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[其它杂谈]世界科技全景百卷书  玻璃世界 [第118页]

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世界科技全景百卷书: 玻璃世界

  玻璃出世

  很多世纪以前,埃及有一位名叫哈舍苏的女王,在正当盛年的32岁那年就死去了。人们按照埃及的风俗,把她的遗体做成一具木乃伊,放进石棺,封藏到了一个秘密山洞里。据说,随同女王下葬的还有许多奇珍异宝,其中最为宝贵的,是戴在她脖子上的一串项珠。

  3000年之后,考学家找到了这座古墓,发现哈舍苏女王的脖子上确实戴着传说中的那串项珠。令人感到意外的是,做成这串项珠的既不是珍珠,也不是宝石,而是一些墨绿色的玻璃球!

  其实,你不必大惊小怪。要知道,在女王那个年代,玻璃珠确实是一种价值极为昂贵的装饰品。关于这一点,要从玻璃的历史说起。

  玻璃是用砂石和碱在高温下熔解制成的,这个办法还是古代埃及旅行家在无意之中发明的,至今已有5000多年了。

  古埃及旅行家在露宿时,常要烧篝火取暖歇脚煮食。有一次,当他们收集行装准备离开时,突然发现烧过火的地方有着一粒一粒闪闪发光的 “明珠”,这就是最早的玻璃。

  后来人们有意重复这样的反应,来制取玻璃,由于当时工艺条件的限制,制出的玻璃并不透明,还含有许多杂质。玻璃有光亮,埃及的工匠在制造时又加进一些金属,制出了带彩色的玻璃,于是,它便成了一种装饰品。在当时,这样生产出来的玻璃价钱很贵,只有贵妇人才戴得起,这就难怪哈舍苏女王要把这串玻璃项珠,当成珍贵的首饰,带进坟墓了。

  经过几千年漫长的岁月,人们已经由不透明玻璃制得了透明玻璃,它的用途也不仅仅是作为装饰品了。

  1851年,英国维多利亚女王决定在伦敦举行世界上第一届工业博览会,女王的丈夫亲自主持博览会的筹备工作,他要求展览大厅宽阔、透亮、建筑速度快,容易拆除而且材料还能继续使用。为此,举行了全欧设计竞赛。欧洲各国的建筑师共提出233个方案,但都未被采用。后来,英国的一位园艺师提出用玻璃和铁柱来建造展览大厅的全新设计方案:整个大厅用3300根铁柱和2300根铁梁组成网格形框架,框架内全部镶上玻璃,这座后来被称作第一座水晶宫的建筑物立即轰动了全世界。

  我国古代劳动人民也会制作玻璃,中国目前所藏最古的玻璃是长沙楚墓出土的玻璃壁,玻璃印章等,它们是战国时代的遗物。据记载,唐朝的何稠

  (约6世纪)能自制玻璃。何稠是学问渊博、工于技艺的人,他鉴于中国玻璃的难得,就研制成了玻璃。据说成品质地很好。

  今天,不论是商店、厂房、饭馆、办公室,陈列厅、候车室……都离不开玻璃作为建筑材料,用玻璃镶在门窗或墙框中,不仅明亮、整洁、美观、舒适,而且节能、经济。因此,现代建筑在一定程度上来说又是玻璃世界——今天的玻璃已成为一个拥有众多成员的大家庭,其中有不少具有神奇功能的新秀。

  人们把玻璃熔化,拉成细丝、纺成纱、织成布,再用热熔塑料把一层层玻璃布浸透,并压成固体,就制得一种比钢铁还要坚固,然而比钢铁轻得多的材料——玻璃钢。

  如果将普通玻璃加热到玻璃快要变软时,立刻送进吹风设备里均匀地吹风,然后让它突然冷下来,就成了钢化玻璃。它可比普通玻璃结实多了。用钢化玻璃做的杯子,落到坚硬的水泥地上也不会打碎,碰到热水也不会因骤热而碎裂。

  还有一种玻璃里面有许多小孔,叫泡沫玻璃,它是将玻璃粉与发泡剂按一定比例混合经加热制成的。这种玻璃轻得能浮在水面上。有趣的是,它可用钻头打孔,用锯子锯,不透水不透气,防火,保温,隔音,经久耐用。

  变色玻璃品种很多,它与普通玻璃不同是因为加入了适量的含银的物质,这种玻璃能随光线照射的强弱而变换颜色,因此目前已较普遍地用于冷库和居室的窗户了,变色近视眼镜或平光镜镜片也可用这种玻璃加工而成。

  吸热玻璃吸收太阳光的大部分热量,这对于冷库、陈列室这样一些既要明亮又怕热的地方实在太理想了。如果把它安在空调汽车上也是很适用的。

  原子核反应堆是利用原子能的一种设置。由于它要产生放射性辐射,这种辐射能穿透普通玻璃,使人体健康遭受严重损害。因此在原子能反应堆上必须用一定厚度的防辐射玻璃来代替普通玻璃。防辐射玻璃里含有铝、钡、铋等金属,能阻止放射性射线穿过。自从在核工业上采用了这种玻璃以后,它不仅保证了操作安全,而且也有效地防止了对周围辐射的污染。

  神奇的玻璃还有许多,各种玻璃新秀还将随着人们的进一步探索不断地诞生出来。

  窗玻璃的发明

  窗玻璃,对今天的人们来说,实在是太普通了,哪家哪户没有它?装有玻璃的窗,阳光可以透射,风雨可以阻挡,给我们的居室带来光明和温馨。

  然而,在几百年前,安装窗玻璃还是富贵人家的一种奢侈呢!

  尽管人类熔炼玻璃的历史可追溯到4000至5000年以前,但是这段时期的玻璃可不像现在人们所看到的那样晶莹透明,由于原材料加工以及技术方面的原因,当时的玻璃是不透明的,因此人们也没想到将它嵌在窗上。

  为了给黑暗的房屋带来光亮,人们想了许多办法,动了不少脑筋。英国人和德国人在窗上嵌油纸、涂蜡的白布甚至薄薄的云母片;俄国人则将牛膀胱的薄膜蒙在窗框上;而我们中国人呢?使用的最多的当然是窗纸,还有削磨得很薄的牛角片。这些材料的透明度自然远远不及今天的窗玻璃,因此,无论当时的屋内陈设如何荣华富贵,住在里面总会感到昏暗不适。

  直到14世纪,有一个名叫戈克莱的法国技师才发明了一种窗玻璃。他选用了当时透明度最高的乳白色玻璃,磨得薄如蝉翼,呈半透明状态。这种最早的窗玻璃面积很小,每一块只有手掌大小。为了便于安装,戈克莱将这种窗玻璃做成圆片形的,还在中央处拉出一个凸起的柄呢!

