Die Schadensresistenz von Glas ist von großem wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Interesse. Bei Oxidgläsern steht die Rissbildung in engem Zusammenhang mit den plastischen Verformungsvorgängen, die bei Kontaktbelastung auftreten, d.h. Scherverformung oder strukturelle Verdichtung. In diesem Zusammenhang wird ein erhöhter Risswiderstand oft auf eine erhöhte Verdichtungskapazität zurückgeführt. Der Einfluss der Verdichtung auf Rissinitiierung und -ausdehnung bleibt jedoch unklar.

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Verdichtung auf die Rissbildung mittels Finite-Elemente-Modellierung mit Kohäsivzonen und Nanoindentationsexperimenten untersucht. Für die Studie wurde Quarzglas als Modellsystem für verdichtendes Oxidglas gewählt. Die Verdichtungsinformationen aus hydrostatischen Kompaktierungsversuchen wurden mittels „modified Drucker-Prager cap“ Plastizität in die FEA implementiert. Nanoindentationsexperimente mit verschiedenen Spitzengeometrien und Raman-Spektroskopie wurden verwendet, um die Verdichtung und Rissbildung experimentell zu quantifizieren. Die Bruchzähigkeit von Quarzglas wurde mittels Indentierungsrissbildung und Mikrosäulenspaltung (micro pillar splitting) bestimmt, wobei Werte in guter Übereinstimmung mit der Literatur gefunden wurden.