Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa gelas anggur pecah berkeping-keping karena benturan? Ataukah ada ketakutan saat dinding kaca bangunan itu pecah dan roboh? Struktur kaca sangat rumit. Itu keras dan kuat, tetapi pada saat yang sama juga rapuh. Untuk hal yang sangat umum, ilmu di balik pecahan kaca juga rumit.
Mengapa kaca pecah?
Faktanya, alasan mengapa kaca mudah pecah adalah karena struktur molekulnya. Kaca terbuat dari silika. Silika membentuk jaringan molekul acak yang kaku. Berbeda dengan kebanyakan padatan, yang molekul-molekulnya tersusun rapi dalam sebuah kisi. Atom silikon dan oksigen dalam kaca terhubung secara acak dalam pola yang tidak beraturan.
Susunan yang tidak teratur ini memberikan transparansi pada kaca dan mudah dibentuk menjadi berbagai bentuk saat dipanaskan. Namun, ini juga berarti tidak ada titik lemah. Akibatnya, jika ada tekanan dari luar, kaca akan pecah secara bergerigi dan tidak terkendali. Cacat atau goresan kecil pada permukaan juga dapat menjadi pemusat tegangan. Begitu retakan terpicu, retakan itu dengan cepat menyebar ke seluruh material.
Ketika retakan mulai menyebar, sulit untuk dihentikan. Padahal ikatan antara atom silikon dan oksigen kuat. Namun retakan sulit berubah arah atau berhenti di tepi cacat. Karena geometri ikatan silico-oksigen yang tidak beraturan, mereka akan terus melewati jaringan acak. Kaca tidak memiliki struktur yang teratur, sehingga sulit untuk memprediksi kapan pecahnya. Untuk alasan yang sama, kaca dapat dengan mudah pecah secara spontan tanpa banyak peringatan.
Satu-satunya cara untuk meningkatkan ketahanan benturan kaca adalah dengan memperkenalkan susunan molekul yang lebih teratur. Sama seperti keamanan kaca temper yang tinggi, hal ini karena susunan molekulnya teratur. Dengan pemanasan yang cepat dan kemudian pendinginan yang cepat, tegangan tekan dapat tercipta di dalam kaca. Tekanan-tekanan ini membantu mencegah penyebaran retakan. Jadi kaca tempered mampu menahan beban yang lebih tinggi. Namun bukan berarti tidak bisa pecah. Itu hanya rusak dalam bentuk yang lebih aman. Artinya, ia pecah menjadi partikel-partikel kecil, bukan pecahan kaca biasa yang tajam.
Mengapa panas dapat memecahkan kaca?
Kaca akan pecah kecuali jika terkena pengaruh kekuatan luar. Itu juga rusak ketika terkena tekanan termal. Di lingkungan bersuhu tinggi, ketidakseimbangan suhu menyebabkan kaca mengembang secara tidak merata, sehingga memberikan tekanan pada strukturnya. Ketika suatu area kaca menjadi panas, terjadi pemuaian. Namun wilayah yang lebih dingin tidak berkembang dengan kecepatan yang sama.
Jadi bisa dibayangkan salah satu bagian kaca mengembang dengan cepat, sedangkan bagian lainnya mengembang secara perlahan. Dalam hal ini, tekanan akan tercipta di dalam kaca. Jadi itu menarik kaca dan menyebabkannya berubah bentuk. Jika tekanan ini menjadi terlalu parah, kaca akan pecah. Faktanya, kaca tersebut dipecahkan hanya untuk mengurangi tekanannya sendiri. Namun menurut kami, kacanya terlalu rapuh.
Tingkat stres termal juga bergantung pada tiga faktor:
1. Perbedaan suhu antara bagian kaca yang panas dan bagian yang dingin: semakin besar perbedaan suhu, semakin besar tegangannya.
2. Kecepatan perubahan suhu: Secara umum, ketika suhu naik atau turun dengan cepat, kecepatan pemuaian atau kontraksi kaca lebih cepat. Yang meningkatkan stres.
3. Ketebalan dan bentuk kaca: kaca yang lebih tipis dan tidak beraturan lebih mudah pecah. Karena tidak tahan terhadap fluktuasi suhu.
Untuk meminimalkan tekanan termal, hindari kaca terkena perubahan suhu yang ekstrim atau cepat. Misalnya, jangan menuangkan air mendidih ke atas gelas yang dingin dan jangan biarkan gelas terkena suhu beku. Perubahan suhu yang cepat ini membuat kaca lebih mudah pecah. Melindungi kaca dari tekanan termal adalah kunci untuk mencegah pecahnya kaca. Oleh karena itu, kita harus memperhatikan suhu lingkungan kaca dalam kehidupan kita.
Mengapa kaca mengeluarkan bunyi jika pecah?
Bahkan jika Anda belum pernah mendengar suara kaca pecah dalam hidup Anda, Anda dapat mendengarnya di TV. Bunyi pecahnya kaca disebabkan oleh gelombang bunyi yang menggetarkan kaca pada frekuensi resonansinya. Ketika gelombang suara melewati kaca, gelombang tersebut menyebabkan molekul kaca bergetar. Setiap jenis kaca memiliki rentang frekuensi tertentu. Untuk membuat molekul-molekulnya bergetar paling besar, ini disebut pita resonansinya. Jika gelombang suara sesuai dengan frekuensi resonansi, getaran akan terbentuk dan menyebabkan kaca pecah.
Retakan biasanya diawali dengan pecahan kecil atau retakan pada bagian tepi atau permukaan kaca. Ketika gelombang suara terus menggetarkan kaca, cacat ini meluas, menyilang, dan menyebar ke seluruh material. Setelah retakan menyatu dan mengganggu integritas struktural kaca. Seluruh kaca akan pecah. Retakan akustik lebih mungkin terjadi pada pelat kaca yang lebih besar karena pelat kaca yang lebih besar mempunyai luas permukaan yang lebih besar untuk terjadinya retakan.