  如何安装这种窗玻璃呢?首先必须在窗上装一张用锡制作的网,网上设计有一个个玻璃大小的圆孔,孔中间还必须有金属丝,以便把窗玻璃上的柄拴住。

  尽管这种原始的窗玻璃存在着许多缺陷,但在当时来说,这可是最先进最新潮的玩意儿,只有极富有的贵族才安装得起呢!

  1567年,英国有一位公爵,名叫诺土伯连,他家里就安装着这种带柄的窗玻璃。但是,在大风天气里,这种窗玻璃常常被风吹落打碎,造成严重的损失。为此,家里的管家给仆人们下了一道命令:每当公爵离开家里以后,立刻全体动员,将每块窗玻璃都从窗上卸下来,放到库房中保管好;只有当公爵就要回来时,才能把它拿出来安装;平时如果谁私自安装窗玻璃,就将受到严厉的惩罚;谁如果偷懒漏卸一块玻璃,也决不宽容!这些规矩今天看来十分可笑,但却是当时窗玻璃发明之初的真实写照。

  在戈克莱之后,又有人发明了用各种颜色的小玻璃片拼成各种图案的彩色窗玻璃,上面有山脉、森林、花鸟、人兽,迎着阳光观看,还真有点特殊的魅力呢!这种图案形的彩色窗玻璃不仅受到普通人家的欢迎,连教堂也少不了它,直到今天,西方的许多教堂还采用这种窗玻璃来增添宗教神秘的色彩呢!

  不过,这种用小片拼起来的彩色玻璃对普通家庭还是不适用,人们需要的是大块的无色透明窗玻璃。

  玻璃吹管,这是一个没有留下姓名的罗马人的发明。这种设计巧妙的吹管是铁制的,有手指一般粗细,一米左右的长度,一端像喇叭一样略微向外扩张,另一端则装着一个木制的咬嘴,以便保护嘴唇不致烫伤。

  这一发明尽管十分简单,却非常实用。罗马人用它蘸上玻璃液,然后用力地吹,玻璃液就像小孩吹肥皂泡那样膨胀起来,再借助于钳子、棍子等工具,制造出形状各异的玻璃瓶、玻璃杯和其他玻璃制品。

  这种玻璃吹管能不能用来制造窗玻璃呢?没有人试过,因为窗玻璃是平的,而吹出来的玻璃泡却是圆球形的。怎么办?聪明的吹玻璃技师想到,将吹出来的瓶子趁软的时候及时剖开、展平,不就可以得到片状的窗玻璃了吗?

  当然,这件事想想容易,做起来却要难得多,因为要把玻璃液吹成厚薄均匀的长玻璃圆筒很不容易。玻璃技师们经过长期摸索,才逐渐形成了吹制玻璃圆筒的方法:

  在火焰熊熊的玻璃熔炉前,架着一座高高的木板桥,桥上竖着一根根粗粗的木柱,柱上“绑着”一个个身强体壮的吹玻璃技师,他们手里握着一根长长的吹管,吹管下端那个暗红色发亮的圆球,便是粘稠的玻璃液球。

  吹玻璃圆筒的技师们一个个用力吹着,两腮鼓得大大的;玻璃液球在他们的吹制下颤抖着,随时改变着形状;然后,他们一边使劲地吹,一边使劲地甩动着吹管……

  吹玻璃技师们的脸色因用力而越来越红,与此同时,玻璃液球的颜色因温度下降而越来越暗,它的长度因用力抛甩而由圆变长,终于变成了一个长长的、发着亮光的圆筒。

  这时,吹玻璃技师真是精疲力尽,要不是预先被“绑”在木柱上,说不定早就一头栽到木板桥下的深沟里去了。

  这样吹制好的玻璃圆筒用刀剖开、展平,冷却以后便成了大块大块的窗玻璃了。

  当时,吹玻璃的技师不仅要有高度的技巧,而且还要有强壮的体魄,否则很难胜任这种高强度的工作。不过,经过长期的艰苦劳作,吹玻璃技师的健康状况却越来越糟,他们的头颈变得又短又粗,胸部向外突出,两腮的肌肉松弛得下垂,耳朵因长期空气压迫而发炎、红肿、化脓,最终导致变聋,眼睛因长期受强光刺激而视力衰退,几乎成为瞎子,牙齿因用力咬住吹管而变松,手掌肿得像馒头,肩膀也因用力过度而疾病丛生……或许在40岁左右就因残疾而无法胜任任何工作了。

  这就是当时吹玻璃技师的悲惨命运,他们多么希望能有一台机器来代替这繁重的劳作啊!这一愿望被一个叫刘伯尔斯的吹玻璃技师实现了。

  1894年冬日的一个下午,切姆别尔斯玻璃工厂的老板切姆别尔斯正在屋内打瞌睡。突然,门被人猛地撞开了,冲进来的是厂里最能干的技师刘伯尔斯。

  刘伯尔斯不顾老板因别人妨碍他休息正要发脾气,一把拉着他就往厂里的玻璃熔炉奔去。

  到了溶炉边,刘伯尔斯用一根长柄勺舀起玻璃液就往地上的一个罐子里倒,然后把玻璃吹管插到玻璃液中吹了起来,一边吹,一边缓缓地将吹管往上提。随着吹管的提升,一个椭圆形的玻璃泡奇迹般地出现了。

  刘伯尔斯仍在不停地吹,不停地往上提升吹管,玻璃泡变得越来越长。他站到了板凳上,又站到了桌子上。此时,玻璃泡的上端已经冷却凝固了,中间看上去有些软,下端却依然是暗红色的粘稠玻璃液。可以想象,如果此时有一架梯子的话,刘伯尔斯一定能将玻璃泡吹得和房子一样高。

  两分钟以后,刘伯尔斯成功地吹成了一个两米多高的玻璃筒,将它剖开展平不就成了理想的窗玻璃了吗?这真是一个奇迹!

  看到这一切,老板什么都明白了,脸上挂满了笑容。

  刘伯尔斯趁机提出,希望能造一台机器,自动地向玻璃液内吹气,同时又会逐渐升高,这样就能制造大批量的窗玻璃了。对此,刘伯尔斯充满了信心。老板想,如果真的成功了,这可是赚大钱的机会,于是就满口答应了。

  刘伯尔斯相信,这台机器只需3个月,最多4个月就可造好。可是,熟料这一切仅仅是美好的幻想:第一台机器虽然很快造了出来,但试验中的挫折也接二连三地来了。

  首先,由于玻璃圆筒十分沉重,难以从熔炉中拔出,常常眼看着圆筒已提升到熔炉上空,只需再过片刻就可大功告成,却突然一阵裂响,玻璃碎片像雨点般落了下来;有时,即使将玻璃圆筒提拉了上来,并且截断、剖开成了平板状,却发现厚薄不均,厚的地方像块砖、薄的地方如层纸,这是怎么行呢?

