釜山国立大学 科学家通过实验研究了退火和回火玻璃表面接触缺陷周围的水致开裂行为
学分:釜山国立大学 玻璃窗经常承受外部环境因素,如风、雨和湿度,这些因素导致其表面形成微裂纹
例如,一阵风会把沙子吹到窗户上,由于锋利的沙子颗粒的冲击,会产生微小的表面裂缝
当水滴和湿度加剧时,这些微裂纹的尺寸就会增大
当水接触到这些表面缺陷时,它会穿透微裂纹,慢慢溶解硅氧键
这种化学侵蚀会破坏玻璃网络,从而逐渐降低玻璃结构的机械强度和光学性能
这种环境增强的裂纹扩展过程被称为应力腐蚀或亚临界裂纹扩展(SCG)
SCG导致的机械性能下降引发了人们对摩天大楼和高层建筑安全性的担忧
最近,科学家们对超临界气体对两种广泛使用的钠钙玻璃的影响产生了兴趣:退火玻璃和钢化玻璃
然而,大多数研究都集中在确定裂纹扩展速率上,对于水对裂纹扩展的影响知之甚少
此外,许多研究调查了退火玻璃和非钢化玻璃的微裂纹扩展动力学
为了填补这一研究空白,由PNU釜山国立大学教授领导的研究团队
胡桑·帕克在发表在《欧洲陶瓷学会杂志》上的一项研究中,探索了退火和钢化玻璃表面微裂纹周围水促进开裂行为的相关机制
教授
Park解释说,“热钢化玻璃具有巨大的商业价值;它被用于显示器、保护罩、车窗等
钢化玻璃的裂纹扩展不同于退火玻璃的水滴裂纹扩展
因此,了解水滴如何促进不同类型玻璃的开裂行为非常重要
" 为了模拟表面微裂纹,研究人员使用维氏压头——一种用于测试材料硬度的仪器——在玻璃表面制造了人造缺陷
然后,将样品暴露于大气湿度和水中以分析裂纹生长
研究小组发现,钢化玻璃的最大裂纹扩展长度比退火玻璃低得多
随后的24小时浸水试验揭示了退火玻璃中径向裂纹和回火玻璃中横向裂纹的形成
这项比较研究为玻璃裂缝的起源提供了新的见解,对玻璃设计师、工程师和建筑师都很有用
“随着全球变暖导致台风和风暴频率的增加,我们需要找到新的方法来保护玻璃窗的外部
我们试图理解水和表面裂缝之间的相互作用,以帮助解决与玻璃窗和结构相关的安全问题,”帕克教授总结道
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