شظية

يتكون الشظايا من أجزاء من مادة تنفصل عن جسم صلب أكبر . ويمكن أن تنتج عن آليات متنوعة، منها اصطدام المقذوفات ، والتآكل ، والتجوية ، والتجويف ، أو ضغط الدوران المفرط (كما في محامل الكرات ). ويصف كل من مصطلحي "التقشر" و "التفتت" عملية انهيار السطح التي تتساقط فيها الشظايا.

اعتمد علماء فيزياء الجسيمات مصطلحات التفتت والتفتت والتفتت ؛ إذ تُولّد أجهزة تشتت النيوترونات النيوترونات عن طريق قذف هدف من اليورانيوم (أو غيره) بتيار من الذرات ، وتُعرف النيوترونات المنبعثة من الهدف باسم "التفتت". ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يحدث التفتت الميكانيكي عند نقاط التلامس ذات الإجهاد العالي، كما هو الحال في محامل الكرات . ويحدث التفتت بدلاً من التآكل السطحي ، حيث لا يحدث أقصى إجهاد قص على السطح، بل أسفله مباشرة، مما يؤدي إلى قص الطبقة المتفتتة.

أحد أبسط أشكال التفتت الميكانيكي هو اصطدام الصفائح، حيث تنعكس موجتان من الضغط على الأسطح الحرة للصفائح ثم تتفاعلان لتوليد منطقة ذات إجهاد شد عالٍ داخل إحدى الصفائح.

قد يحدث التقشر أيضًا نتيجةً للتجويف ، حيث تتعرض السوائل لضغوط منخفضة موضعية تُسبب تكوّن فقاعات بخارية، عادةً في المضخات، وتوربينات المياه، ومراوح السفن، وحتى الأنابيب في بعض الظروف. وعندما تنهار هذه الفقاعات، قد يتسبب ضغط مرتفع موضعي في حدوث تقشر على الأسطح المجاورة.

الحرب المضادة للدبابات

في الحرب المضادة للدبابات ، يُعدّ التفتت الناتج عن الإجهاد الميكانيكي أثرًا مقصودًا لقذائف HESH المضادة للدبابات، والعديد من الذخائر الأخرى، التي قد لا تكون قوية بما يكفي لاختراق دروع الهدف. ينضغط الرأس الحربي، المصنوع من مواد متفجرة بلاستيكية أو يحتوي عليها، على صفائح الدروع في الدبابات والمركبات القتالية المدرعة الأخرى ، وينفجر مُحدثًا موجة صدمية تنتقل عبر الدرع كموجة ضغط، وتنعكس على السطح الحر كموجة شد، مما يؤدي إلى كسر المعدن من الداخل (كسر ناتج عن إجهاد الشد). يُشكّل التفتت الناتج خطرًا على الطاقم والمعدات، وقد يُؤدي إلى تعطيل جزئي أو كلي للمركبة و/أو طاقمها. تُجهّز العديد من المركبات القتالية المدرعة ببطانات مضادة للتفتت داخل دروعها للحماية.

إن القذيفة الخارقة للطاقة الحركية ، إذا تمكنت من اختراق الدرع، فإنها عادة ما تتسبب في تفتت أجزاء من الهدف نفسه، مما يساعد على تدمير المركبة وطاقمها أو تعطيلهما. ^{[ 3 ]}

ومن الأمثلة المبكرة على الأسلحة المضادة للدبابات المصممة عمداً لإحداث شظايا بدلاً من الاختراق بندقية wz. 35 المضادة للدبابات .

يُعدّ التقشر آلية شائعة لتجوية الصخور، ويحدث على سطح الصخر عندما تتعرض لإجهادات قص كبيرة تحت السطح. ويمكن أن ينتج هذا النوع من التجوية الميكانيكية عن التجمد والذوبان ، أو انخفاض الحمل، أو التمدد والانكماش الحراري، أو ترسب الأملاح.