  刘伯尔斯费了好大的劲解决了这些难题,新的问题又来了:圆筒变了模样,变成了梨状,上面粗下面细,越往下越细。原来,在提升过程中,里面的空气热胀冷缩导致了这种状况。要解决这个问题,必须不断增加吹入的空气数量,为此,刘伯尔斯又费尽了心思。

  当这一问题解决了以后,他又遇到了更凶的拦路虎:玻璃圆筒学会了“喘息”,一会儿胀大,一会儿缩小,使得圆筒壁上产生许多皱褶。为此,刘伯尔斯又是加压,又是减压,又是加速提升,又是减速提升……结果仍然不理想。

  老板失望了,他要刘伯尔斯放弃试验,重新拿起吹管。但刘伯尔斯不愿让多年的心血功亏一篑,他说服老板让他继续试验。

  有一次,发生了一点意外事故,输送压缩空气的管道裂了一条缝,里面的压缩空气直往外漏,此时正是提升玻璃圆筒的关键时刻,更换管道显然不可能了;刘伯尔斯当机立断,命令增加空气压力,补充漏掉的空气!谁知这一招却治好了“喘息”,圆筒十分光滑,没有一点皱褶。原来,当圆筒内的空气和外界接通后,“喘息”就消失了,为此,刘伯尔斯设计了一个特别的活门,他终于成功了。

  令人遗憾的是,刘伯尔斯在连续奋斗了12年以后,终于病倒了,病魔夺去了他的生命。工人们集体为他送葬,悼念这位将他们从“地狱”里解救出来的恩人。

  与刘伯尔斯相比,比利时发明家伏尔柯就幸运多了。

  伏尔柯出生在比利时名城布鲁塞尔的郊外,是一个手工作坊主的儿子。从儿童时代起,伏尔柯就亲眼目睹父亲和哥哥们含辛茹苦的工作情景,在他幼小的心灵中,感到了手工劳动的艰辛。

  伏尔柯长大以后,不愿留在乡村过父兄那样的生活,他要到城市里去驾驶机器。

  他来到了一家玻璃厂。那高大的玻璃熔炉以及刘伯尔斯发明的玻璃吹管机使伏尔柯激动不已。他对玻璃制造产生了浓厚的兴趣。

  可是,几年以后,当伏尔柯真正有能力操纵玻璃吹管机的时候,他又感到了不满足。虽然,刘伯尔斯发明的这种机器当时是最先进的,但也存在着不足之处,那就是提拉出来的巨大的玻璃圆筒还不能直接应用。必须先切割剖开,再加热软化后压平,最后才能切割成一块块窗玻璃。在这加工过程中,稍有不慎,就会前功尽弃,变成一堆只能回炉的碎玻璃。

  “有没有更好的制造平板玻璃的办法呢?”这一问题始终萦绕在伏尔柯的心中。

  有一天,他在用肥皂洗衣服时,偶然发现手和肥皂水之间有时会形成一层薄膜。“这种方法能不能用在玻璃制造上呢?”这一小小的发现给伏尔柯很大的启发,他决心用熔化的玻璃液试一试。

  小规模的试验十分成功。当伏尔柯将一块平板玻璃浸到玻璃液中,然后慢慢向上提升时,玻璃液果真像肥皂液那样“跟”了上来,而且也是平展展的。伏尔柯发现,向上提升的速度不能快,否则会越来越窄,最终变成一根玻璃棒。

  积累了这些经验以后,伏尔柯设计了一种新的平板玻璃制造机。用这种机器制造平板玻璃,可以在牵引机的带动下,昼夜不停地制造带状玻璃。这种方法看上去很慢,实际上每小时能提升五六十米呢!当玻璃升高时,温度不断下降,等到玻璃冷却以后,就可以切割成一块块宽大的玻璃板了。

  以后,伏尔柯又进一步改进了他的机器,可以通过控制提升速度制造出厚度不同的平板玻璃。

  很快,伏尔柯发明的机器在世界各地推广开来,至此,平板玻璃才真正成了大众产品,窗玻璃再也不是富有的象征了

  浮法玻璃

  美国康宁公司是世界闻名的玻璃制造公司,该公司的一个小伙子的偶然发现,引起了平板玻璃制造方法的又一次革新。

  那天午餐时,小伙子坐在靠窗的座位上,一边用餐一边欣赏着窗外的景色。突然,他发现了一种奇妙的现象:有块玻璃看上去平展展的,中间却有一条肉眼不易看到的变形纹,通过这条缝,外面的东西都会发生变形。

  小伙子的这一发现引起了坐在一旁的公司其他人员的注意,其中一位工程师对此十分重视,经过仔细观察,他发现这种变形玻璃的数量还不少呢?

  是什么原因产生了这种现象呢?原来,这是由于玻璃不完全平整造成的,玻璃在某些部份具有极细的波折,使得光线透过时发生转折,造成了变形。

  公司经理听了这位工程师的汇报,十分重视,希望公司内的科研人员尽快找到解决的途径。

  进一步的研究发现,玻璃发生波折的原因在于伏尔柯发明的机器在提拉玻璃板时,常会有一些偶然因素造成轻微的振动,这样,尚未完全凝固的玻璃就会产生波折。要完全消除这种波折,就必须完全消除机器的振动,但这几乎是不可能的。如果将有波折的玻璃切割下来报废,又会给公司带来巨大的损失。怎么办?

  经过公司人员的努力,终于找到了一种理想的办法——使“站”着的玻璃“躺”下,为此,科研人员设计了一张特殊的“床”——由金属锡熔融成

  “锡液槽”。

  当熔融的玻璃液从玻璃熔沪中流出来以后,流入了一条长长的熔融锡液槽中,玻璃液浮在锡液表面,逐渐冷却下来,由液态变成固态后,机器就拖着它前进。这样,绝对平整的平板玻璃就诞生了,人们称它为“浮法玻璃”。

  今天,“浮法玻璃”不仅仅用作窗玻璃,还出现在我们生活的许多领域呢!

