(玻璃)玻璃裂纹形成原理 高硼硅玻璃耐摔吗

导读：

     玻璃拥有良好的透视、透光性能，化学稳定性较高，并且可以根据加工方法不同而获得较强的机械强度与保温隔热效果，因此能够用于各行各业，满足不同的需求。我们将在本篇文章中介绍玻璃开裂的原理，帮助大家避免，并以高硼硅玻璃来说明材质对于玻璃性质有何影响。

一、玻璃裂纹形成原理

        从微观上来讲,玻璃虽然不是晶体,但是数十个原子范围内,其原子结构呈有序排列.有钠、钙、氧等原子参杂到氧——硅网络结构当中,这些都归于玻璃的形成体一类.其微裂纹产生的初始,就是在这些网络结构的脆弱部位开始.

        玻璃自从熔制好后,开始冷却到一定温度,就开始产生大量的微裂纹.这些微裂纹极小,需要在电子显微镜下才能看到.这些微裂纹的存在就是玻璃的实际强度远远小于其理论强度的原因.微裂纹产生的原因是由于玻璃的内应力太强大,而应力强大的原因是玻璃的粘度随着温度的下降而增大的速度太快,且由于氧——硅键等原子间键能高,键长短,以至于原子没有时间调整到其原子间作用力的平衡位置.由于原子间的作用力不平衡,所以产生微裂纹.(所以退火能消除玻璃的内应力.而长时间在温度较高的环境下使用的玻璃也会发生析晶现象.)

        当玻璃在宏观上受力时,裂纹就会从受力更强或应力更大的微裂纹处开始扩大.直至裂纹扩展到整面玻璃.

        这就是玻璃裂纹形成的原理.

二、高硼硅玻璃耐摔吗

        玻璃的成分虽然对其强度有一定影响,但并不是主要因素.主要因素是对玻璃表面微裂纹的后期处理工艺.

        玻璃的理论强度很高,但是由于冷却后表面存在大量的微裂纹,造成其实际强度远远小于理论强度.比如灯泡的泡壳,刚出炉、刚刚冷却的泡壳掉在水泥地上不会碎,而是弹起.完全冷却后就会非常脆弱.

        如果在玻璃刚出炉时进行有效处理,降低微裂纹的数量或者控制受力时微裂纹的扩大,就能大大提高玻璃的实际强度.比如进行表面喷涂、化学钢化、物理钢化等工艺.

        当然,不同成分的玻璃其处理工艺的难易程度也不同.高硼硅玻璃耐急冷急热性能较好,料性好,易于加工成形.因此常用来做器皿玻璃.

相关概念

玻璃
        玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也称作有机玻璃。

强度
        力学上，材料在 外力作用下抵抗破坏（ 变形和断裂）的能力称为强度。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。

来源：中国玻璃网

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