ガラスの実用強度が５０倍になれば。。。。。

学校の課題で、「ガラスの実用強度が５０倍になれば、どんな展望が拓けるか？」
っという題でレポートを書かなくてはいけません。

そこで、いろいろ調べてはみたのですが、よくわからなかったので是非みなさんに協力していただきたいと思いました。

実用強度が向上したと仮定した場合、例えばどんな製品、工学的な見込、、コストダウンが可能か？という観点で、ある程度の科学的な裏ずけをもとに、議論をっ展開していただきたいです。

お願いします！

No.9 回答者： z-environ-world 回答日時： 2014/01/03 03:16

あぁ、やっぱりおった。

ネットを使って世界中の人の助け借りる奴。
予想どおりやね。
たぶんねぇ、MEは君と同じ学校で同じ学科やと思うよ！
これ、同じ学科の人みんな同じこと考えてるやろね
Googleで検索かけたらトップにでてきたから
同じ学科の人大半は見るよ(笑)

タイトルから内容から全て配られたプリントと一緒やから
MEの予想当っとること間違いないわぁ(笑)
あと、付け足すと君の学校名、『新』から始まるやろ？
まぁ、ネット上やしMEの名前は伏せておきます。

レポートのやり方は人それぞれやからあんまり
否定しないでおこうと思います。

No.8 回答者： Mokuzo100nenn 回答日時： 2013/01/03 10:27

＞ガラスの実用強度が５０倍になれば。

。。。。

コーラなどの瓶の厚さが減るでしょう。そして軽くなるかな。
その結果、アルミ缶などエネルギー浪費型の容器が無くなって、軽量ガラス瓶のリターナブル瓶が中心の世界になるかもしれませんね。

No.7 回答者： noname#177582 回答日時： 2012/12/26 18:01

視点の違いですが。

ガラスではないですが、ポリカーボネートなどのプラスチックで強度条件をクリアしているものは存在します。
ガラスの透明性類似品としてはアクリルがありますし、ガラス代替品としての素材は多く存在しますよ。
ただし、ポリカーボネートやアクリルは耐溶剤性が悪いので、溶剤耐性という点でガラス代替品には成り得ませんが。


学校の課題ということなのでこれ以上は説明しません。
ヒントとして、ポリカーボネートが現在どのような製品に応用しているか調べてみたらいかがでしょうか。

No.6 回答者： foomufoomu 回答日時： 2012/12/25 20:42

まず、厚さを薄くする、大きさ（面積）を大きくする場合ですが、、

厚さはその２乗で強度がきまりますから、同じ強度なら約1/7の厚さにできます。
大きさは面荷重の場合その３乗で応力が決まりますから、同じ厚さなら１辺の長さを約３．７倍にできます。

というわけで、薄くする、大きくする、というのは、思ったほどできません。

やはり同じ大きさで５０倍の荷重に耐えるという考え方をしたほうが実用的でしょう。
ご存じのとおり普通のガラスはそれほど強度はありません。木材の２倍ぐらい、鉄(鋼)の1/10ぐらいです。
http://architectural-glass.jp/simulation/strengt …

しかし、これが50倍になると、鋼よりも数段強いことになるわけで。。。
今、鋼で作られているもの（鉄橋などの建造物、車、電車etc）は、すべてガラスで置き換えできることになります。加えて薬品に強い、電気を通さない、熱もわりあい通しにくい、という性質がありますから、いろいろ使えますね。

No.5 回答者： mazeran 回答日時： 2012/12/24 10:51

「ガラス」と言う物質は、我々が一般的に持っている概念と本質が、まったく正反対の物質であることを理解していただきたいと思います。

Ｎｏ，４様の回答は、今回のご質問に対しての回答として、的を射ていると思いますよ。

実は「ガラス」と言う物質は、地球上にあるあらゆる「工業用材料」の中で、もっとも強い材料と言われています。
どんな金属であっても適わない材料なんです。
ではなぜ簡単に割れたり破砕したりするのか？
興味と時間があれば、下記の本を読んでみられたら面白いと思います。

http://www.asakura.co.jp/books/isbn/978-4-254-20 …



物質には、世の中にあるあらゆる「力」に対して「強度を有する」として表すことができます。
「引張」、「圧縮」、「曲げ」、「捻り」など、様々な力がかかることで耐えることができる「強度」があります。
「実用強度」と一口に言われても、具体的に〇〇の強度が５０倍になったとして・・・などの回答をする必要があると思いますよ。