  明镜可鉴

  镜子,几乎每家每户都有,人们在它面前梳妆打扮;女士们的手提包里也会有一块小小的镜子,出门可以用来梳发化妆。

  如果将镜子的玻璃做成特殊的形状,它的用处就更大了。例如,汽车上的凸面反光镜,可以反射较大范围内的情景;五官科医生头上的凹面反光镜,可将光线聚于一处,便于观察患处;上海大世界里的哈哈镜,更是集各类镜子之大全,它的变形功能常常逗得人们忍俊不禁。

  那么,镜子究竟是怎样发明出来的呢?让我们翻开历史,去浏览一番镜子的身世吧!

  在漫长的远古时代,人类没有镜子,但人类还是有自己的“土”办法看到自己影子的,那就是在静水中观望自已的倒影,“水平如镜“说的就是这种情景。“水镜”虽大,但是,毕竟形象模糊,稍有半点风浪,就起不到镜子的作用了。

  后来,原始人类在打制石制工具时,发现有一种叫“黑曜石”的石头,可以磨平照人,这就是所谓的“石镜”。据有关资料记载,石镜的出现距今已有2400多年了。

  随着社会生产力的发展,人类逐渐掌握了金属冶炼技术,于是出现了“金镜子”和“银镜子”,但是,这种镜子的代价实在太大,只有王公贵族才用得起。

  真正普及的镜子还是“青铜镜子”。

  据考证,我国从战国时开始用雕好的陶模浇青铜水铸成镜,背面铸有花纹,正面磨光照人,这便是“铜镜”的起源。

  汉代的铜镜涂料采用“玄锡”,即今天被称为“水银”的汞。汉代时,青铜镜通过丝绸之路传到了西方,由于这种镜子容易在空气中氧化,使用时便会受到影响。

  大约在 700多年以前,在威尼斯亚德里亚海湾里,有一个曾经闻名于整个西方社会的木兰诺小岛。岛上25000个居民,几乎都是熟练的玻璃工。这些人在试制彩色玻璃的过程中,偶然发现加入二氧化锰以后,会使混浊的玻璃液变得清澄,从而发明了熔炼完全透明玻璃的方法。

  有了透明玻璃,木兰诺的技师们便开始摸索制造玻璃镜子的方法。他们先将金属板磨得既平整又光滑,又熔炼出一块块玻璃,然后将玻璃合在金属板上,试图制成玻璃镜子。刚做好的时候确实不错,光鉴照人;可是,没过多久,镜面就变暗了,原来,水份和空气从金属板和玻璃板之间极细的缝隙中钻了进去,金属板又氧化了。

  怎么办呢?木兰诺的技师们开始将各种金属熔化后倒在平板玻璃上,以期与玻璃结合制成镜子,但是,都失败了。

  有一次,一个技师将锡熔化后,倒在光滑的大理石上,然后又加了一些水银,水银溶化到锡液中变成了液态的锡汞合金;接着,他又把一块磨平的玻璃放了上去,一层薄薄的银光闪闪的锡汞合金牢牢地粘在了玻璃上,他居然成功地制成了世界上第一面真正的玻璃镜子。

  精明的威尼斯人秘密地保守着这种制造玻璃镜子的方法,差不多200年中,整个欧洲的王公贵族都很羡慕他们生产的永不生锈的玻璃镜子。自然,那时候这种镜子的价格是十分昂贵的。

  据说,当时法国女王玛丽·麦迪奇结婚时,收到的所有礼物中最昂贵的就是一面玻璃镜子。这面镜子是以威尼斯共和国的名义赠送的,价值15000D金法郎呢!

  后来,法国人收买了几名木兰诺技师,在诺曼底郊外的密林深处开始大量生产玻璃镜子,至此,镜子的秘密才流传了出来。

  到了17世纪,镜子已经相当普及了。

  玻璃镜子虽然越来越多,但是它还很小,如何才能制造大镜呢?许多人都在设法寻找制造的方法。

  经过长期的探索,法国人发明了一种制造大玻璃镜子的办法。他们造了一张四周有边的铁桌子,然后将熔融的玻璃液倒在上面,由几个人拖着粗大的生铁圆棍子,在上面来回碾动,将玻璃展平,形成和桌面一样的大块。

  经过碾平的玻璃虽然很大,却并不光滑,要制造玻璃镜子,磨整的工序是万不可少的。

  首先,他们将大玻璃平板放在铺有厚毡的桌子上,撒一层细砂,再放上另一块玻璃平板,通过推拉上面这块玻璃,让细砂将这两块玻璃磨平,这项工作看似简单,却需要五六个工人连续工作30个小时呢!

  经过这样处理的玻璃还不行,它的表面存在着细砂留下的无数纹路,因此,磨平以后的玻璃还得进一步磨光。

  工人们先用一种极细的矿石粉末和着水,用包有羊毛毡的小木板来回磨擦几十万次;再用羊毛毡磨擦几十万次。这样才能达到制造玻璃镜子的要求。这一过程至少需要70个小时。

  因此,当时人们制造一块大玻璃镜子,至少需要耗时100个小时。这是多么艰苦的劳动啊!这种大玻璃镜子的价格当然不低。

  为了降低大玻璃镜子的价格,人们发明了一种磨平和磨光玻璃的机器。

  工人们在一只圆台上涂一层黄蜡,将玻璃放在黄蜡层上,圆台下有轮子可滚动;先让圆台滚到磨平圆盘下,洒一层细砂以及少量水,巨大的磨平圆盘便开始飞快地旋转,并且由上往下逐渐地移动。大约半个小时以后,玻璃板就被磨得厚薄均匀了。

  接着,圆台滚到磨光圆盘下,让包有羊毛毡的圆盘磨光,这一过程也只需大约半个小时。

  机器工作1个小时代替了工人工作100个小时,玻璃镜子的价格就渐渐地便宜了,普通的平民百姓也开始享用起这种原先只供王公贵族使用的物品。

  为了开发大量生产镜子玻璃的新技术,某家工厂的老板找来了两个年轻的工程师。这两个年轻人对玻璃生产完全是外行,一个是机器制造工程师,另一个是纺织工程师。老板希望他俩先到玻璃工厂去工作一段时间,了解一下玻璃的制作过程,然后以独特的思维方法发明一种全新的生产工艺。

  他俩在玻璃工厂内逐步了解了生产玻璃的全部过程,同时也洞察了这种生产方法所存在的种种缺陷。

  从1919年至1922年,他俩经过了整整3年的试验,一种全新的自动玻璃生产机器诞生了。

  稠厚的玻璃液不断地从玻璃熔炉中流出来,在两根旋转着的辊子中流过,经过这种碾压,又热又稠的玻璃液变成了一条长长的玻璃带,这条玻璃带不停地向前滚去,并且逐渐冷却,成为坚硬的长条状玻璃。

