Da li ste se ikada zapitali zašto se čaše za vino raspadaju na komade pri udaru? Ili je postojao trenutak straha da će se stakleni zidovi zgrade razbiti i pasti? Struktura stakla je veoma komplikovana. Tvrda je i jaka, ali je u isto vrijeme i krhka. Za nešto tako uobičajeno, nauka iza razbijenog stakla je takođe složena.
Zašto se staklo lomi?
Zapravo, razlog zašto je staklo tako lako razbiti je njegova molekularna struktura. Staklo je napravljeno od silicijum dioksida. Silicijum formira krutu, nasumične molekularne mreže. Za razliku od većine čvrstih materija, gde su molekuli uredno složeni u rešetku. Atomi silicija i kiseonika u staklu povezani su pod nasumičnim uglovima u nepravilnom uzorku.
Ovaj neuređeni raspored daje staklu prozirnost i lako se oblikuje u različite oblike kada se zagrije. Međutim, to takođe znači da nema slabih tačaka. Kao rezultat toga, kada se primjenjuje vanjski pritisak, staklo će se razbiti na neravni, nekontrolisani način. Svaki mali površinski nedostatak ili ogrebotina također može postati koncentrator naprezanja. Jednom kada se pukotina pokrene, brzo se širi po cijelom materijalu.
Kada pukotine počnu da se šire, teško ih je zaustaviti. Iako je veza između atoma silicija i kiseonika jaka. Ali teško je da pukotina promijeni smjer ili da se zaustavi na rubu defekta. Zbog nepravilne geometrije silikonsko-kisikovih veza, one će jednostavno nastaviti da prolaze kroz slučajnu mrežu. Staklu nedostaje uredna struktura, pa je teško predvidjeti kada će se razbiti. Iz istog razloga, staklo se lako može spontano razbiti bez mnogo upozorenja.
Jedini način da se poboljša otpornost stakla na udar 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, unutar stakla se može stvoriti tlačno naprezanje. Ova naprezanja pomažu u sprječavanju širenja pukotine. Dakle, kaljeno staklo može izdržati veće opterećenje. Ali to ne znači da se ne može slomiti. Samo se lomi u sigurnijem obliku. To jest, razbija se na male čestice, a ne na oštre komade običnog stakla.
Zašto toplota lomi staklo?
Staklo će se slomiti osim ako ga udare vanjske sile. Također se lomi kada je izložen termičkom naprezanju. U okruženjima visoke temperature, neravnoteža temperature uzrokuje neravnomjerno širenje stakla, što vrši pritisak na njegovu strukturu. Kada se dio stakla zagrije, dolazi do širenja. Ali hladnije regije se ne šire istom brzinom.
Dakle, možete zamisliti da se jedan dio stakla brzo širi, dok se drugi dio polako širi. U tom slučaju će se unutar stakla stvoriti napon. Tako povlači staklo i uzrokuje njegovo deformisanje. Ako ova naprezanja postanu preozbiljna, staklo će se razbiti. U stvari, staklo se lomi samo da bi se smanjio vlastiti stres. Ali po našem mišljenju, staklo je previše krhko.
Nivoi toplotnog stresa takođe zavise od tri faktora:
1. Temperaturna razlika između toplog i hladnog dijela stakla: što je veća temperaturna razlika, veći je napon.
2. Brzina promjene temperature: Uopšteno govoreći, kada temperatura raste ili se brzo hladi, brzina ekspanzije ili kontrakcije stakla je veća. Što povećava stres.
3. Debljina i oblik stakla: tanje, nepravilnije staklo je vjerojatnije da će se razbiti. Zato što ne može izdržati temperaturne fluktuacije.
Da biste smanjili termički stres, izbjegavajte izlaganje stakla ekstremnim ili brzim promjenama temperature. Na primjer, ne prelijte kipuću vodu preko hladnog stakla i ne izlažite staklo niskim temperaturama. Ova brza promjena temperature povećava vjerovatnoću lomljenja stakla. Zaštita stakla od termičkog stresa ključna je za sprječavanje loma stakla. Stoga treba obratiti pažnju na temperaturno okruženje stakla u našem životu.
Zašto staklo proizvodi zvuk kada se razbije?
Čak i ako u životu niste čuli zvuk razbijanja stakla, možete ga čuti na TV-u. Zvuk lomljenja stakla uzrokovan je zvučnim valovima koji vibriraju staklo na njegovoj rezonantnoj frekvenciji. Kada zvučni valovi prolaze kroz staklo, uzrokuju vibriranje molekula stakla. Svaka vrsta stakla ima određeni frekvencijski opseg. Da bi njegovi molekuli vibrirali najviše, to se naziva rezonantnim pojasom. Ako zvučni valovi odgovaraju rezonantnoj frekvenciji, vibracije se nagomilavaju i uzrokuju lomljenje stakla.
Pukotine obično počinju malim fragmentima ili naprslinama na rubu ili površini stakla. Kako zvučni valovi nastavljaju da vibriraju staklo, ovi se defekti šire, križaju i šire kroz materijal. Jednom kada se pukotine spoje i ugroze strukturalni integritet stakla. Cijelo staklo će se razbiti. Vjerojatnije je da će se akustične pukotine pojaviti u većim staklenim pločama jer veće staklene ploče imaju veću površinu za nastanak pukotina.
