比钻石还硬的玻璃比砖石还硬的玻璃( 二 ) _小知识

文章插图
液态玻璃滴到冰水里
同时核心的玻璃也被呈固态的外壳拉扯，受到强大的拉应力。这两种力量维持了玻璃的平衡，压应力和拉应力就像两组人进行拔河比赛，谁也赢不了谁，只要这种应力保持平衡， “鲁伯特之泪”就能够保持稳定，可承受巨大的外力冲击。

文章插图
制作过程
但是由于熔融液态的玻璃入水先后顺序不同，使得“鲁伯特之泪”的头部质量很大，冷却的慢，尾部很细质量最小，冷却最快，导致头部和尾部冷却不均衡，也让整个玻璃体内部受力不均，所以有强大的头部和脆弱的尾部。

文章插图
承受巨大的压力
细细的尾部应力比头部要差很多，甚至比一般玻璃都脆弱，一旦尾部被外力摧毁，不均衡的压力就会瞬间释放，残余应力顺着裂纹迅速扩散到“鲁伯特之泪”全身，一瞬间就会支离破碎，变成粉末，这种现象就做裂纹扩展，根源就在于内部不均衡的压力，释放的速度为每秒1450米-1900米，是音速的5倍左右，只有高速摄像机才会看清楚。

文章插图
尾部很脆弱
就这种简单的科学原理，困扰了科学家整整4个世纪，后来随着科学技术的发展，才弄懂了其中的原理。“鲁伯特之泪”对人类最大的贡献就是让人们发明出了钢化玻璃。钢化玻璃的原理和“鲁伯特之泪”是基本差不多的。钢化玻璃又叫强化玻璃，同样是表面具有压应力的玻璃。

文章插图
裂纹扩展
钢化玻璃是法国人发明的，最大的特点是受到破坏时，碎片不是锋利的玻璃碴子，而是钝角的碎小颗粒，不容易伤害人。并且抗冲击强度和抗弯强度都是普通玻璃的3-5倍。当你踩到一块钢化玻璃上面时也不会碎，普通的玻璃就不行。

文章插图
钻石被压碎
钢化玻璃有个很大的缺点就是不能切割和加工，就像“鲁伯特之泪”一样，碰到尾部整体就炸了，所以只能在钢化前先把普通玻璃加工成需要的形状，然后在进行钢化处理。钢化玻璃能承受300℃的温差变化，是普通玻璃的3倍。

文章插图
钢化玻璃
要先把普通玻璃切割成要求的尺寸，加热到700度左右，再进行快速而均匀的冷却，钢化玻璃厚度不同，加热和降温的时间也不同。比如6毫米的钢化玻璃在700度高温下加热240秒，然后降温150秒。10厘米厚的钢化玻璃在700度高温下加热500秒，然后降温300秒。玻璃越厚加热和冷却的时间越长。

文章插图
它比铁砧子硬多了
高温后在降温的钢化玻璃表面形成均匀的压应力，而内部则形成张应力，这两种力达到了完美的平衡。使玻璃的强度、抗冲击力、弯曲度都是普通玻璃的3-5倍左右，虽然不能做切割或加工，但是安全性很高，保护了人类不在受玻璃的割伤，均匀压应力平衡遭到破坏是会“粉身碎骨” ，就像我们的手机钢化膜一样，自己碎了却保护了珍贵的屏幕。

文章插图
鲁伯特之泪
【比钻石还硬的玻璃比砖石还硬的玻璃】人类也在研究如何把“鲁伯特之泪”的尾部去掉，或者直接制造出没有尾部的“鲁伯特之泪” ，或许成功之后，会有很多意想不到的用处，您感觉“鲁伯特之泪”还有什么用处呢？

比钻石还硬的玻璃 比砖石还硬的玻璃( 二 )

比钻石还硬的玻璃比砖石还硬的玻璃( 二 )