  工人们按照需要将玻璃切割成不同的尺寸,并将它们装到小货车上,这些小货车一辆辆连成环形列车,缓缓地沿着一条长廊前进;在长廊两侧安装着一台台磨平和磨光玻璃的机器,当列车通过走廊时,这些机器便将其 158个转动的磨盘依次放到玻璃板上,从粗到细,一路上自动将玻璃板磨平磨光;当列车驶出长廊时,一块块平整光滑的玻璃板就诞生了。

  在他们设计的玻璃厂内,从最初的砂、苏打粉和石灰粉进人玻璃熔炉,川玻璃液从炉中流出变成一条长带,逐渐冷却断成一块块玻璃板,最后变成平滑的玻璃板,一切都是连续的,这为质优价廉的镜子玻璃的诞生铺平了道路。

  })世纪初,人们不再采用有毒的汞合金制造镜子,而改为采用化学方法关玻璃板上镀一层薄薄的银,为了保护这层银,又在上面涂卜一层漆作为保护层,这样,银层就不容易剥落]”。

  fbi在,还 ‘Zj S观了另外一种新型的玻璃镜子—一铝镜,那是在玻璃后面 ‘“”’上一层极薄的铝做成的。

  光学玻璃

  16世纪末至17世纪初,人们发明了望远镜和显微镜,这些光学仪器中都必须装配各种镜头,这些镜头都是用宝贵的天然水晶磨制而成的。

  能不能用玻璃取而代之呢?当时的条件下根本不可能。因为经过千百年的努力,人们虽然掌握了制造透明玻璃的方法,但是,玻璃在熔炼时,总会留下许多缺陷,例如,玻璃中常常会夹带着一些气泡、灰色颗粒、小石子以及纹路等。这些缺陷都会改变光线前进的方向,怎么可以用来制造望远镜、显微镜的镜头呢?

  天然石英或水晶,虽然纯净无瑕,却非常稀少。能不能研制出人造水晶玻璃呢?

  300多年以前,英国人就开始了种种尝试,他们先后在玻璃中加入铅,消除了黑色,又用碳酸钾代替苏打,消除了因含铅造成的淡黄色,终于制成了一种酷似水晶的玻璃。不过,这种玻璃还是不能用来制造镜头——质地还是不够均匀,尤其是其中含有挥之不去的气泡。

  还有没有办法加以改进呢?

  质地不均匀的毛病不久就解决了,只需增加熔炼的时间;砂粒、石子也不难消除,只要选料精细、熔炼仔细便可。但顽固的气泡却怎么也没办法去除,以致当时的玻璃专家们认为。这就像出过天花的人脸上一定会留下麻子一样,中不可避免的。

  不过,法国有一个叫纪南的钟表匠,却熔炼出了没有气泡和石子的镜头玻璃。他是怎样熔炼的呢?开始的时候,无人知晓这一秘密,就连他自己的儿子,他也三缄其口。

  纪南临终之时,他才将儿子们召到床前,将熔炼镜头玻璃的秘密口授给了他们。他的儿子们继承父业,个个严守秘密,绝不流传给外人。

  直到19世纪末,德国出现了一个天才的光学家,他叫阿贝尔,是一个纺织工人的儿子。阿贝尔经过长期研究,终于揭开了纪南的秘密,发明了优质光学玻璃的熔炼方法。阿贝尔的发明很快就被德国的蔡司一绍特公司高价收买了去。这家公司的保密工作做得比纪南的子孙还要好。

  第一次世界大战期间,俄国以法国、英国同盟者的身份,在接受了极为苛刻的条件以后,才以极高的代价买到了制造光学玻璃的这一秘密。这一保守了几百年的秘密,说来十分简单——搅拌!只需在熔炼玻璃时加以搅拌即可。

  此后,到了前苏联时期,彻底打破了法国人和德国人对制造光学玻璃的垄断,公开了这一秘密,使全世界玻璃制造行业都受了益。

  耐火玻璃

  自从人类有了玻璃这种材料,用它制作的各种物品如雨后春笋般日见增多。玻璃制品美观、轻盈、光滑,深受人们喜爱。但是,它也存在着不足之处,除了容易碰碎以外,一个最大的弱点便是怕热。普通玻璃杯如果放到火上烘烤,不一会儿就会爆裂;在冬天,甚至倒入一杯沸水,有时也会发生爆裂呢!

  但是,人们却十分希望能有不会发生爆裂的玻璃新品种出现,尤其是与实验打交道的化学家,如果能一边加热,一边通过透明的容器观察化学反应过程,这该多好啊!

  为了得到不怕热的玻璃,化学家们开始探索起玻璃怕热的原因。原因很快找到了,原来,玻璃和其他物质一样,都具有热胀冷缩的性质,而且普通玻璃受热膨胀得还挺厉害呢!

  一般来说,膨胀并不会使物体发生破裂,因为有的物质传热快,短时间内各处都可同步膨胀,这便可避免破裂;有的物质传热虽然不快,却富有弹性,容易伸缩,因此也不会发生破裂。可悲的是,玻璃这种物质既传热不快,又缺少弹性,在受热时,接触高温的一边首先膨胀,另一边还依然如故,这岂有不破裂之理?

  那么,玻璃受热膨胀的主要原因是什么?如果找到这一原因,设法加以克服,不就可以避免破裂了吗?化学家和玻璃制造专家们又开始了新的探索。结果,他们发现,玻璃受热发生剧烈膨胀的原因在于其中使用了苏打原料。制造“耐火玻璃”的关键便是要找到一种代替苏打的原料。

  功夫不负有心人。玻璃专家们在试验了上百种物质、做了无数次实验以后,终于找到了一种较理想的物质——硼酸。试验表明,硼酸的膨胀度只有苏打的1%。

  不久,一种硼酸多、苏打少的新型玻璃便诞生了。它的膨胀度为普通玻璃 1/8,赢得了“耐火玻璃”的美誉。人们用它制成化学实验用的烧杯、烧瓶,制成普通的白炽灯泡,制成需要加热的食品器皿……

  今天,石英玻璃成了一种更新的耐火玻璃,它的膨胀更小,更能经受热的考验,相信以后还会出现更好的耐火玻璃呢!

