ガラスが割れるメカニズム

質問

ガラスが割れるメカニズムについて教えてください。
それを踏まえて、強化ガラスはそれをどのように克服しているのでしょうか？
圧縮応力と引張応力のバランスが関係していると聞いたのですが、
どうもよく分かりません。
よろしくお願いします。

回答No.2

SortaNerd · ベストアンサー

ガラスは圧縮応力より引張応力に弱い物質です。
そこで、強化ガラスはガラス表面を熱加工して圧縮方向に残留応力を持たせます。
力がかかったときには、
引張応力がかかる面では残留応力により打ち消されて弱い引張応力
圧縮応力がかかる面では残留応力と相乗して強い圧縮応力
がかかります。
つまりガラスの苦手な引張応力を軽減して、圧縮応力に転化しているわけです。

回答No.4

toboke

ガラスはもともと応力に対して大変強く、非常に割れにくいものです。ところが表面に微小なひびが入ると、応力がかかったときにそれを起点にクラックが進展して、もともとの強度から予測されるよりもはるかに小さな力で割れてしまいます。なおこの亀裂進展のメカニズムには水分の関与が大きいとされています。つまり引っ張り応力のかかったところが水と反応して、表面のSi-O-Siの結合がSi-OH×２となり結合が切れるということになります。

そこで強化ガラスではNo.2さんのご説明されている理屈で引っ張り応力がかかりにくいようにしてあるわけです。

なお、結晶屋さんから見るとガラスは液体ですが、ガラス屋から見れば液体ではなく、非晶質固体に分類されます。

回答No.3

sosdada

そもそもガラスは固体ではなく、非常に粘性の強い液体です。つまり結晶ではありません。あそこまで粘性が強ければ（まるで固体）、引っ張ったり伸ばしたりしても気体として蒸発しません。が、圧縮してどろどろの液体になるほうがたやすいです（もともと液体）。というわけで、引っ張りの力に圧縮の力が負けて、割れます

回答No.1

jyamamoto

外部からの力や熱等で内部に生じた応力の強さが、ガラスの分子間の結合力より大きくなったときに破壊されるのでしょうが・・・、そんな説明で良いのでしようか?
強化ガラスは分子間の結合力がより大きいガラスと考えられます。