ガラスの強度および破壊

2018年6月 1日

ガラスの強度 ぜい性破壊
ぜい性破壊の特長
①強度の測定値はバラツキが大きい
　形状、表面の傷、熱処理不良等で変動する
②多くは表面から破壊する
③引張応力によって破壊する

ガラスの強度＝破壊した時の表面の引張応力

理論強度と実用強度 ［理論強度］引張方向の原子間距離（20Å）から　1×10⁴MPa

［実用強度］1×10²MPa　➡　理論強度の1／100程度

［グリフィスの理論］ガラス表面に微細な欠点　➡　引張応力下の応力集中による破壊と仮定
　　　　　　　　　　試料サイズの大きいものほど強度が低い　➡　グリフィスクラックの確率
　　　　　　　　　　1960年代
　　　　　　　　　　フッ酸処理によって表面層を十分取り除いた試料
　　　　　　　　　　1×10³MPa

衝撃破壊 落球破壊：1,040±10gの鋼球を落下させ、平均破壊高さを落球強度と呼ぶ。

破砕パターン（A)
落球強度の低いものは粗い破砕模様
破砕パターン（B)
落球強度の高いものは細かい破砕模様

ガラスの割れる面 薄板と厚板の違い

曲げ強度 4点曲げ強度測定治具［EN-1288-3-2000準拠］

曲げ強度測定

4点曲げ試験
破砕パターン

面内強度［同心円法］ 同心円負荷曲げ試験の概念図

面内強度測定

同心円曲げ試験
破砕パターン

熱衝撃強度 ７㎝角の試料を０℃の水中に落下

ガラス種類	板厚(mm)	急冷強さ(温度差℃)
		0%破壊	100%破壊
フロート	3 5	80 60	120 100
強化ガラス	5 8 12	170 170 150	220 220 200

強化ガラスはフロートガラスに比べて２～３倍の強度を持っている。

素板の平均強度