je oblikovati u različite oblike kada se zagrije. Međutim, to također znači da nema slabih točaka. Kao rezultat toga, kada se primijeni vanjski pritisak, staklo će se razbiti na nazubljen, nekontroliran način. Svaki mali površinski defekt ili ogrebotina također može postati koncentrator naprezanja. Jednom kad se pukotina pokrene, ona se brzo širi po cijelom materijalu.
Kada se pukotine počnu širiti, teško ih je zaustaviti. Iako je veza između atoma silicija i kisika jaka. Ali teško je da pukotina promijeni smjer ili se zaustavi na rubu defekta. Zbog nepravilne geometrije veza silicij-kisik, one će jednostavno nastaviti prolaziti kroz nasumičnu mrežu. Staklu nedostaje uredna struktura, pa je teško predvidjeti kada će se razbiti. Iz istog razloga, staklo se može lako spontano razbiti bez puno upozorenja.
Jedini način poboljšanja otpornosti stakla na udarce je uvođenje uređenijeg molekularnog rasporeda. Baš kao što je sigurnost kaljenog stakla visoka, to je zato što je njegov molekularni raspored uređen. Brzim zagrijavanjem, a zatim brzim hlađenjem, može se stvoriti tlačno naprezanje unutar stakla. Ova naprezanja pomažu spriječiti širenje pukotine. Dakle, kaljeno staklo može izdržati veća opterećenja. Ali to ne znači da se ne može slomiti. Samo se razbija u sigurnijem obliku. Odnosno, razbija se na male čestice, a ne na oštre komade običnog stakla.
Zašto toplina lomi staklo?
Staklo će se slomiti osim pod utjecajem vanjskih sila. Također se lomi kada je izložen toplinskom naprezanju. U okruženjima visoke temperature, neravnoteža temperature uzrokuje neravnomjerno širenje stakla, što stvara pritisak na njegovu strukturu. Kada dio stakla postane vruć, dolazi do ekspanzije. Ali hladnije regije ne šire se istom brzinom.
Dakle, možete zamisliti da se jedan dio stakla širi brzo, dok se drugi dio širi sporo. U tom slučaju unutar stakla će se stvoriti stres. Tako povlači staklo i uzrokuje njegovo deformiranje. Ako ta naprezanja postanu prevelika, staklo će se slomiti. Zapravo, staklo se razbija samo da bi se smanjio vlastiti stres. Ali po našem mišljenju staklo je previše krhko.
Razine toplinskog naprezanja također ovise o tri čimbenika:
1. Temperaturna razlika između vrućeg i hladnog dijela stakla: što je veća temperaturna razlika, veći je stres.
2. Brzina promjene temperature: Općenito govoreći, kada temperatura raste ili se brzo hladi, brzina širenja ili skupljanja stakla je brža. Što povećava stres.
3. Debljina i oblik stakla: veća je vjerojatnost da će se razbiti tanje, nepravilnije staklo. Zato što ne može izdržati temperaturne fluktuacije.
Kako biste smanjili toplinski stres, izbjegavajte izlaganje stakla ekstremnim ili brzim promjenama temperature. Na primjer, ne prelijevajte kipuću vodu preko hladnog stakla i ne izlažite staklo temperaturama smrzavanja. Ova brza promjena temperature povećava vjerojatnost pucanja stakla. Zaštita stakla od toplinskog stresa ključ je za sprječavanje loma stakla. Stoga bismo trebali obratiti pozornost na temperaturno okruženje stakla u našem životu.
Zašto staklo proizvodi zvuk kad se razbije?
Čak i ako u životu niste čuli zvuk razbijanja stakla, možete ga čuti na TV-u. Zvuk lomljenja stakla uzrokuju zvučni valovi koji vibriraju staklo na svojoj rezonantnoj frekvenciji. Kada zvučni valovi prolaze kroz staklo, uzrokuju vibriranje molekula stakla. Svaka vrsta stakla ima određeni frekvencijski raspon. Kako bi njegove molekule najviše vibrirale, to se naziva rezonantnim pojasom. Ako zvučni valovi odgovaraju rezonantnoj frekvenciji, vibracije se povećavaju i uzrokuju pucanje stakla.
Pukotine obično počinju malim krhotinama ili pukotinama na rubu ili površini stakla. Kako zvučni valovi nastavljaju vibrirati staklo, ti se nedostaci šire, križaju i šire po materijalu. Jednom se pukotine povežu i ugroze strukturni integritet stakla. Cijelo će se staklo razbiti. Vjerojatnije je da će se akustične pukotine pojaviti u većim staklenim pločama jer veće staklene ploče imaju veću površinu za pojavu pukotina.
