鉆石玻璃哪個硬?魯珀特之淚的原理

如果你說世界上最強(qiáng)的東西，你首先想到的是鉆石。事實(shí)上，鉆石作為優(yōu)雅和尊嚴(yán)的象征，在日常生活中給人類帶來了無限的美。尤其是結(jié)婚時(shí)，新郎和新娘之間的鉆石戒指交換也是婚禮上最莊嚴(yán)的儀式。但鉆石真的是世界上最強(qiáng)的東西嗎？事實(shí)上，最堅(jiān)硬的東西實(shí)際上是一種玻璃。

玻璃在我們的日常生活中很常見。如果我說玻璃比鉆石強(qiáng)，人們會嘲笑它嗎？這不是玩笑。雖然玻璃在我們的印象中很脆弱，但世界太大了，真的有一種玻璃比鉆石更堅(jiān)硬，這就是魯珀特的眼淚。

魯珀特的眼淚是在重力作用下，熔融的玻璃自然滴入冰水，形成像蝌蚪一樣的玻璃眼淚。通常被稱為"魯珀特的眼淚"，魯珀特的眼淚看起來像蝌蚪，頭很圓，但尾巴很長。這種玻璃具有極好的物理性能：眼淚本身比普通玻璃硬得多，在8噸壓力下可以保持原狀，但如果它的尾巴纖細(xì)，壓力稍大，那么整個玻璃的眼淚就會破裂，完全壓碎，畫面非常壯觀。

那么，為什么魯珀特的眼淚如此特別呢？魯珀特眼淚的神奇之處在于，"壓力"實(shí)際上是起作用的。在魯珀特的眼淚過程中，熱玻璃表面在遇水后迅速冷卻，但材料內(nèi)部并未完全硬化，仍處于柔軟狀態(tài)，當(dāng)內(nèi)部冷卻時(shí)，外部收縮。"這種無形的施加在玻璃表面的壓應(yīng)力，但內(nèi)部的拉應(yīng)力，兩種力形成了極好的穩(wěn)定性。這就解釋了，當(dāng)魯珀特淚流滿面的尾巴被輕輕捏住時(shí)，他撕碎了骨頭的特征，因?yàn)閼?yīng)力平衡被破壞了，當(dāng)外部被破壞時(shí)，殘余應(yīng)力迅速釋放，導(dǎo)致裂縫在世界各地蔓延，并在瞬間破裂。根據(jù)高速攝影，裂紋的傳播速度可達(dá)1450米-1900米。

事實(shí)上，魯珀特的眼淚這個奇怪的原理在生活中也得到了廣泛的應(yīng)用，鋼化玻璃會應(yīng)用這一原理，他有很高的硬度，但不能像普通玻璃那樣隨隨便便地切割，所以它給人們的生活帶來了更多的可能性。

中國鋼化玻璃的歷史始于1955年。1958年由上海耀華玻璃廠試制，1958年由秦皇島鋼化廠成功生產(chǎn)。秦皇島耀華玻璃廠于1965年開始生產(chǎn)軍用鋼化玻璃。20世紀(jì)70年代，洛陽玻璃廠首次引進(jìn)比利時(shí)增韌設(shè)備。同時(shí)，沈陽玻璃廠的化學(xué)增韌玻璃也投入生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代以來，鋼化玻璃技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了普及和普及。鋼化玻璃已廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、航空、電子等領(lǐng)域，尤其是建筑、汽車等領(lǐng)域。

鋼化玻璃歸屬于安全玻璃，是一種預(yù)應(yīng)力鋼化玻璃，是將鋼化玻璃加熱到臨近鋼化玻璃溶解點(diǎn)的溫度(600-650℃)以迅速制冷或用化學(xué)方式鋼化加工處理得以的玻璃深加工制品。它具備優(yōu)良的機(jī)械性能鋼化玻璃和耐高溫耐沖擊性能，又稱之為強(qiáng)化鋼化玻璃。其特性是在鋼化玻璃表層生成壓應(yīng)力層，機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫耐沖擊抗壓強(qiáng)度得以提升，并且有特殊的碎片狀態(tài)。為提升鋼化玻璃的抗壓強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方式，在鋼化玻璃表層生成壓應(yīng)力，鋼化玻璃承受外力作用時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，進(jìn)而提升了承載能力，增強(qiáng)鋼化玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。

工業(yè)上鋼化玻璃的做法主要有兩種，一種是物理鋼化法，另一種便是化學(xué)鋼化法。

物理鋼化法便是將鋼化玻璃加熱至臨近鋼化玻璃的溶解溫度，然后對其兩側(cè)同時(shí)吹以空氣使其迅速制冷，以提升鋼化玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性的生產(chǎn)方式。加熱鋼化玻璃的淬冷是物理鋼化法生產(chǎn)鋼化玻璃的一個重要環(huán)節(jié)，對鋼化玻璃淬冷的基本要求是迅速且均勻地制冷，進(jìn)而得到分布均勻的應(yīng)力，為得以均勻的制冷鋼化玻璃，就必需要求制冷設(shè)備有效疏散熱風(fēng)、便于消除偶然產(chǎn)生的碎玻璃并應(yīng)盡可能減少其噪音。

化學(xué)鋼化法即是依據(jù)化學(xué)方式更改鋼化玻璃表層成分，提升表面層壓應(yīng)力，以提升鋼化玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性。因?yàn)樗且罁?jù)離子交換使鋼化玻璃增強(qiáng)，因此又稱之為離子交換增強(qiáng)法。依據(jù)交換離子的類型和離子交換的溫度又可分成小于轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度的離子交換法簡稱低溫法和高過轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度的離子交換法簡稱高溫法。

鋼化玻璃的優(yōu)點(diǎn)很明顯，首先它非常安全可靠，當(dāng)鋼化玻璃被外力作用刺激，受到損壞時(shí)，碎片成相似蜂窩狀的碎小鈍角顆粒狀，不容易對人體造成二次傷害。此外它抗壓強(qiáng)度極高，同等薄厚的鋼化玻璃耐沖擊抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度全部都是一般玻璃的3-5倍。最后它耐熱穩(wěn)定性極強(qiáng)，能承受的溫度差是一般玻璃的3倍，最高可承受300℃的溫度差變動。

不過，鋼化玻璃的缺陷也是不言而喻的，首先，鋼化后的鋼化玻璃不可以再采取切割和制作加工，只可以在鋼化前就對鋼化玻璃采取制作加工至需要的形狀，再采取鋼化加工處理，流程較為麻煩。此外，鋼化玻璃抗壓強(qiáng)度雖然比一般玻璃強(qiáng)，但鋼化玻璃在溫度差變動大，穩(wěn)定性不足，因此有自爆的可能，最后，鋼化玻璃的表層并不光滑，會存在凹凸不平的問題，有輕度的厚度變薄。

鋼化玻璃雖性能很優(yōu)異，但“魯珀特之淚”的制作過程并不繁雜，并且也具備一定的危險(xiǎn)性，這個美到令人心碎的“魯珀特之淚”你想要嗎？