Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa gelas anggur pecah berkeping-keping karena benturan? Atau apakah ada momen ketakutan yang terjadikacadinding bangunan akan 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. Tidak seperti kebanyakan benda padat, 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.Kacatidak memiliki struktur yang teratur, sehingga sulit untuk memprediksi kapan akan rusak.
Satu-satunya cara untuk meningkatkan ketahanan benturan kaca adalah dengan memperkenalkan susunan molekul yang lebih teratur. Sama seperti keamanankaca temperedtinggi, 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,kacaakan pecah. Faktanya, kaca tersebut dipecahkan hanya untuk mengurangi tekanannya sendiri. Namun menurut kami, kacanya terlalu rapuh.
Tingkat stres termal juga bergantung pada tiga faktor
Perbedaan suhu
Semakin besar perbedaan suhu antara bagian kaca yang panas dan bagian yang dingin, semakin besar tegangannya.
Kecepatan perubahan suhu
Secara umum, ketika suhu naik atau turun dengan cepat, kecepatan pemuaian atau kontraksi kaca lebih cepat. Yang meningkatkan stres.
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 membuatkacalebih mungkin untuk pecah. Melindungi kaca dari tekanan termal adalah kunci untuk mencegah pecahnya kaca. Oleh karena itu, kita harus memperhatikan suhu lingkungan kaca dalam kehidupan kita.