Untuk mencegah kerusakan akustik, pilihlah bahan kaca yang frekuensi resonansinya berada di luar kisaran kebisingan sekitar normal. Benda-benda seperti kaca laminasi atau kaca temper adalah pilihan yang bagus. Mereka lebih tahan terhadap kerusakan akustik. Jika Anda sering mendengar suara-suara tertentu yang menyebabkan kaca pecah. Kebisingan tersebut mungkin terus merusak kaca lain di area tersebut. Satu-satunya cara untuk mencegah kaca pecah secara tidak terduga adalah dengan menghilangkan sumber suaranya. Dengan tindakan pencegahan yang tepat, kaca dapat tetap utuh meskipun terkena suara keras.
Bagaimana kaca bisa pecah secara spontan?
Terkadang tanpa pengaruh faktor luar, kaca akan pecah secara spontan. Ada beberapa alasan untuk hal ini.
Tekanan internal: Dalam proses pembuatan kaca, pendinginan yang tidak merata dapat menimbulkan tekanan internal. Pada saat yang sama, tekanan-tekanan ini akan tetap ada di dalam kaca. Seiring waktu, tekanan-tekanan ini menumpuk. Kemudian kaca bisa melemah secara tiba-tiba. Kacanya kemudian pecah. Hal ini terjadi dari waktu ke waktu. Mungkin kacanya sudah lama dipasang, dan suatu pagi bisa tiba-tiba pecah. Oleh karena itu, kita harus memperhatikan pengurangan tekanan internal pada kaca saat membuat kaca. Untuk mencegah seringnya terjadinya kecelakaan seperti itu.
Perubahan suhu: Perubahan suhu membuat sakit kepala. Karena hal lain mungkin bisa kita kendalikan, tapi kita tidak bisa mengubah suhu luar. Matahari mungkin masih bersinar di pagi hari, dan datangnya udara dingin secara tiba-tiba dapat menyebabkan kaca pecah. Perbedaan suhu cukup untuk membuat kaca stres. Kaca dengan koefisien muai yang rendah direkomendasikan. Sebaiknya kurangi penggunaan kaca di tempat dengan perubahan suhu yang besar.
Kerusakan atau cacat tepi: Jika terdapat celah, goresan atau retakan pada tepi pelat kaca, hal tersebut dapat menjadi titik konsentrasi tegangan. Hal ini membuat kaca lebih mudah pecah karena perubahan suhu atau benturan. Jangan meremehkan goresan kecil yang tidak terlihat. Terkadang retakan kecil inilah yang menjadi pemicu kaca pecah. Suatu hari mungkin akan pecah secara spontan. Hati-hati dengan goresan dan usahakan melindungi kaca. Mencegah kerusakan tepi kaca. Anda juga disarankan untuk membeli kaca dari pemasok terkemuka. Dapat mengurangi cacat produksi kaca.Seperti kita!
Reaksi kimia: Dalam kasus yang jarang terjadi, kotoran atau bahan kimia dalam kaca dapat bereaksi dengan faktor lingkungan seperti suhu atau paparan sinar UV. Meskipun kecil kemungkinannya, hal ini juga dapat melemahkan sifat kaca. Pada akhirnya, kaca bisa retak atau pecah secara spontan. Menggunakan pemasok yang memenuhi standar industri untuk komposisi dan kemurnian kaca juga merupakan salah satu cara terbaik untuk menghindari masalah ini.
Cara untuk mencegah kaca pecah
Meskipun ada banyak kemungkinan penyebab pecahnya kaca, ada beberapa cara untuk mengurangi pecahnya kaca.
Annealing: Setelah kaca terbentuk, perlu melalui proses annealing dan didinginkan perlahan hingga suhu kamar. Ini mengurangi stres yang tercipta di dalam kaca. Jadi pastikan kaca yang Anda beli sudah dianil dengan benar.
Tempered: Kaca tempered setelah pemanasan dan pendinginan cepat, kekuatannya dapat ditingkatkan secara signifikan. Kaca membentuk cangkang ketika dikompresi. Ketika diregangkan, itu membentuk bagian dalam. Keduanya bekerja sama untuk mengendalikan retakan. Ini direkomendasikan untuk area seperti pintu atau meja.
Sandwich: Menambahkan sandwich ke gelas juga merupakan cara yang baik. Kita semua tahu bahwa keamanan kaca laminasi juga lebih baik. Dapat mengurangi cipratan pecahan kaca bila pecah. Ini sangat melindungi keselamatan masyarakat.
Pemasangan yang benar: Saat memasang kaca, pastikan bobotnya merata antara rangka dan perangkat keras. Pastikan kaca terpasang dengan benar untuk mencegah gerakan atau getaran berlebihan. Saat Anda menemukan panel kaca yang berat, tentukan beberapa titik sambungan untuk menopang berat kaca.
Kesimpulan
Secara umum, penyebab pecahnya kaca masih karena kerapuhan dan struktur molekulnya yang tidak beraturan. Begitu terjadi retakan pada kaca, seluruh struktur akan kehilangan stabilitasnya dan runtuh. Setelah membaca artikel tersebut, Anda juga harus memahami penyebab pecahnya kaca dan cara pencegahannya. Dan material kaca yang sesuai dapat dipilih sesuai dengan tujuan penggunaannya. Jika Anda masih belum jelas,Anda dapat menghubungi kami!Kami dapat memberikan nasihat profesional.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai produk kaca, silakan klik inilink.
