¿Cómo raya una punta infinitamente dura un material amorfo quebradizo cuando se desliza a lo largo de él?

Sé que los materiales infinitamente duros en realidad no existen, pero a veces la punta es mucho más dura que la sustancia que está rayando, por lo que puede tratarse como tal. Supongamos que se hace que una punta afilada de diamante parezca el vértice de un tetraedro fracturándolo a lo largo de sus planos de división y luego se desliza a lo largo de una superficie de vidrio que es nanosuave. ¿Cuál es la naturaleza del rasguño que se hizo y por qué sale de esa manera? ¿Es el rasguño un fractal de grietas? Si es así, ¿qué tipo de fractal es? ¿A qué potencia de la velocidad de rayado y de la fuerza de presión total varía la profundidad del rayado? ¿Por qué el rasguño sale como ese tipo de fractal? Cuando la punta raya el vidrio, ¿El rasguño termina tan profundo que una barra de vidrio nanosuave del grosor del rasguño podría soportar una fuerza de tensión mucho mayor que la fuerza de presión de la punta porque el material se debilita como resultado de comenzar a rayarse y permitir que se rayado aún más profundo? ¿Es cierto que se necesita la teoría molecular para predecir cómo saldría el rasguño y que si los átomos tuvieran la mitad del tamaño con una cuarta parte de la fuerza de sus enlaces, el nanoliso grabado en vidrio todavía tendría una resistencia a la tracción extremadamente cercana a la misma pero el diamante? la punta moviéndose a la misma velocidad con la misma fuerza de presión total haría un rasguño más profundo?

"diapositivas" puede ser un término ligeramente engañoso aquí: sin alguna fuerza que actúe sobre el "lápiz" de diamante, no puede haber penetración en el sustrato y, por lo tanto, no se raya.

Respuestas (1)

Un punto presionado contra una superficie quebradiza tendrá alguna probabilidad de ejercer una presión local por debajo de la resistencia a la compresión del material (es decir, podría estar soportado por una pequeña huella deformada elásticamente). Con una fuerza mayor, la abolladura dañará el material quebradizo y dejará tras de sí, a medida que avanza, un canal en forma de V, con fragmentos de escombros y quizás fracturas y tensiones que irradian desde el rasguño.

Esas deformaciones y fracturas también se irradian hacia delante por delante del punto en movimiento. Puede ser difícil comenzar un cero, pero más fácil continuarlo.

El corte de vidrio funciona raspando y luego aplicando fuerza de estiramiento a través del rasguño. Es importante completar el descanso rápidamente; algunas de esas distensiones y microfracturas aparentemente se disiparán o sanarán. Justo por debajo de las temperaturas de ablandamiento del vidrio, el recocido del vidrio es un procedimiento común de soplado de vidrio, y las deformaciones se pueden ver con luz polarizada hasta que se disipan.