为什么玻璃很容易碎?

为什么玻璃很容易碎?,第1张

这个就涉及到玻璃的材料和构成了,制造玻璃的原料主要是SiO2,石英。玻璃是经熔融、冷却、固化而得到的非结晶固体。它的结构在原子、分子范围内有一定规则(近程有序),但在宏观范围却又没有规则(远程无序)。它可以依靠模具做成各种形状。玻璃的这种无规则结构,决定了玻璃的下列特性: 1.各向同性,玻璃的质点排列总的说来是无规则的,但又是统计均匀的,因此,它的物理、化学性质在任何方向都是相同的。而晶体则是各向异性的。例:电阻率、导热系数、透过率、折射率等。 2.无固定熔点,玻璃由固体转变为液体是在一定温度范围内逐渐变化的。而晶体是有确定的熔点的,例如,冰(水的晶体)在0゜C融化。玻璃的这一特性使它可用吹、拉、压等多种方法成形。 3.组成和性能的可调性,玻璃的性能可随其成分在一定范围内发生连续和逐渐的变化。而晶体则具有固定的成分和确定的性能。这样,我们就可以调节玻璃的成分,使它的性能满足使用的要求。一般玻璃易碎是因为其结晶成的晶粒粗大,相互间的结合不紧密,很容易在晶体结构方面发生松动,裂纹也容易扩展,这就是玻璃刀裁玻璃的原理。

玻璃碎有二种:一是受到外力撞击,其力大于玻璃的强度(承受力),而被击碎。另一种是每一物质都有不用膨胀糸数,而平时用的玻璃膨胀糸数较大,所以当受热不均匀、或突冷、或突热造成玻璃爆裂而碎。但有一种石英玻璃膨胀糸数非常小,在高温中加热突然放入水中也不会碎!

这个问题很难回答完善啊。要完满的回答这个问题,需要固体物理和材料力学的知识。 如果简单说,我觉得可以从两个方面给出一个大致说得过去的解释。 (1)分子力大小 (2)分子力作用距离长短(这个可能与分子结构及分子排列结构有关) 归结起来,易碎可能由于两方面的原因:分子力作用距离短;分子间作用力小。 下面试做一下比较: 玻璃与金属比较: 分子力都较大,但玻璃分子力作用距离短,所以玻璃易碎。 玻璃与金刚石比较: 分子力作用距离都短,但是由于金刚石的分子间作用力大,所以玻璃比金刚石易碎; 玻璃与粉笔比较: 分子力作用距离都短,但是由于粉笔的分子间作用力小,所以粉笔比玻璃易碎。


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