Fracture of glass in the presence of H2O

Abstract

Direct examination of crack-generated surfaces has shown that the stress intensity values conventionally calculated require correction if slow crack growth in glass is to be understood quantitatively. The effect of water in diminishing the strength of glass and in lowering the stress required to run a crack at a particular velocity in the slow growth range has been well documented [1]. However, the models chosen to represent the observed effects quantitatively have been incomplete. It is the present purpose to review certain aspects that have been reported already [2 to 3] and to present additional results and considerations.

L'examen direct des surfaces generees par des fissures a montre que les facteurs d'intensite de contrainte calcules par les methodes classiques doivent etre corrigees pour rendre compte quantitativement de la croissance lente de fissures dans le verre. II existe de nombreuses publications [1] sur le role de l'eau dans la diminution de resistance du verre et dans la diminution de la contrainte necessaire à la propagation d'une fissure à une vitesse donnee dans le domaine de la croissance lente. Cependant, les modeles proposes pour rendre compte quantitativement des effets observes ne sont pas entierement satisfaisants. Le but de l'etude est de passer en revue certains aspects qui ont dejà ete rapportes [2 à 3] et de presenter de nouveaux resultats et tenant compte d'autres aspects.

Die direkte Beobachtung von rißerzeugten Oberflächen hat gezeigt, daß die konventionell berechneten Spannungsintensitätsdaten einer Korrektur bedürfen, um die langsame Rißausbreitung im Glas quantitativ zu verstehen. Der festigkeitsreduzierende Einfluß des Wassers und die Verminderung der für die Rißausbreitung benötigten Spannung bei einer bestimmten Geschwindigkeit im Bereich des Langsambruches sind Phänomene, die in der Literatur ausführlich beschrieben worden sind [1]. Die bisherigen Modelle sind jedoch unvollständig, um diese Vorgänge quantitativ zu erfassen. In der vorhegenden Arbeit werden bestimmte Gesichtspunkte, über die bereits früher berichtet wurde [2 und 3], zusammengefaßt und zusätzhche Ergebnisse und Erörterungen vorgestellt.