  水玻璃

  《最后的晚餐》是意大利文艺复兴时期大艺术家达·芬奇的优秀作品,被绘在米兰教堂的一堵墙上。

  可是,没过几年,这幅画上的颜料开始剥落,尤其是画的中下部,由于潮气侵袭,损坏得更快。据说,法国皇帝佛兰西斯克一世为了抢救这件珍宝,曾下令将这堵墙完整地运到法国巴黎,妥善地保存它,然而,这在当时是不可能的。

  有没有可能发明一种东西能一劳永逸地保护这类艺术作品呢?许多人都在摸索着、试验着,法国明兴大学的福克斯教授便是其中之一。

  1818年,福克斯教授在他的实验室里熔炼成了一种新玻璃,其原料采用的是沙粒和苏打,不含石灰石的成份。这种玻璃看上去和普通玻璃没什么区别,同样的坚硬、明亮和透明;不过,如果把它浸到热水中,过不多久,它就熔解了,成了一种灰色的粘滞液体。根据这一性质,福克斯给它取了个名字,叫作“水玻璃”。

  水玻璃具有十分奇特的性质,如果用它来调白垩粉,就会凝固起来变成坚硬的白垩石;如果将它涂到树皮上,树皮立刻就会包上一层薄而坚硬的玻璃膜,就像芽了一件玻璃外衣。

  于是,福克斯很有把握地向壁画家们建议,在画画之前,先用水玻璃溶液刷一次墙,然后在墙粉中也掺一些水玻璃,待墙粉干了以后再描图绘画;最后,当壁画完成后,在其表面再涂一层水玻璃溶液,这样处理的壁画就可以大大延长保存的时间了。

  同时,福克斯又用水玻璃抢救濒临毁坏的壁画,他将水玻璃溶液涂在壁画的表面,也取得了很好的效果。

  以后,人们发现水玻璃还具有其他意想不到的功能呢!

  例如,将鸡蛋在稀薄的水玻璃溶液中浸一下,蛋壳外就“穿”上了一件密不透风的“外套”,这种鸡蛋不用冷藏也可保鲜一年,而且风味丝毫不变;大炮、坦克、军舰表面涂上油漆是为了防止生锈,但油漆容易燃烧,如果在油漆中掺入水玻璃,那么普通的油漆也就具有耐火性了;50多年前,前苏联莫斯科正在修建地铁,有一次,当地铁通过共产国际大厦底下时,疏松的地层使大厦发生了倾斜,在这关键时刻,科研人员建议将水玻璃溶液通过管子注下地下,使原先松散的沙土凝结成一个整体,终于使大厦化险为夷。

  红外玻璃和紫外玻璃

  太阳光中除了可见光之外,还有一系列肉眼看不见的光线,“红外线”和“紫外线”便是主要的两种。

  1800年,英国天文学家威廉·赫歇尔做了一个非常简单的实验,却获得了十分有意义的发现。这个演奏风琴出身的科学家,重复牛顿分解日光实验以后,在光谱的不同颜色区域各放一支温度计,检测其温度有什么不同。他发现光谱红色区的温度计水银柱升得高一些,但是,当他把一根温度计放在光谱红色区域之外时,一个奇怪的现象出现了:这个没有光照射的温度计水银粒竟然升高了,而且超过了红色光区域的温度。可以肯定,那里一定存在不可见的辐射,人们后来称之为“红外线”。

  红外线的发现,自然引起了人们这样的疑问:紫外区是否也有看不见的辐射呢?但是温度计放在那里,一点变化也没有。原来,紫外线不能穿透玻璃棱境,而且太阳发射的紫外线比红外线多得多,大部分紫外线被大气层吸收掉了。不过,紫外线还是很快被人觉察到了。1801年,德国物理学家里特发现,硝酸银放在光谱的蓝色光和紫色光区域曝光以后会分解出黑色的金属银,如果把硝酸银放在紫外区域,它分解得更快,从而证实了紫外线的存在。

  红外线、紫外线看不见、摸不着,如何对它们进行控制呢?化学家们不约而同地想到了玻璃,能不能发明出特别的玻璃仅让这些辐射通过,或者不让这些辐射通过呢?

  经过一段时间的试验,他们首先发明了阻止红外线、通行可见光的一种蓝绿色玻璃,有人称它为“南方玻璃”或“热带玻璃”,当然正规的名称为

  “红外玻璃”,用这种玻璃制造灯泡,能大大减少红外线的辐射。

  接着,化学家们又发明了一种阻止可见光、通过红外线的玻璃,这种玻璃含有锰,黑不溜秋的,看上去完全不透明。人们用锰玻璃制成特殊探照灯的滤光镜,即使里面点着大灯泡,外面也看不见丝毫光线,感到的只是阵阵热气。侦察员们正是借助这红外线来观察外部情况的。

  红外线如此,紫外线也不例外!

  化学家们发现,普通的窗玻璃本身就具有阻挡紫外线的功能,究竟是玻璃中的什么物质在起作用呢?经过层层分析,剔除了制造玻璃的原料沙子、苏打和石灰石,抓到的则是玻璃中含量微不足道的铁质。如何去除这些铁质,使普通玻璃也能透过紫外线呢?化学家们想到了铁的克星——硼酸,只要在玻璃中加入少量硼酸,紫外线就可以通过玻璃了。于是,“紫外玻璃”诞生了。

  那么,如果想发明一种完全不会透过紫外线的玻璃,只要在玻璃中多加些铁质就行了吗?不行!因为铁质一多,玻璃的颜色就会变成红色,这样又会阻挡可见光的通过。经过无数次的试验,化学家们终于找到了一种稀土金属的混合物、将这种混合物掺入玻璃,就可制造出完全阻挡紫外线的无色玻璃了。由于这种玻璃最适合用于博物馆、美术馆、档案馆和图书馆,可防止其中的文件资料因紫外线照射而发黄变色,因此人们称这种玻璃为“文件玻璃”。

  变色玻璃

  说起变色玻璃,人们自然而然地会想到变色眼镜。这种神奇的眼镜会像魔术师那样随外界光线的强弱而变化:光线暗的地方,变色眼镜就变亮,使人能看清东西;光线亮的地方,它又会变成深色,自动保护眼睛不受强光的刺激。

  这种变色玻璃的发明,是玻璃化学家从摄影化学家那里获得的启示。摄影师一按快门,就能在胶卷上留下美丽的一瞬。它靠的是什么呢?原来是可见光分解的银盐。银盐本来并不挡光,是光使它分解成为不透明的银原子,从而构成底片上的人物风景的。能不能将这一原理用于玻璃上呢?于是玻璃化学家们就试着让氯化银、溴化银、碘化银这些对光十分敏感的试剂加到熔融的玻璃液中,还加入了微量的氧化铜,这样,自动调光的“变色玻璃”就诞生了。