Da biste spriječili akustično lomljenje, odaberite stakleni materijal čija je rezonantna frekvencija izvan normalnog raspona ambijentalne buke. Stvari poput laminiranog stakla ili kaljenog stakla su dobar izbor. Otporniji su na akustične lomove. Ako često čujete specifične zvukove koji uzrokuju lomljenje stakla. Buka može nastaviti da oštećuje druga stakla u tom području. Jedini način da spriječite nepredvidivo lomljenje stakla je eliminisanje izvora zvuka. Uz odgovarajuće mjere opreza, staklo može ostati netaknuto čak i kada je izloženo glasnim zvukovima.
Kako staklo može spontano puknuti?
Ponekad, bez uticaja spoljnih faktora, staklo će se spontano razbiti. Postoji nekoliko razloga za to.
Unutrašnji stres: U procesu proizvodnje stakla, neravnomjerno hlađenje može stvoriti unutrašnje naprezanje. U isto vrijeme, ovi naponi će ostati u staklu. Vremenom se ovi stresovi povećavaju. Tada je moguće naglo oslabiti staklo. Staklo se tada lomi. To se dešava s vremena na vrijeme. Možda je staklo već dugo postavljeno, a jednog jutra može iznenada puknuti. Stoga pri izradi stakla treba obratiti pažnju na smanjenje unutrašnjeg naprezanja stakla. Kako bi se spriječile česte pojave ovakvih nesreća.
Promjena temperature: Promjena temperature je glavobolja. Jer druge stvari možda možemo kontrolisati, ali ne možemo promijeniti vanjsku temperaturu. Sunce možda još uvijek sija ujutro, a iznenadni dolazak hladnog zraka može uzrokovati lomljenje stakla. Temperaturna razlika je dovoljna da napreza staklo. Preporučuje se staklo sa niskim koeficijentom ekspanzije. Takođe je najbolje smanjiti upotrebu stakla na mestima sa velikim temperaturnim promenama.
Oštećenje ili defekti na ivici: Ako na ivici staklene ploče postoji zazor, ogrebotina ili pukotina, to može postati tačka koncentracije naprezanja. To olakšava lomljenje stakla pri promjenama temperature ili udaru. Ne podcjenjujte male nevidljive ogrebotine. Ponekad su ove male pukotine okidač da se staklo razbije. Jednog dana bi se moglo spontano slomiti. Budite oprezni sa ogrebotinama i pokušajte zaštititi staklo. Spriječite oštećenje ivica stakla. Takođe se preporučuje kupovina stakla od renomiranih dobavljača. Može smanjiti proizvodnju nedostataka stakla.Kao mi!
Hemijske reakcije: U retkim slučajevima, nečistoće ili hemikalije u staklu mogu reagovati sa faktorima okoline kao što su temperatura ili izlaganje UV zračenju. Iako je to malo vjerovatno, oni također mogu oslabiti svojstva stakla. Na kraju, staklo može spontano da pukne ili pukne. Korištenje dobavljača koji ispunjava industrijske standarde za sastav i čistoću stakla također je jedan od najboljih načina da se izbjegne ovaj problem.
Način da spriječite lomljenje stakla
Iako postoji mnogo mogućih razloga za lomljenje stakla, postoje neki načini za smanjenje lomljenja stakla.
Žarenje: Nakon što je staklo formirano, potrebno ga je podvrgnuti procesu žarenja i polako ohladiti na sobnu temperaturu. Ovo ublažava stres koji nastaje unutar stakla. Zato provjerite je li staklo koje kupujete pravilno žareno.
Kaljeno: Kaljeno staklo nakon brzog zagrijavanja i hlađenja, snaga se može znatno poboljšati. Staklo formira ljusku kada se sabije. Kada se rastegne, formira unutrašnji dio. Njih dvoje rade zajedno na kontroli pukotina. Ovo se preporučuje za područja kao što su vrata ili stolovi.
Sendvič: Dodavanje sendviča u čašu je takođe dobar način. Svi znamo da je i sigurnost laminiranog stakla bolja. Može smanjiti prskanje staklenih fragmenata kada se razbije. U velikoj mjeri štiti sigurnost ljudi.
Pravilna instalacija: Prilikom postavljanja stakla, provjerite je li težina ravnomjerno raspoređena između okvira i okova. Uvjerite se da je staklo pravilno pričvršćeno kako biste spriječili pretjerano kretanje ili vibracije. Kada naiđete na teške staklene ploče, odredite više tačaka spajanja kako biste podržali težinu stakla.
Zaključak
Općenito, razlog loma stakla je i dalje njegova krhkost i nepravilna molekularna struktura. Jednom kada na staklu dođe do pukotine, cijela konstrukcija će izgubiti svoju stabilnost i srušiti se. Nakon čitanja članka, trebali biste razumjeti i uzroke loma stakla i metode prevencije. A odgovarajući stakleni materijal može se odabrati u skladu s njegovom namjenom. Ako vam i dalje nije jasno,možete nas kontaktirati!Možemo pružiti stručne savjete.
Za više informacija o staklenim proizvodima kliknite na ovolink.