そもそもなぜ実用強度が低いと思われているのか。
原因としては、「非結晶なので粒界が存在しない」、「マイクロ・クラック」が大きく影響するんです。
オングストローム単位の小さなクラックが存在するため、そこから外力により裂け目が広がり、粒界がないために裂け目が止まらず「破壊」に至るわけです。

「マイクロ・クラック」がなくなれば、恐らく世の中で最強の材料になると思います。
５０倍になるかどうかはわかりませんが、「マイクロ・クラック」をなくせば恐らく「破壊」は実用範囲では考えられなくなると思いますので、限りなく軽量化・大型化が可能になると思います。
たとえば「飛行機」、「船」、「建物（高層ビル）」、「自動車」などがすべてガラスで作れるなど。

「ガラス」は厳密には固体ではなく「液体」に分類されるようなので、「経年変化」を考慮する必要があったり、一般的な性質として「水の溶ける」と言うことなので、このへんも考慮する必要が出てくると思います。

５０倍になれば明らかに言えることは、世の中が「クリスタル」に変化すると思われることです。
あらゆる場所にガラスが使われ始めると、世の中がキラキラ光る世界になると思いますよ。


と、ここまで書いたのを読み返すと、あまり適切な回答になっていないことに気付きました。
申し訳ありません。参考としてください。

No.4 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2012/12/22 19:23

強度と言う場合、様々な強度があります。

　ガラス自体は、現在でも極めて強度の高い物質です。たった10mmの厚さのガラス板でも人が上に乗ってもほとんどたわみません。表面強度(硬度)もモース硬度7近くあるはずです。
　私達が使用する素材の中では、最も実用的強度の大きいものの代表です。

　そのあたりにそもそも誤解があるような(^^)

　まず、ガラスの何についての強度が問題なのかを整理してみましょう。そのうえで「実用強度が【さらに】向上したと仮定した場合、例えばどんな製品、工学的な見込、、コストダウンが可能か？という観点で、ある程度の科学的な裏ずけをもとに、」考察されたら良いでしょう。
　これが多分大きなヒントになります。

　また、そもそもガラスとは何か？？？？たぶん、ソーダライムガラスを想定されているのだと思いますが、・・・。

No.3 回答者： tanuki4u 回答日時： 2012/12/22 02:58

ガラスが使えそうな（今使っている）ものを　100例出す

ガラスが使っていないものを　100例出す

そうすると、見えてくる（と、思う）

No.2 回答者： CC_T 回答日時： 2012/12/21 20:33

ガラスの特徴をまず調べましょう。

・水も気体も通さない。
・薬品に侵されにくい
などなど、長所短所合わせて少なくとも１０個は特性を上げられるはずです。


その上で、
１）現在ガラスがどういう所に使われているかを調べて、そこで強度upによる恩恵があるか検討する。
２）現在ガラスが使用されていない部分について、50倍強度のガラスに置き換える事でメリットが出ないか検討する。
３）新規の分野での用途を検討する。

この順番で。

だいたい強度が50倍になれば、1/50に薄くして使えるという事。それだけでもメリットが有ります。
重さは1/50まで行かないかもしれないが、それでも軽くなればそこでもメリットがでる。
コストダウンの検討は、製造コストとバーターになるので何とも言えない。

そんな風に、現行ガラスの長所・短所からそれぞれ攻め所がいくらでも見つかるはずです。
そういう「考え方」を鍛えるのがレポート課題で、なかなか面白いテーマだと思いますよ。

No.1 回答者： nekonynan 回答日時： 2012/12/21 15:58

　学校の課題の丸投げは禁止されております。

　まずは、自ら調べて判らない点を質問しましょう・・・・・