  由于接入玻璃中的银盐和氧化铜数量很少,而且颗粒也十分微小,平时光线可以自由穿过,与普通玻璃相差无几;处于强光照射下,银盐在光的催化下分解成银和卤素,分解的程度和光线的强弱有关,光愈强分解愈多,分解后的银聚集在玻璃上,它就变成深颜色;光线较弱时,卤素和银在氧化铜的催化下,又化合成卤化银,使玻璃变得明亮。

  最近,美国洛杉矶加利福尼亚大学的研究人员研制出了一种新的变色玻璃。它一遇到某种化学物质就会改变颜色,根据这一特点,可用它作为环境监测以及医疗诊断的显示器。发明这种玻璃的科研人员首先将玻璃制成溶液,然后添加经过精选的、遇到某种化学物质就变色的酶或蛋白质。随着玻璃溶液的固化,在大蛋白质周围可产生一根像实心面条状的玻璃束。在成品玻璃上,有很多毛孔,足以使氧气、一氧化碳之类气体的微小分子进入玻璃,从而使它变色。

  而日本尼康公司新近开发的一种新颖电子太阳眼镜,其镜片采用的是电感色材料,并安装有微型电池和触摸式开关。当开关打开后,由于镜片玻璃中的电荷发生变化,就可改变它的颜色。这种镜片玻璃最大的优点是其颜色的转变时间仅需4秒。在明亮的阳光下能自动变暗;汽车驾驶员戴上它进入或离开隧道时能逐渐变色;滑雪运动员从室内直接进入滑道时也是如此。

  变色玻璃正从光学变色向化学变色和电子变色方向发展呢!

  防弹玻璃

  本世纪初的一天,法国化学家别涅秋克来到实验室做试验。像往常一样,他开始打扫实验室,用掸子轻轻掸去各种仪器上的灰尘。这时,只听“”的一声,无意中将一个长颈玻璃烧瓶碰掉到地板上。他责备自己太粗心,将用了很久的玻璃仪器损坏、太可惜了。然而,当他往地上一看却愣住了:烧瓶并没有碰碎,在瓶上布满了横七竖八、互相交错的裂纹,但没有一块碎片掉下来。

  “真是个奇迹!”别涅秋克感到很奇怪。他拿起烧瓶沉思起来,想探究这到底是怎么回事儿。忽然,他想起来了,这只烧瓶曾经装过硝酸纤维素溶液,溶液挥发后留下一层薄膜,像橡皮一样紧贴在瓶壁上。但它和烧瓶碰而不碎有什么关系,别涅秋克一时还来不及研究,就顺手写了个标签,注明情况,贴在烧瓶上,然后把烧瓶放回原处,准备空暇时再仔细探讨。

  几年时间很快过去了。一天,别涅秋克在报纸上看到一条消息:一辆急驰的小汽车在大雾茫茫之中撞在电线杆上,然后翻进了深沟里。车上的乘客一个被撞死,另外两个被车窗玻璃碎片划成重伤。看到此处,别涅秋克就想到,如果车窗玻璃碰而不碎那该有多好!忽然,他又想起,好像在什么地方见到过不碎的玻璃?

  于是,他急忙在实验室里寻找起来。翻遍了室内各个角落,终于在一排试管架上找到了那个贴着标签的长颈玻璃烧瓶。他如获至宝,对烧瓶仔细观察,并开始专心致志地研究和试制不破碎的防弹玻璃。这种玻璃是在数片玻璃中间夹入透明的塑料膜片,然后经加热、加压和粘合而成。当它受到剧烈撞击时,由于有透明塑料膜片的粘接,玻璃被撞裂破碎后,碎片不会飞散,从而能保证人身安全。

  别涅秋克发明的防弹玻璃,很快被使用在高级轿车的前后风窗上,以及飞机和宇宙飞船的舷窗上。近年来,防弹玻璃的性能得到进一步提高,成为名副其实的抗子弹射击的“防弹玻璃”。例如,原联邦德国制成的一种25毫米厚的防弹玻璃,能挡回近距离射出的手枪子弹和机枪子弹,真似铜墙铁壁一般。另外,它还可以做得更厚,增加其抗弹的能力。英国制造的防弹玻璃厚达609毫米,不仅坚固结实,而且十分透明,人们还可以透过它阅读书、报呢!

  微晶玻璃

  玻璃家族中有个与众不同的成员,名叫微晶玻璃。它具有与普通玻璃不同的结构,生就一种特殊的性格。它硬度高,抗弯强度是普通玻璃的7~12倍。它耐高温性能好,软化温度高达1000℃,即使达到900℃高温,突然投入水中也不会炸裂。它的膨胀系数可以调节,甚至可使其膨胀系数为零。它不但电性能优异,还可以用来制作雕刻艺术品,在它身上打出成千上万个微孔也不是一件难事。所以,微晶玻璃在生产中有许多独特的应用。

  那么,微晶玻璃是怎样发明的呢?

  50年代初,在世界上享有盛誉的美国康宁玻璃公司为了开发新型玻璃,抽调一批精干的科研人员,组成了研究发展中心。化学家斯托凯受命在该中心负责研制含微量银的感光玻璃。所谓感光玻璃,就是一种能感光显色的新型玻璃。这种玻璃经紫外线照射感光后,再经热处理,就能显示出美丽的影象,不但色泽鲜艳,而且永不褪色。

  一天,斯托凯正在实验室做热处理试验。按工艺规程要求,热处理时加热温度为玻璃软化温度以下 50~100C,保温时间为1~2小时。斯托凯把一块玻璃放入自动控制温度的电炉中,将温度控制仪上的加热温度调整为600C。这种温度控制仪的工作原理是:一旦炉温超过设定的温度,比方说600C,它会自动切断电源,停止加热;而当温度下降到低于600C时,又自动接通电源。这样一会儿断电一会儿通电,就把炉温保持在600C左右。

  现在,斯托凯一切准备就绪,他关上炉门,接通电源,电炉开始升温。突然,传来一阵急促的电话铃声,原来是通知他立即去开会。按照实验室规定,电炉在加热时工作人员不能离开岗位,但斯托凯想,反正有温度控制仪,就明知故犯地离开实验室去开会了。当他重返实验室时,不禁大吃一惊,控制仪失灵,炉内温度早已升到900C,真是糟糕透顶。不仅实验失败,而且熔融玻璃会粘住炉膛,损坏电阻丝,后果十分严重。

  斯托凯非常懊恼,赶紧打开炉门,意外的事情发生了:玻璃没有熔融,还是直挺挺地躺在炉内,但已面目全非,样子有点像不透明的瓷砖,用钳子夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的,敲起来还会发出像金属那样的声音。

  这块玻璃究竟发生了什么变化?经过仔细的研究和反复试验,斯托凯在显微镜下观察到:这块玻璃中析出了大量的微小晶体,这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。

