Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les verres à vin se brisent en cas d'impact ? Ou y a-t-il eu un moment de peur que les parois de verre du bâtiment ne se brisent et ne tombent ? La structure du verre est très compliquée. C’est dur et fort, mais en même temps c’est fragile. Pour quelque chose d’aussi commun, la science derrière le verre brisé est également complexe.
Pourquoi le verre se brise-t-il ?
En fait, la raison pour laquelle le verre est si facile à briser est due à sa structure moléculaire. Le verre est composé de silice. La silice forme un réseau moléculaire rigide et aléatoire. Contrairement à la plupart des solides, où les molécules sont soigneusement empilées dans un réseau. Les atomes de silicium et d’oxygène dans le verre sont connectés selon des angles aléatoires selon un motif irrégulier.
Cette disposition désordonnée confère au verre de la transparence et permet de lui donner facilement différentes formes lorsqu'il est chauffé. Mais cela signifie également qu’il n’y a pas de points faibles. En conséquence, lorsqu’une pression externe est appliquée, le verre se brise de manière irrégulière et incontrôlée. Tout petit défaut ou rayure de surface peut également devenir un concentrateur de contraintes. Une fois déclenchée, une fissure se propage rapidement dans tout le matériau.
Lorsque les fissures commencent à se propager, il est difficile de les arrêter. Même si la liaison entre les atomes de silicium et d’oxygène est forte. Mais il est difficile pour la fissure de changer de direction ou de s'arrêter au bord du défaut. En raison de la géométrie irrégulière des liaisons silico-oxygène, celles-ci continueront simplement à transiter par le réseau aléatoire. Le verre n'a pas de structure ordonnée, il est donc difficile de prédire quand il se brisera. Pour la même raison, le verre peut facilement se briser spontanément sans préavis.
La seule façon d’améliorer la résistance du verre aux chocs est d’introduire un arrangement moléculaire plus ordonné. Tout comme la sécurité du verre trempé est élevée, c’est parce que sa disposition moléculaire est ordonnée. En chauffant rapidement puis en refroidissant rapidement, une contrainte de compression peut être créée à l’intérieur du verre. Ces contraintes contribuent à empêcher la propagation de la fissure. Le verre trempé peut donc résister à une charge plus élevée. Mais cela ne veut pas dire qu’il ne peut pas se briser. Il se brise simplement sous une forme plus sûre. Autrement dit, il se brise en petites particules, plutôt qu'en morceaux pointus de verre ordinaire.
Pourquoi la chaleur brise-t-elle le verre ?
Le verre se brisera sauf lorsqu'il sera impacté par des forces extérieures. Il se brise également lorsqu'il est soumis à une contrainte thermique. Dans les environnements à haute température, le déséquilibre de température provoque une dilatation inégale du verre, ce qui exerce une pression sur sa structure. Lorsqu’une zone de verre devient chaude, une expansion se produit. Mais les régions plus froides ne se développent pas au même rythme.
Vous pouvez donc imaginer qu’une partie du verre se dilate rapidement, tandis que l’autre partie se dilate lentement. Dans ce cas, une contrainte sera créée à l’intérieur du verre. Il tire donc sur le verre et provoque sa déformation. Si ces contraintes deviennent trop fortes, le verre se brisera. En fait, le verre est brisé uniquement pour réduire sa propre contrainte. Mais à notre avis, le verre est trop fragile.
Les niveaux de contrainte thermique dépendent également de trois facteurs :
1. La différence de température entre la partie chaude et la partie froide du verre : plus la différence de température est grande, plus la contrainte est importante.
2. La vitesse de changement de température : D’une manière générale, lorsque la température augmente ou refroidit rapidement, la vitesse d’expansion ou de contraction du verre est plus rapide. Ce qui augmente le stress.
3. L’épaisseur et la forme du verre : un verre plus fin et plus irrégulier est plus susceptible de se briser. Parce qu'il ne supporte pas les variations de température.
Pour minimiser le stress thermique, évitez d’exposer le verre à des changements de température extrêmes ou rapides. Par exemple, ne versez pas d’eau bouillante sur un verre froid et n’exposez pas le verre à des températures glaciales. Ce changement rapide de température rend le verre plus susceptible de se briser. Protéger le verre des contraintes thermiques est la clé pour prévenir les bris de verre. Par conséquent, nous devons prêter attention à la température ambiante du verre dans notre vie.
Pourquoi le verre fait-il du bruit lorsqu'il se brise ?
Même si vous n'avez jamais entendu le bruit d'un verre brisé dans votre vie, vous pouvez l'entendre à la télévision. Le bruit du bris de verre est provoqué par des ondes sonores qui font vibrer le verre à sa fréquence de résonance. Lorsque les ondes sonores traversent le verre, elles font vibrer les molécules du verre. Chaque type de verre possède une gamme de fréquences spécifique. Pour faire vibrer au maximum ses molécules, on appelle cela sa bande de résonance. Si les ondes sonores correspondent à la fréquence de résonance, les vibrations s'accumulent et provoquent la rupture du verre.
