Miért mondják hogy egy igazi kristály gyöngébb mint az edzett üveg?

Az edzett üveg és a kristály (mint például a zafír) közötti különbségeket és azok mechanikai tulajdonságait számos tényező befolyásolja, amelyek miatt az edzett üveg bizonyos szempontból erősebb lehet, mint a kristály. Nézzük meg részletesebben:

Anyagszerkezet és Mechanikai Tulajdonságok

Amorf üveg vs. Kristályos szerkezet:

Amorf üveg: Az amorf üveg, például a szokásos szilikátüveg vagy a Gorilla Glass, belső szerkezete rendezetlen, nincs benne hosszú távú kristályos rend. Ez a rendezetlenség növeli az anyag rugalmasságát és ellenálló képességét repedések terjedésével szemben.

Kristályos anyagok: A kristályos anyagok, mint például a zafír, rendezett atomrácsos szerkezettel rendelkeznek. Ez a rendezettség nagyobb keménységet és ellenállást biztosít a karcolásokkal szemben, de kevésbé hatékony a törési repedések elnyelésében és terjedésének megakadályozásában.

Keménység vs. Szívósság:

Keménység: A zafír rendkívül kemény anyag, ami azt jelenti, hogy nagyon ellenálló a karcolásokkal szemben. A Mohs keménységi skálán 9-es értéket kap, amely csak a gyémánt (10-es) mögött áll.

Szívósság: A szívósság az anyag azon képességét jelenti, hogy elnyelje és elviselje az ütéseket anélkül, hogy törne. A kristályos anyagok, mint a zafír, kevésbé szívósak, mivel a belső repedések könnyebben terjednek a rendezett kristályos szerkezet miatt. Az amorf üvegek, különösen az edzett üvegek, jobban eloszlatják a feszültségeket és ellenállnak a repedések terjedésének.

Edzett Üveg

Edzés Folyamata:

Az edzett üveg hőkezeléssel készül, amely során az üveget felmelegítik, majd gyorsan lehűtik. Ez a folyamat növeli az üveg felületi nyomását és belső feszültségét, ami növeli az üveg mechanikai ellenállását és szívósságát.

Gorilla Glass:

A Gorilla Glass egy speciális, vegyileg megerősített üveg, amelyet az ioncserés eljárás tesz rendkívül ellenállóvá a karcolásokkal és törésekkel szemben. Az ioncsere során a kisebb nátriumionokat nagyobb káliumionokra cserélik, ami növeli az üveg felületi feszültségét és ellenállását.

Zafír Üveg

Kristályos Szerkezet:

A zafír üveg rendkívül kemény, de kevésbé szívós. Bár ellenáll a karcolásoknak, az ütésállósága alacsonyabb, mert a belső repedések könnyebben terjednek a kristályos szerkezet miatt.

Összefoglalás

Az edzett üveg, mint például a Gorilla Glass, és a zafír üveg közötti különbségek tehát a következőkben rejlenek:

Keménység: A zafír üveg sokkal keményebb, ezért ellenállóbb a karcolásokkal szemben.

Szívósság és Törékenység: Az amorf szerkezetű edzett üveg jobban ellenáll az ütésnek és a törésnek, mivel a rendezetlen szerkezet jobban eloszlatja a feszültségeket és megakadályozza a repedések terjedését.

Ezért mondják, hogy az igazi kristály gyöngébb az edzett üvegnél: bár keményebb, kevésbé ellenálló az ütések és törések ellen.

Nem olvastam el a válaszokat, úgyhogy lehet, hogy már írtátok. De itt több anyagtulajdonságot is felsorolsz és közben ezek más és más tulajdonságok, mint a "keménység", "törékenység" és "olvadáspont".

Az ásványok keménysége amúgy tényleg összefügg az olvadáspontjukkal és nagyságrendileg aminek nagyobb az olvadáspontja az keményebb is egyben, de nem teljesen azonos arányban növekszenek ezek a tulajdonságaik. A zafír 4,5-szer keményebb mint a gipsz, de az olvadáspontja csak másfélszerese a gipszének. Itt van egy keménység/olvadáspont rövid lista, amin láthatod, hogy nem mindig növekszik arányosan mindkettő - lásd volfrám.

arany: keménység 2,5 - olvadáspont 1064 °C

gipsz: keménység 2 - olvadáspont 1460 °C (mint kalcium-szulfát)

vas: keménység 4,0 - olvadáspont 1538 °C

üveg: keménység 5,5 - olvadáspont 1500°C (típustól függően)

volfrám: keménység 7,5 - olvadáspont 3422 °C

zafír: keménység 9,0 - olvadáspont 2030-2050 °C

gyémánt: keménység 10 - olvadáspont 4500 °C

De van összefüggés és itt egy diagramon ábrázolták. A függőleges a keménység és a vízszintes az olvadáspont, viszont láthatóan nem alkotnak egy teljesen egyenes sort, csak nagyjából vannak sorban.

[link]

Az anyagoknak alapvetően egy sor tulajdonságát különböztetik meg, amiknél vannak tulajdonság csoportok, mint a kémiai-, elektromos-, mágneses-, mechanikai-, optikai-, fizikai-, stb tulajdonságok és mindegyik mást takar, máshol előnyös.

Egy közismertebb és tényleg rövid lista ezekből: keménység, szívósság, szakítószilárdság, rugalmasság, merevség, képlékenység, ridegség, sűrűség, hővezető képesség, elektromos vezetőképesség, korrózióállóság, kopásállóság, hővezetés, hőtágulás, olvadáspont, forráspont, nyomószilárdság, stb.

Például a gyémánt nagyon kemény és bár, ha nem is könnyen, de kalapáccsal összetörhető. Érthető, hogy nem sokan fogják az ára miatt kipróbálni, mert itt a videóban a kb 4 mm-es gyémánt az valamivel több mint 100 000 Ft. :)

https://www.youtube.com/watch?v=XBjiEsAyNQs

Ráadásul a kérdésben ezekhez még hozzá jön az edzés, a hőkezelés és hőkezelést különféle anyagokon is lehet végezni. Van edzett üveg amit hőkezeléssel erősítenek, de a Gorilla Glass üveget kémiai eljárással erősítik. A természetes kristályok tulajdonságai is megint mások és a természetes ásványok is erősíthetőek hőkezeléssel.

- "Miért van az hogy egy magasabb olvadáspontú anyag könnyebben törhet mint az alacsonyabb olvadáspontú "

Hát a feltételezés volt részben alaptalan elvárás volt - bár azért nem is teljesen. :) Az üveg olvadáspontja elég magas és mégis törékeny és elég keménynek is mondható. A gipsz körömmel karcolható és az olvadáspontja azért az elég magas.

Itt egy wiki lista (inkább mellékesen) az anyagtulajdonságokról és nem mondom, hogy olvasd végig, de átpörgetni érdemes, hogy lássad mennyire sok fajtáját különböztetik meg.

Az anyagok tulajdonságainak listája - wiki

[link]

[link]

[link]

[link]

[link]

A privihez kis megjegyzésként...

A gyémánt olvadáspontja oxigén nélküli környezetben 4500 °C. Az égéshez szükséges az oxigén és nem az olvadáshoz. A gyémánt gyulladási hőfoka az nyilván alacsonyabb.