所謂材料的理論輕度，就是從不同的理論角度來分析材料所能承受的最大應(yīng)力或分離原子（離子或分子）所需的最小應(yīng)力。其值決定于原子間的鍵強(qiáng)度。但這只適用于不存在任何缺陷的情況。

玻璃的理論強(qiáng)度可通過不同的方式進(jìn)行計算，其值大致為（1.0~1.5）×10⁴MPa。由于晶體和無定形物質(zhì)的復(fù)雜性，物質(zhì)的理論強(qiáng)度可近似地按σ_th=x·E計算。E為彈性模量，x為與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和鍵型有關(guān)的常數(shù)，一般x=0.1～0.2。按此式計算，石英玻璃的理論強(qiáng)度為1.2×10⁴MPa。下表列出一些玻璃材料的彈性模量、理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度的比較數(shù)據(jù)。

玻璃的實(shí)際強(qiáng)度通常要比理論強(qiáng)度低很多，一般為（3～15）×10¹MPa，理論強(qiáng)度相差2～3個數(shù)量級。這是疑問玻璃強(qiáng)度不僅與化學(xué)鍵強(qiáng)度有關(guān)，還與玻璃的脆性、玻璃中表面微裂紋、內(nèi)部不均勻及缺陷的存在造成應(yīng)力集中有關(guān)，其中表面微裂紋對玻璃強(qiáng)度的溫度尤為嚴(yán)重。

用一塊邊緣有深度為a的微裂紋平板，在平板的縱向加上一個拉應(yīng)力σ₀，使裂紋處于應(yīng)力內(nèi)，見圖4.23.當(dāng)微裂紋尖端向前擴(kuò)展時，在擴(kuò)展方向上距離為r處的應(yīng)力σ_r如式下式為：

σ_r=2σ₀——①

式①指出，裂紋尖端附件所受的應(yīng)力要比σ₀大得多，存在明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)σ_r達(dá)到玻璃的強(qiáng)度極限時，玻璃即斷裂。設(shè)r為原子間距的大小程度，即r=2×10^-10m，則當(dāng)微裂紋尺寸a控制在原子間距離的水平，按式①此時σ_r≈σ₀，材料強(qiáng)度可大大理論值，這在實(shí)際上是很難做到的。當(dāng)微裂紋深度σ=1μm時，按式①可得σ_r=100σ₀，則材料的強(qiáng)度實(shí)際上已降低了1/100左右。如果說對一定的玻璃試樣，無論是斷裂時起決定左右的距離r還是出現(xiàn)的應(yīng)力σ_r都是固定值的話，那么式①中的乘積σ₀也是常數(shù)。這說明材料斷裂時能承受的拉應(yīng)力σ₀與斷裂深度a的平方根成反比，這已為實(shí)驗(yàn)所證明。

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