Heb je je ooit afgevraagd waarom wijnglazen bij een botsing in stukken breken? Of was er een moment van angst dat de glazen wanden van het gebouw zouden breken en vallen? De structuur van glas is erg ingewikkeld. Het is hard en sterk, maar tegelijkertijd kwetsbaar. Voor iets dat zo gewoon is, is de wetenschap achter gebroken glas ook complex.
Waarom breekt glas?
De reden waarom glas zo gemakkelijk te breken is, is de moleculaire structuur ervan. Glas is gemaakt van silica. Silica vormt een stijf, willekeurig moleculair netwerk. In tegenstelling tot de meeste vaste stoffen, waarbij de moleculen netjes in een rooster zijn gestapeld. De silicium- en zuurstofatomen in het glas zijn onder willekeurige hoeken in een onregelmatig patroon met elkaar verbonden.
Deze ongeordende opstelling geeft het glas transparantie en is bij verhitting gemakkelijk in verschillende vormen te vormen. Dit betekent echter ook dat er geen zwakke plekken zijn. Als gevolg hiervan zal het glas, wanneer er externe druk wordt uitgeoefend, op een grillige, ongecontroleerde manier breken. Elk klein defect of krasje op het oppervlak kan ook een spanningsconcentrator worden. Zodra een scheur ontstaat, verspreidt deze zich snel door het materiaal.
Wanneer scheuren zich beginnen te verspreiden, zijn ze moeilijk te stoppen. Ook al is de binding tussen de silicium- en zuurstofatomen sterk. Maar het is moeilijk voor de scheur om van richting te veranderen of te stoppen aan de rand van het defect. Vanwege de onregelmatige geometrie van de silico-zuurstofbindingen zullen ze gewoon door het willekeurige netwerk blijven gaan. Glas heeft geen ordelijke structuur, dus het is moeilijk te voorspellen wanneer het breekt. Om dezelfde reden kan glas gemakkelijk spontaan breken zonder veel waarschuwing.
De enige manier om de slagvastheid van glas te verbeteren is door een meer geordende moleculaire rangschikking te introduceren. Net zoals de veiligheid van gehard glas hoog is, komt dat doordat de moleculaire rangschikking ervan geordend is. Door snel op te warmen en vervolgens snel af te koelen, kan drukspanning in het glas ontstaan. Deze spanningen helpen de verspreiding van de scheur tegen te gaan. Gehard glas is dus bestand tegen een hogere belasting. Maar dat betekent niet dat het niet kan breken. Het breekt gewoon in een veiligere vorm. Dat wil zeggen, het breekt in kleine deeltjes, in plaats van in de scherpe stukjes gewoon glas.
Waarom breekt hitte glas?
Glas zal breken, behalve wanneer het wordt beïnvloed door externe krachten. Het breekt ook wanneer het wordt blootgesteld aan thermische spanning. In omgevingen met hoge temperaturen zorgt het temperatuuronevenwicht ervoor dat het glas ongelijkmatig uitzet, waardoor de structuur onder druk komt te staan. Wanneer een glasoppervlak heet wordt, treedt er uitzetting op. Maar koelere gebieden breiden zich niet in hetzelfde tempo uit.
Je kunt je dus voorstellen dat het ene deel van het glas snel uitzet, terwijl het andere deel langzaam uitzet. In dit geval ontstaat er spanning in het glas. Het trekt dus aan het glas en zorgt ervoor dat het vervormt. Als deze spanningen te groot worden, zal het glas breken. In feite wordt het glas alleen gebroken om de eigen spanning te verminderen. Maar naar onze mening is het glas te kwetsbaar.
Thermische stressniveaus zijn ook afhankelijk van drie factoren:
1. Het temperatuurverschil tussen het warme deel en het koude deel van het glas: hoe groter het temperatuurverschil, hoe groter de spanning.
2. De snelheid van temperatuurverandering: Over het algemeen is de snelheid van het uitzetten of krimpen van glas groter als de temperatuur snel stijgt of afkoelt. Wat de stress vergroot.
3. De dikte en vorm van het glas: dunner, onregelmatiger glas breekt sneller. Omdat het niet tegen temperatuurschommelingen kan.
Om thermische spanningen te minimaliseren, vermijd blootstelling van het glas aan extreme of snelle temperatuurveranderingen. Giet bijvoorbeeld geen kokend water over koud glas en stel het glas niet bloot aan vriestemperaturen. Door deze snelle temperatuurverandering is de kans groter dat het glas breekt. Het beschermen van glas tegen thermische spanning is de sleutel tot het voorkomen van glasbreuk. Daarom moeten we in ons leven aandacht besteden aan de temperatuuromgeving van het glas.
Waarom maakt glas geluid als het breekt?
Zelfs als je het geluid van brekend glas nog nooit in je leven hebt gehoord, kun je het op tv horen. Het geluid van brekend glas wordt veroorzaakt door geluidsgolven die het glas op zijn resonantiefrequentie laten trillen. Wanneer geluidsgolven door het glas gaan, zorgen ze ervoor dat de glasmoleculen trillen. Elk type glas heeft een specifiek frequentiebereik. Om de moleculen het meest te laten trillen, wordt dit de resonantieband genoemd. Als de geluidsgolven overeenkomen met de resonantiefrequentie, stapelen de trillingen zich op en zorgen ervoor dat het glas breekt.