  顾名思义,微晶玻璃是由微小晶体组成的玻璃。由于这种玻璃具有与陶瓷相似的结构,所以又称为“玻璃陶瓷”。

  我们知道,玻璃属于非晶态的固态物质。在玻璃制造过程中,由于冷却太快,内部分子来不及排列成整齐的队伍就凝固了,所以基本上还是液态时的结构,显得杂乱无章。只不过玻璃中的分子运动起来不能像在液态中那样自由自在,只能在原地“踏步”,因此形象地说,玻璃是“被冻结的液体”。

  但是,玻璃的这种结构是不稳定的,在一定条件下,玻璃还是要让分子按照一定规则排列起来,析出晶体。这正像水总是从高处流向低处,结晶是玻璃的自然趋势。

  什么条件下玻璃才能析出晶体呢?空气中的水汽要以尘埃作为凝聚的核心,才能形成水滴。同样,玻璃结晶也要有适当的核心,除了玻璃的自身成分可以作为结晶核心外,金、银、铜等金属元素和氧化钛、氧化锆等氧化物也可作为结晶核心。当然,要使玻璃析出晶体,还要在成分、温度、能量等方面满足一定的条件,一般在900~1100℃温度范围内比较容易析出晶体。

  制造微晶玻璃,就是要创造玻璃结晶的条件。首先要确定微晶玻璃的化学成分,并事先加入微量的金属元素或氧化物作为结晶核心。然后在玻璃熔炼、成型后,用紫外线照射,再进行热处理,给予一定的能量条件,使结晶核心像种子发芽一样,生长出许多微小的晶体,其直径通常不超过2微米,只有头发丝粗细的几十分之一。这种要经过紫外线照射才能制成的微晶玻璃,称为“光敏微晶玻璃”。不用紫外线照射,只通过热处理也可以制成微晶玻璃,这种微晶玻璃称为“热敏微晶玻璃”。目前已有1000多种不同成分的微晶玻璃,具有各种不同的性能,但万变不离其宗,微晶玻璃的性能都同微小晶体的存在有关。

  在玻璃中加入微量的感光性贵金属银作为结晶核心,可制成透明的光敏微晶玻璃。在这种玻璃上面覆盖一张照相底片,放到紫外线下照射一定的时间,使玻璃中照到紫外线的地方形成银原子的潜象,成为以后析出微小晶体的核心。再经热处理,玻璃中照到紫外线的地方便析出微小晶体,玻璃上出现乳白色的图象;而未照到紫外线的那部分玻璃没有结晶,仍然是透明的。这种玻璃的结晶部分和未结晶部分在性能上有很大的差别,在氢氟酸中的溶解能力大不一样,前者比后者要大20多倍。将这块玻璃浸入氢氟酸,由于结晶部分容易被氢氟酸腐蚀掉,而未结晶部分岿然不动,玻璃上便形成了与底片上一样的精美雕刻图案,其水平绝不亚于专门从事雕刻的能工巧匠。

  利用这种化学蚀刻技术,可以对玻璃进行刻花和精密加工。例如,在指甲那么大的玻璃上可打出上万个小网眼,网眼的直径小到连头发丝都穿不过。此外,还能打出各种形状的孔眼,如方孔眼、三角孔眼等。

  由于光敏微晶玻璃具有良好的电学性能和化学加工性能,故常用来制造印刷线路的基片和镂板,为电子工业的固体电路微型化作出贡献。光敏微晶玻璃还能用来制造射流元件,为实现气动控制自动化立下汗马功劳。用光敏微晶玻璃制成的高级装饰品和艺术珍品,更受到人们的欢迎。

  天文学家常用反射式望远镜观察天体,这种望远镜中有一面巨大的凹镜,用于聚集来自遥远星体的微弱光线。凹镜愈大,能够集中的光线愈多,看到宇宙的范围愈大,成象愈明亮清晰。自从1668年牛顿发明反射式望远镜以来,凹镜的直径做得愈来愈大。在本世纪40年代后期,世界上第一台大型反射式望远镜建成,它的凹镜直径为5米,净重13吨,连同其他部件,望远镜总重达530吨,安装在美国帕洛玛山天文台。这台望远镜能接收到几十亿光年远处发出的极微弱的光线,比人眼灵敏100万倍。

  但这台反射式望远镜有一个缺点。其凹镜采用的是普通光学玻璃,这种玻璃膨胀系数较大,因此凹镜的准确形状和尺寸精度会受气温的影响而发生变化,从而会改变光的路线,使成象的清晰度降低。

  微晶玻璃的澎胀系数很小,这是因为微晶玻璃在热处理过程中会析出具有“热缩冷胀”性质的微晶颗粒,和一般玻璃材料的“热胀冷缩”的特性正好相反。因此通过调节可以使这两种特性相互抵消,制成膨胀系数为零的微晶玻璃。用这种微晶玻璃制成的凹镜,其精确度不会受到温度影响。于是,微晶玻璃又有了一个用武之地,它是制作大型反射式望远镜凹镜的理想材料。

  我国在1978年用超低膨胀系数微晶玻璃制成了凹镜直径为2. 2米的反射式望远镜,安装在北京天文台,使我国进入了为数不多的能制造这类大型微晶玻璃凹镜的国家的行列。

  这种超低膨胀系数的微晶玻璃还广泛用于厨房用具、热工仪表、医学和建筑材料等方面,如果制成餐具或烧锅,急冷急热都不用担心炸裂。它强度、硬度高,耐磨性好,常用来做钟表和精密仪器中的轴承,作为贵重的红宝石的代用品。

  我们知道,导弹是一种命中率极高、杀伤力很大的现代化武器。为什么导弹的命中率会那么高呢?原来,导弹的头部装有一个由敏感系统、测量系统、控制系统、执行机构等电子装置组成的制导系统,它可以精确地控制和修正导弹的飞行方向。但导弹在大气中飞行,其头部因与空气摩擦而产生相当高的温度,因此在导弹的头部有一个流线型防护罩,用以保护装在其内的制导系统。防护罩要满足很高的要求,它既要能计微波信号透过,又要抗高温,以保证其内部的电子装置在导弹高速飞行时能正常工作。

  微晶玻璃具有良好的成型性,容易加工成尺寸精确、材质均匀的零件。它比重小,抗弯强度高,在短时间内可经受120℃的高温考验。用它来制作防护罩,在导弹高速飞行时能辐射大量的热,从而降低工作温度。因此,微晶玻璃是一位名副其实的导弹头部的“保护神”。
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加:2021-07-03 01:23:31  更:2021-07-03 04:00:09 
 
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