تقشير

التقشر (أو التجوية الطبقية) هو الإزالة التدريجية للطبقات المتقشرة نتيجة التذبذب الدوري في درجة حرارة الطبقات السطحية للصخور. لا تُوصل الصخور الحرارة جيدًا، لذا عند تعرضها لحرارة شديدة، تصبح الطبقة الخارجية أكثر سخونة من الصخور التي تحتها، مما يُسبب تمددًا حراريًا تفاضليًا . يُؤدي هذا التمدد التفاضلي إلى إجهاد قص تحت السطح، مما يُسبب بدوره التقشر. كما يُمكن أن تُسبب التغيرات الشديدة في درجات الحرارة، مثل حرائق الغابات، تقشر الصخور. تُؤدي آلية التجوية هذه إلى تساقط السطح الخارجي للصخور على شكل شظايا أو صفائح أو رقائق رقيقة، ومن هنا جاءت تسمية التقشر أو التجوية الطبقية.

في التآكل، يحدث التقشر عندما تتساقط جزيئات دقيقة من نواتج التآكل من مادة ما ( معدن أو خرسانة ) مع تقدم تفاعل التآكل. ورغم أنها غير قابلة للذوبان أو النفاذية، فإن هذه النواتج لا تلتصق بسطح المادة الأصلية لتشكل حاجزًا يمنع المزيد من التآكل، كما يحدث في التخميل . ويحدث التقشر نتيجة لتغير كبير في الحجم أثناء التفاعل.

في حالة معادن الأكتينيدات (وخاصة اليورانيوم المنضب المستخدم في بعض أنواع الذخائر )، يتمدد هذا المعدن بشدة عند تعرضه للهواء، مما يؤدي إلى انفصال طبقة رقيقة من الأكسيد عن سطحه. وقد تشبه سدادة اليورانيوم المعدني المؤكسدة ببطء بصلة تتعرض للتقشر . إلا أن الخطر الرئيسي يكمن في خاصية الاشتعال التلقائي لمعادن الأكتينيدات، والتي يمكن أن تشتعل تلقائيًا عندما تكون مساحتها السطحية عالية. هذه الخاصية، إلى جانب سميتها الكامنة ( وإشعاعها بدرجة أقل في بعض الحالات) ، تجعل التعامل معها في صورتها المعدنية في الهواء أمرًا خطيرًا. لذلك، غالبًا ما يتم التعامل معها في جو خامل ( نيتروجين أو أرجون ) داخل صندوق قفازات لاهوائي .

هناك عاملان رئيسيان لتقشر الخرسانة: الإجهاد الحراري الناتج عن التسخين السريع، والضغوط الداخلية الناتجة عن إزالة الماء. وتُعدّ القدرة على التنبؤ بتأثير معدلات التسخين المختلفة على الإجهادات الحرارية والضغط الداخلي أثناء إزالة الماء ذات أهمية بالغة للصناعة وغيرها من المنشآت الخرسانية.

قد تتسبب حوادث التفتت الانفجاري للخرسانة المقاومة للحرارة في مشاكل خطيرة. ففي حال حدوث تفتت انفجاري، يمكن أن تُقذف مقذوفات ذات كتلة معقولة (1-10 كجم) بعنف لمسافات طويلة، مما يُؤثر على السلامة ويجعل الهيكل المقاوم للحرارة غير صالح للاستخدام. وبالتالي، ستكون هناك حاجة إلى إصلاحات تُكبّد الصناعة تكاليف باهظة. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

يمكن أن يتسبب الضغط الزائد الناتج عن موجات الانفجار في حدوث تقشر في جسم الإنسان، حيث تنتقل الموجة عبر الحد الفاصل بين المناطق الأكثر كثافة والمناطق الأقل كثافة في الجسم. ويبرز هذا بوضوح عند الحد الفاصل بين السائل والهواء، على سبيل المثال من جدار الأمعاء إلى أمعاء مملوءة بالغاز، أو من نسيج الرئة إلى تجويفها. يُعد التقشر والانفجار الداخلي والقص الآليات الرئيسية الثلاث المعروفة لإحداث إصابات الانفجار . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

• حطام خلف الدروع
• قابلية التفتت
• قابلية التفتت
• تأثير ميسناي-شاردين
• معالجة الخام
• خاصية الاشتعال التلقائي
• جزيرة رونيت
• درع ويبل

• مجلس سلامة المداخن في الغرب الأوسط ( مؤرشف بتاريخ 8 يونيو 2021 على موقع Wayback Machine)
• رابطة سخانات البناء في أمريكا الشمالية