第8章 奇妙的化學物質(3)(2 / 3)

透光本領最強的水晶

在陽光下,沙子在向你頑皮地眨著眼睛——沙子裏有不少無色透明的小顆粒,它那光溜溜的表麵像一麵麵小鏡子,強烈地反射著陽光。

那小顆粒叫做石英,化學成分是二氧化矽。沙子裏的石英通常很小,大塊的石英晶體則非常漂亮,呈六方柱狀結晶,被人們稱為“水晶”。純淨的水晶是無色透明的,閃閃發亮。如果夾有雜質,就帶有顏色,如著名的煙晶、紫晶、墨晶等。

天然的大水晶並不多見,最大的天然水晶有一個人那麼高。如四川娥眉山上的一個寺院,就是用兩塊將近2米高的巨大水晶來當廟門的。現在,人們已學會用石英製造“人造水晶”:從沙子裏選出潔淨、無色的石英,加熱到將近2000℃,使石英結成透明如水的單晶體——“人造水晶”。

如果把石英熔融,就得到半透明或不透明的非晶體,通常稱為“石英玻璃”。

你知道嗎,最早的眼鏡片就是用天然水晶做的。現在很多光學儀器的鏡頭,有的是用天然水晶做的,也有的是用人造水晶做的。做一副水晶眼鏡可不容易:水晶十分堅硬,但又不能用硬東西去把它磨成鏡片,否則會在鏡片上留下許多磨痕,像塊磨砂玻璃,戴上去怎能看得清楚呢?眼鏡工廠裏是用水浸潤的金剛砂,從粗到細,慢條斯理地磨呀,磨呀,才磨成所需要的形狀,最後用呢布和氧化鐵紅粉研磨光亮,使鏡片依然晶瑩明淨、毫無瑕疵。

“水晶眼鏡”比普通玻璃眼鏡好,因為水晶的透光本領“冠蓋群雄”。戴了“水晶眼鏡”,看東西比普通眼鏡更為清晰。由於水晶具有耐高溫、熱膨脹係數極小、耐磨、不易擦毛、不易受酸堿腐蝕等性能,所以它又是製造精密儀器的好材料。

削鐵如泥的陶瓷刀

我們日常生活中接觸的陶瓷,大多是一些碗、瓶或工藝品,它們常常和“易碎物品,小心輕放”的概念連在一起。

陶瓷難道可以用來做刀具嗎?能!更令人稱奇的是,用陶瓷刀來切削一些堅硬的鋼鐵零件時,簡直可以形容它為“削鐵如泥”呢!

原來,在陶瓷家屬中,有不少成員具有高硬度、高強度和耐高溫的特性,能製成切削金屬的刀具,而且品種還真不少呢!有氧化鋁陶瓷、熱壓氮化矽陶瓷等多個品種。

氧化鋁陶瓷可以耐受高達2000℃的高溫,而一般金屬到了1500℃早就熔融“癱軟”了,哪裏還有什麼硬度可言。

其次,氧化鋁陶瓷的硬度要超過任何金屬,用它製造的刀具不僅可以切削堅硬的鑄鐵,還可以切削高硬度的高速鋼,而且進刀量大、切削速度也快。在高速切削時,它不需要換刀、磨刀,其工作效率可數倍於一般硬質合金刀具。另外,它的使用壽命也要比硬質合金刀具高出3~6倍。

熱壓氮化矽陶瓷,具有超強的抗彎強度,達到每平方厘米80000~100000牛,而且該強度可一直維持到1200℃的高溫而不會下降;如果在其中再添加些氧化釔和氧化鋁,則該陶瓷在室溫下的抗彎強度可達到每平方厘米150000牛,相當於優質合金鋼的強度。由於熱壓氮化矽陶瓷還具有耐高溫和高硬度的優異特性,所以用它製作的刀具在切削鋼材時,其切削速度、光潔度及自身受磨損程度,都比合金鋼刀具優越得多,難怪它被譽為“切削寶刀”。

陶瓷材料還常用於製造耐磨、耐高溫的軸承、氣輪機的葉片和轉子等等。在許多場合,這些陶瓷材料都起到了金屬材料無法相比的作用。

“塑料之王”——聚四氟乙烯

聚四氟乙烯是塑料世界中的“晚輩”,它隻是在30多年前才開始正式生產,但很快就登上了“塑料王”的寶座。這是為什麼呢?

聚四氟乙烯具有許多其他塑料所不具有優良性質:它在液態空氣中不會變脆,在沸水中不會變軟,從-269.3℃的低溫(離絕對零度隻差4℃)到250℃的高溫,都不會變態。

聚四氟乙烯又非常耐腐蝕,不論是強酸濃堿,還是強氧化劑,都不能動它半根毫毛。它的化學穩定性超過了玻璃、陶瓷、不鏽鋼以至金和鉑,因為玻璃、陶瓷怕堿,不鏽鋼、金、鉑在王水中也會被溶解,然而,聚四氟乙烯在沸騰的王水中煮幾十小時,仍依然如舊。聚四氟乙烯在水中不會被浸濕,也不會膨脹。此外,聚四氟乙烯的介電性能也很好,既不受電磁頻率的影響,也不隨溫度而改變。