Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Fisica delle fratture del vetro

Cosa succede a livello microscopico alle molecole del vetro lungo i due
lati di una linea di frattura?
Il vetro dal punto di vista fisico è considerato, sotto taluni aspetti,
come un fluido ad alta viscosità, ma quali sono i "legami" e le forze
intermolecolari che lo tengono insieme (Forze di Van der Waals?) ?
Perché non è possibile eliminare le fratture premendone le due parti l'una
contro l'altra, mentre è possibile farlo (sia pure parzialmente)
fondendolo localmente e facendolo raffreddare?
Sono interessato in particolare ai fenomeni che avvengono a livello
microscopico (bilanci energetici, produzione di calore, vibrazioni, etc.). 
Saluti,
Aleph
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 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.

 fondendolo localmente e facendolo raffreddare?
Si devono riassestare i legami: detto semplicisticamente, si devono
spezzare alcuni dei legami all'interno di ognuna delle due parti, in
modo da poter formare nuovi legami tra le due parti.

Il 24 Mar 2009, 17:40, Aleph ha scritto:
Non ne so nulla, ma mi sembra pacifico pensare che l'intensità dei legami
molecolari di un dato materiale sia direttamente legata all'energia da
fornire per "romperlo": data la durezza del vetro, escluderei del tutto
l'ipotesi di legami alla VdW; più ragionevole un legame di tipo
elettrostatico.

--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 contro l'altra
beh questo è un problema generale che prescinde dal vetro, e 
se ne parlò di recente sul NG free che con nuovo server non 
seguo più.
Ci sono vari problemi, che cito PROVANDO a valutarne 
l'importanza (su questo però non ho certezze)..
1) la precisione di allineamento nel far ricombaciare i 
pezzi, che dovrebbe essere con precisione picometrica
2) la necessità di poter escludere cambi conformazionali a 
piccolissima scala dei frammenti stessi (es. diffusione di 
ioni locali etc etc.) Bastano piccolissimi spostamenti. Le 
molecole rese instabili cercano di aggiustarsi come possono, 
ovviamente, non rimangono in stato di alta energia se 
possono fare diversamente.
3) l'altezza delle barriera di energia di attivazione. Imho 
non necessariamente il riavvicinamento dei monconi vedrebbe 
un profilo energetico costantemente dedecrescente. 
Potrebbero anche esserci fasi "repulsive" prima di poter 
riformare i legami, dipendendi dalla topografia del 
frammento (non provo a disegnare schemi, ma prova a 
immaginare una rottura a denti di sega, dove tutti i siti 
cationici restino nella gola dei denti, e tutti quelli 
anionici in punta ... nella fase di riavvicinamento 
esisterebbe un istante in cui le punte dei denti dovrebbero 
affiancarsi, in uno stato essenzialmente repulsivo che 
comporterebbe energia di attivazione. Solo superato quello 
ogni punta troverebbe una gola ed uno stato legante attrattivo.
4) il quenching (aria, vapore, CO2 e quant'altro). Vabbè, 
questo si può eliminare riaccostando i frammenti dopo un 
decimo di secondo.
Cmq ribadisco che non so con certezza se il vetro si rompa 
in modo omolitico o eterolitico (o persino un mix dei due). 
Cmq il discorso energia di attivazione, in maniera meno 
facile da spiegare, può manifestarsi anche per radicali 
neutri (è connesso col fatto che generalmente un radicale 
libero adotta geometrie di coordinazione non coincidenti con 
lo stato legato, e ogni riassestamento strutturale richiede 
quasi sempre energia anticipata rispetto ai guadagni 
posteriori).
Scusa gli errori di ortografia, ho scritto di getto e non ho 
molto tempo (anzi NIENTE) per  rileggere
Spero cmq in altri pareri
Ciao
Soviet
P.S. può interessarti, anzi forse lo sai, che si possono 
saldare lamiere mediante "esplosione", ossia applicando 
tremende pressioni impulsive !


 Non sono particolarmente ferrato, ma provo a dirti quello che so.
Io ho abbozzato una discussione in un Post di qualche giorno 
fa, ma non è stata ancora autorizzata dal moderatore, anche 
se non so bene la ragione.
Provo a ri-incollarla di nuovo, assumendo che siano sorti 
problemi tecnici.
Testo originale :
premesso che non so niente di fisica delle fratture, ma poi 
esponi anche qualche dubbio molecolare che sembra tirare in 
ballo anche considerazioni chimiche ...
 > Cosa succede a livello microscopico alle molecole del 
vetro lungo i due
 > lati di una linea di frattura?
Credo nulla di intrinsecamente diverso dalla frattura di 








 > Il vetro dal punto di vista fisico è considerato, sotto 
taluni aspetti,
 > come un fluido ad alta viscosità
Si, in quanto non ha né l'ordine cristallino né le grandezze 
tipiche dei solidi (le costanti di temperatura delle 
transizioni di fase).
Tuttavia attenzione : questa analogia non è vera in tutti i 
sensi. Diversamente da un VERO liquido, dove le molecole 
sono individuali e indipendenti, e per scorrere possono 
rompere soltanto deboli legami intermolecolari, il vetro è 
un polimero 3D, e per scorrere deve spezzare e riformare 
veri e propri legami forti (che li si voglia vedere come 
covalenti o ionici è questione di gusti e modelli, ma sono 
cmq legami semplici tra i più forti e stabili). Ecco perché 
la sua viscosità varia così tanto con T e, a T basse, può 
considerarsi infinita.
 > , ma quali sono i "legami" e le forze
 > intermolecolari che lo tengono insieme (Forze di Van der 
Waals?) ?
No, è questo il punto. Il vetro è una unica macromolecola 
3D, profondamente reticolato, anche se meno della silice 
pura, e i legami sono forti legami -Si-O- (ogni silicio è 
tetracoordinato).
 > Perché non è possibile eliminare le fratture premendone 
le due parti l'una
 > contro l'altra









Ciao
Soviet

 > , mentre è possibile farlo (sia pure parzialmente)
 > fondendolo localmente e facendolo raffreddare?
 >
 > Sono interessato in particolare ai fenomeni che avvengono 
a livello
 > microscopico (bilanci energetici, produzione di calore, 
vibrazioni, etc.).
 > Saluti,
 > Aleph
 >