Re: Fisica delle fratture del vetro

From: Enrico SMARGIASSI <smargiassi_at_ts.infn.it>
Date: Sat, 28 Mar 2009 09:57:00 +0100

Aleph wrote:

> Cosa succede a livello microscopico alle molecole del vetro lungo i due
> lati di una linea di frattura?

Non sono particolarmente ferrato, ma provo a dirti quello che so.

> Il vetro dal punto di vista fisico � considerato, sotto taluni aspetti,
> come un fluido ad alta viscosit�

Questione delicata... credo sia ancora su judice se ed in che senso
questo sia vero.

, ma quali sono i "legami" e le forze
> intermolecolari che lo tengono insieme (Forze di Van der Waals?) ?

Il vetro in senso stretto e' SiO2, quindi i legami sono covalenti.

> Perch� non � possibile eliminare le fratture premendone le due parti l'una
> contro l'altra, mentre � possibile farlo (sia pure parzialmente)
> fondendolo localmente e facendolo raffreddare?

Entropia :-) Se qualcosa si rompe, vetro o cristallo, per ricostituire
il corpo iniziale sarebbe necessario riconnettere i legami chimici uno
per uno, vale a dire appoggiare esattamente i bordi della frattura l'uno
sull'altro. Questo e' evidentemente impossibile, non foss'altro perche'
i bordi non sono piu' esattamente gli stessi dopo la frattura: ci sono
sbriciolamenti, pezzettini saltati via, ed anche alterazioni chimiche
superficiali.

Se invece rammollisci il vetro ridai mobilita' agli atomi, che hanno
cosi' l'opportunita' di "cercarsi" le locazioni cristalline opportune
per il riformarsi di un vetro (o magari di un cristallo) quando lo
raffreddi.

> Sono interessato in particolare ai fenomeni che avvengono a livello
> microscopico (bilanci energetici, produzione di calore, vibrazioni, etc.).

A quello che so, le macrofratture procedono per estensione di
microfratture, ed il punto debole e' l'estremita' della microfrattura,
dove lo stress tensile e' piu' alto. Quindi lentamente la
microfratturasi si allunga (un contributo lo danno le molecole d'acqua
che, inseritesi, aiutano a rompere i legami covalenti piu' lunghi e
fragili). Quando si e' allungata abbastanza il vetro si rompe. Credo che
in realta' la frattura vera e propria sia un fenomeno collettivo dovuto
all'unirsi di molte microfratture; questo spiega anche il fenomeno di
vetri che improvvisamente, senza preavviso, vanno a pezzi.
Received on Sat Mar 28 2009 - 09:57:00 CET