Kako biste spriječili akustično lomljenje, odaberite stakleni materijal čija je frekvencija rezonancije izvan normalnog raspona okolne buke. Stvari poput laminiranog stakla ili kaljenog stakla dobar su izbor. Otporniji su na akustični lom. Ako često čujete specifične zvukove koji uzrokuju lomljenje stakla. Buka može nastaviti oštećivati druga stakla u tom području. Jedini način da spriječite nepredvidivo pucanje stakla je uklanjanje izvora zvuka. Uz odgovarajuće mjere opreza, staklo može ostati netaknuto čak i kada je izloženo glasnim zvukovima.
Kako se staklo može spontano razbiti?
Ponekad bez utjecaja vanjskih čimbenika staklo će se spontano razbiti. Nekoliko je razloga za to.
Unutarnje naprezanje: U procesu proizvodnje stakla neravnomjerno hlađenje može stvoriti unutarnje naprezanje. U isto vrijeme, ti će naprezanja ostati u staklu. S vremenom se ti stresovi nakupljaju. Tada je moguće naglo oslabiti staklo. Staklo se tada razbije. To se događa s vremena na vrijeme. Možda je staklo već dugo postavljeno, a jednog jutra se može iznenada slomiti. Stoga treba obratiti pozornost na smanjenje unutarnjeg naprezanja stakla pri izradi stakla. Kako bi spriječili čestu pojavu takvih nesreća.
Promjena temperature: Promjena temperature je glavobolja. Jer druge stvari možda možemo kontrolirati, ali ne možemo promijeniti vanjsku temperaturu. Sunce može još sjati ujutro, a iznenadni dolazak hladnog zraka može uzrokovati pucanje stakla. Temperaturna razlika je dovoljna da optereti staklo. Preporuča se staklo s niskim koeficijentom rastezanja. Također je najbolje smanjiti upotrebu stakla na mjestima s velikim temperaturnim promjenama.
Oštećenje ili defekti ruba: Ako postoji praznina, ogrebotina ili pukotina na rubu staklene ploče, to može postati točka koncentracije naprezanja. To olakšava da se staklo razbije pod temperaturnim promjenama ili udarcem. Ne podcjenjujte male nevidljive ogrebotine. Ponekad su te male pukotine okidač za pucanje stakla. Jednog dana bi se moglo spontano slomiti. Budite oprezni s ogrebotinama i pokušajte zaštititi staklo. Spriječite oštećenje rubova stakla. Također se preporučuje kupnja stakla od renomiranih dobavljača. Može smanjiti proizvodnju grešaka na staklu.Kao i mi!
Kemijske reakcije: U rijetkim slučajevima, nečistoće ili kemikalije u staklu mogu reagirati s čimbenicima okoliša kao što su temperatura ili izloženost UV zračenju. Iako je to malo vjerojatno, oni također mogu oslabiti svojstva stakla. Na kraju, staklo može spontano puknuti ili se razbiti. Korištenje dobavljača koji zadovoljava industrijske standarde za sastav i čistoću stakla također je jedan od najboljih načina za izbjegavanje ovog problema.
Način za sprječavanje lomljenja stakla
Iako postoji mnogo mogućih razloga za lomljenje stakla, postoje neki načini za smanjenje lomljenja stakla.
Žarenje: Nakon što je staklo oblikovano, potrebno ga je podvrgnuti procesu žarenja i polako ohladiti na sobnu temperaturu. Time se smanjuje stres nastao unutar stakla. Stoga provjerite je li staklo koje kupujete pravilno žareno.
Kaljeno: Kaljeno staklo nakon brzog zagrijavanja i hlađenja, čvrstoća se može znatno poboljšati. Staklo oblikuje ljusku kada se komprimira. Kada se rasteže, čini unutarnji dio. Njih dvoje rade zajedno na kontroli pukotina. Ovo se preporučuje za područja kao što su vrata ili stolovi.
Sendvič: Dodavanje sendviča u čašu također je dobar način. Svi znamo da je sigurnost laminiranog stakla također bolja. Može smanjiti prskanje krhotina stakla kada se razbije. Uvelike štiti sigurnost ljudi.
Pravilna montaža: Prilikom postavljanja stakla pazite da je težina ravnomjerno raspoređena između okvira i okova. Provjerite je li staklo pravilno pričvršćeno kako biste spriječili pretjerano pomicanje ili vibracije. Kada naiđete na teške staklene ploče, odredite više spojnih točaka kako biste izdržali težinu stakla.
Zaključak
Općenito, razlog loma stakla još uvijek je njegova krhkost i nepravilna molekularna struktura. Nakon što dođe do pukotine u staklu, cijela će struktura izgubiti stabilnost i srušiti se. Nakon čitanja članka trebali biste razumjeti i uzroke loma stakla i metode prevencije. A odgovarajući stakleni materijal može se odabrati prema njegovoj namjeni. Ako vam još nije jasno,možete nas kontaktirati!Možemo pružiti profesionalne savjete.
Za više informacija o proizvodima od stakla kliknite ovolink.