Scheuren beginnen meestal met kleine fragmenten of scheuren aan de rand of het oppervlak van het glas. Terwijl geluidsgolven het glas blijven trillen, breiden deze defecten zich uit, kruisen en verspreiden zich door het materiaal. Zodra scheuren zich verbinden en de structurele integriteit van het glas in gevaar brengen. Het hele glas zal versplinteren. Bij grotere glasplaten is de kans groter dat akoestische scheuren optreden, omdat grotere glasplaten een groter oppervlak hebben waar scheuren kunnen ontstaan.
Om akoestische breuk te voorkomen, kiest u een glasmateriaal waarvan de resonantiefrequentie buiten het normale omgevingsgeluidsbereik ligt. Dingen zoals gelaagd glas of gehard glas zijn goede keuzes. Ze zijn beter bestand tegen akoestische breuk. Als u vaak specifieke geluiden hoort waardoor glas breekt. Het geluid kan ander glas in de omgeving blijven beschadigen. De enige manier om te voorkomen dat het glas op onvoorspelbare wijze breekt, is door de geluidsbron te elimineren. Met de juiste voorzorgsmaatregelen kan glas intact blijven, zelfs als het wordt blootgesteld aan harde geluiden.
Hoe kan glas spontaan breken?
Soms zal het glas, zonder invloed van externe factoren, spontaan breken. Hiervoor zijn verschillende redenen.
Interne spanning: In het glasproductieproces kan ongelijkmatige koeling interne spanning veroorzaken. Tegelijkertijd zullen deze spanningen in het glas blijven. Na verloop van tijd stapelen deze spanningen zich op. Dan is het mogelijk dat het glas plotseling verzwakt. Het glas breekt dan. Dit gebeurt van tijd tot tijd. Misschien is het glas al heel lang geïnstalleerd en kan het op een ochtend plotseling breken. Daarom moeten we bij het maken van glas aandacht besteden aan het verminderen van de interne spanning van het glas. Om te voorkomen dat dergelijke ongelukken vaak voorkomen.
Temperatuurverandering: Temperatuurverandering is hoofdpijn. Omdat we andere dingen misschien wel kunnen controleren, maar we kunnen de buitentemperatuur niet veranderen. Het kan zijn dat de zon 's ochtends nog schijnt en door de plotselinge komst van koude lucht kan het glas breken. Het temperatuurverschil is voldoende om het glas te belasten. Glas met een lage uitzettingscoëfficiënt wordt aanbevolen. Ook op plekken met grote temperatuurschommelingen kun je het gebruik van glas het beste verminderen.
Randbeschadigingen of defecten: Als er een opening, kras of barst in de rand van de glasplaat zit, kan dit een spanningsconcentratiepunt worden. Dit maakt het gemakkelijker voor het glas om te breken onder temperatuurschommelingen of schokken. Onderschat de kleine onzichtbare krasjes niet. Soms zijn deze kleine scheurtjes de aanleiding voor het breken van het glas. Het kan op een dag spontaan kapot gaan. Wees voorzichtig met krassen en probeer het glas te beschermen. Voorkom schade aan de glasrand. Het wordt ook aanbevolen dat u glas bij gerenommeerde leveranciers koopt. Kan de productie van glasdefecten verminderen.Vind ons leuk!
Chemische reacties: In zeldzame gevallen kunnen onzuiverheden of chemicaliën in glas reageren met omgevingsfactoren zoals temperatuur of UV-blootstelling. Hoewel dit onwaarschijnlijk is, kunnen ze ook de eigenschappen van het glas verzwakken. Uiteindelijk kan het glas spontaan barsten of breken. Het gebruik van een leverancier die voldoet aan de industrienormen voor glassamenstelling en zuiverheid is ook een van de beste manieren om dit probleem te voorkomen.
Een manier om te voorkomen dat glas breekt
Hoewel er veel mogelijke redenen zijn voor glasbreuk, zijn er enkele manieren om glasbreuk te verminderen.
Gloeien: Nadat het glas is gevormd, moet het een gloeiproces ondergaan en langzaam afkoelen tot kamertemperatuur. Dit verlicht de spanning die in het glas ontstaat. Zorg er dus voor dat het glas dat u koopt goed gegloeid is.
Gehard: Gehard glas kan na snelle verwarming en afkoeling de sterkte aanzienlijk verbeteren. Glas vormt een omhulsel wanneer het wordt samengedrukt. Wanneer het wordt uitgerekt, vormt het een binnenste deel. De twee werken samen om scheuren onder controle te houden. Dit wordt aanbevolen voor ruimtes zoals deuren of tafels.
Sandwich: Een sandwich aan het glas toevoegen is ook een goede manier. We weten allemaal dat de veiligheid van gelaagd glas ook beter is. Het kan het spatten van glasscherven bij breuk verminderen. Het beschermt de veiligheid van mensen enorm.
Correcte installatie: Zorg er bij het installeren van het glas voor dat het gewicht gelijkmatig wordt verdeeld tussen het frame en het beslag. Zorg ervoor dat het glas goed is vastgezet om overmatige beweging of trillingen te voorkomen. Wanneer u zware glaspanelen tegenkomt, bepaal dan meerdere verbindingspunten om het glasgewicht te ondersteunen.
Conclusie
Over het algemeen is de reden voor het breken van glas nog steeds de kwetsbaarheid en onregelmatige moleculaire structuur. Zodra er een barst in het glas zit, verliest de hele structuur zijn stabiliteit en stort in. Na het lezen van het artikel moet u ook de oorzaken van glasbreuk en preventiemethoden begrijpen. En het juiste glasmateriaal kan worden geselecteerd op basis van het beoogde gebruik. Als het je nog steeds niet duidelijk is,U kunt contact met ons opnemen!Wij kunnen u professioneel advies geven.
Voor meer informatie over glasproducten kunt u hier klikkenverbinden.