Les fissures commencent généralement par de petits fragments ou fissures sur le bord ou la surface du verre. À mesure que les ondes sonores continuent de faire vibrer le verre, ces défauts se dilatent, se croisent et se propagent dans tout le matériau. Une fois que les fissures se connectent et compromettent l’intégrité structurelle du verre. Le verre entier va se briser. Les fissures acoustiques sont plus susceptibles de se produire dans les plaques de verre plus grandes, car les plaques de verre plus grandes ont une plus grande surface propice aux fissures.
Pour éviter les bris acoustiques, choisissez un matériau en verre dont la fréquence de résonance est en dehors de la plage normale du bruit ambiant. Des éléments comme le verre feuilleté ou le verre trempé sont de bons choix. Ils sont plus résistants à la casse acoustique. Si vous entendez souvent des bruits spécifiques qui provoquent le bris du verre. Le bruit peut continuer à endommager les autres vitres de la zone. La seule façon d’empêcher le verre de se briser de manière imprévisible est d’éliminer la source sonore. Avec les précautions appropriées, le verre peut rester intact même lorsqu’il est exposé à des bruits forts.
Comment le verre peut-il se briser spontanément ?
Parfois, sans l'influence de facteurs externes, le verre se brise spontanément. Il y a plusieurs raisons à cela.
Contraintes internes : Dans le processus de fabrication du verre, un refroidissement irrégulier peut créer des contraintes internes. Dans le même temps, ces contraintes resteront dans le verre. Au fil du temps, ces stress s’accumulent. Il est alors possible de fragiliser brusquement le verre. Le verre se brise alors. Cela arrive de temps en temps. Peut-être que le verre est installé depuis longtemps et qu'un matin, il se brise soudainement. Par conséquent, nous devons veiller à réduire les contraintes internes du verre lors de la fabrication du verre. Pour éviter que de tels accidents ne se produisent fréquemment.
Changement de température : Le changement de température est un casse-tête. Parce que nous pouvons peut-être contrôler d’autres choses, mais nous ne pouvons pas modifier la température extérieure. Le soleil peut encore briller le matin et l'arrivée soudaine d'air froid peut provoquer le bris du verre. La différence de température est suffisante pour stresser le verre. Un verre à faible coefficient de dilatation est recommandé. Il est également préférable de réduire l’utilisation du verre dans les endroits soumis à de grands changements de température.
Dommages ou défauts des bords : S'il y a un espace, une égratignure ou une fissure sur le bord de la plaque de verre, cela peut devenir un point de concentration de contraintes. Cela permet au verre de se briser plus facilement sous l'effet des changements de température ou des chocs. Ne sous-estimez pas les petites rayures invisibles. Parfois, ces petites fissures sont à l’origine du bris du verre. Il se pourrait qu'un jour, il se brise spontanément. Faites attention aux rayures et essayez de protéger le verre. Évitez d'endommager les bords du verre. Il est également recommandé d'acheter du verre auprès de fournisseurs réputés. Peut réduire la production de défauts du verre.Comme nous !
Réactions chimiques : Dans de rares cas, les impuretés ou les produits chimiques présents dans le verre peuvent réagir avec des facteurs environnementaux tels que la température ou l'exposition aux UV. Bien que cela soit peu probable, ils peuvent également affaiblir les propriétés du verre. Finalement, le verre peut se fissurer ou se briser spontanément. Faire appel à un fournisseur qui répond aux normes de l’industrie en matière de composition et de pureté du verre est également l’un des meilleurs moyens d’éviter ce problème.
Un moyen d'empêcher le verre de se briser
Bien qu’il existe de nombreuses causes possibles de bris de verre, il existe des moyens de réduire les bris de verre.
Recuit : Une fois le verre formé, il doit subir un processus de recuit et refroidir lentement à température ambiante. Cela soulage le stress créé à l’intérieur du verre. Assurez-vous donc que le verre que vous achetez est correctement recuit.
Trempé : verre trempé après chauffage et refroidissement rapides, la résistance peut être considérablement améliorée. Le verre forme une coque lorsqu'il est comprimé. Lorsqu'il est étiré, il forme une partie intérieure. Les deux travaillent ensemble pour contrôler les fissures. Ceci est recommandé pour des zones telles que des portes ou des tables.
Sandwich : Ajouter un sandwich dans le verre est aussi un bon moyen. Nous savons tous que la sécurité du verre feuilleté est également meilleure. Il peut réduire les éclaboussures de fragments de verre lorsqu'ils sont brisés. Cela protège grandement la sécurité des personnes.
Installation correcte : lors de l'installation du verre, assurez-vous que le poids est réparti uniformément entre le cadre et la quincaillerie. Assurez-vous que le verre est correctement fixé pour éviter tout mouvement ou vibration excessif. Lorsque vous rencontrez des panneaux de verre lourds, déterminez plusieurs points de connexion pour supporter le poids du verre.
Conclusion
En général, la raison du bris du verre reste sa fragilité et sa structure moléculaire irrégulière. Une fois qu’il y a une fissure dans le verre, toute la structure perdra sa stabilité et s’effondrera. Après avoir lu l'article, vous devez également comprendre les causes des bris de verre et les méthodes de prévention. Et le matériau de verre approprié peut être sélectionné en fonction de son utilisation prévue. Si vous n'êtes toujours pas clair,vous pouvez nous contacter!Nous pouvons fournir des conseils professionnels.
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