正文 奇跡的締造者——玻璃(1 / 2)

玻璃是生活中的常見物品,它外表晶瑩光滑,在人們的眼中它也是晶體家族的一員,其實玻璃並非晶體。那玻璃的真實身份是什麼呢?

玻璃是一種較為透明的固體物質,在熔融時形成連續的網絡結構,冷卻過程中黏度逐漸增大並硬化成不結晶的矽酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學氧化物的組成(Na_2O·CaO·6SiO_2),主要成分是二氧化矽,廣泛應用於建築物,用來隔風透光。

中國古代亦稱琉璃,是一種透明、強度及硬度頗高,不透氣的物料。玻璃在日常環境中呈化學惰性,亦不會與生物起作用,故此用途非常廣泛。玻璃一般不溶於酸(例外:氫氟酸與玻璃反應生成SiF_4,從而導致玻璃的腐蝕);但溶於強堿,例如氫氧化銫。在生活中,由於玻璃晶瑩、形態規則,在生活中經常被誤會為是晶體家庭的成員。玻璃是一種非晶形過冷液體。熔融的玻璃迅速冷卻,各分子因為沒有足夠時間形成晶體而形成玻璃。

“玻璃——奇跡的締造者”,國外有一位學者這樣評價道。這種評價是否過分呢?讓我們來看一看玻璃的“發展史”和它在今天的用途吧。

今天世界上的玻璃製品種類繁多,有如繁花異卉,爭奇鬥豔,從實驗室的試管、燒杯、燒瓶,到化工廠的管道、塔柱設備;從體溫計、注射器,到X射線管、熒光屏、紅外燈、紫外燈;從揭開星空之謎的天文望遠鏡,到識破微生物行蹤的顯微鏡;從耐熱玻璃到防彈、防輻射玻璃;從玻璃纖維到光導纖維。還有許許多多特種玻璃:電光玻璃、聲光玻璃、變色玻璃、微孔玻璃等等,可以說,離開了玻璃,現代科學技術的發展是難以設想的。

步入工業化時代,人們十分重視居住地和辦公樓的隔音、絕熱、避震、耐火及防盜。現代化高樓大廈的正麵均安裝著巨大的反光玻璃。這種玻璃雖然很薄,但由於材料純淨且具有經過精確計算的內預應力,故能經受住特大風壓、厚重積雪及其他外力,其表麵上的防風雨塗層則能防止熱輻射。多層充氣玻璃可降低熱傳導。如德國製造的一種3層絕緣玻璃,其隔熱性能不遜於40多厘米厚的磚牆。多層充氣玻璃可將機場噪聲降低到偏僻住所夜間的安靜程度。由不同厚度層與層之間充以堅硬塑料薄膜的特種玻璃及其他安全玻璃,既經得起重錘猛敲,亦不怕手槍射擊。塗有透明軟稠物質的3層玻璃具有防火性質:火焰噴在其上,軟稠物質便泛起泡沫,使這種玻璃成為不易燃燒的材料,特別適於用來製作爐灶觀察窗的玻璃,在-200℃~700℃之間根本不發生變化。

通過實驗證明,在硼矽玻璃大容器裏發酵葡萄酒遠優於使用傳統木桶釀製的葡萄酒,因為玻璃容器內發酵後的葡萄酒不再氧化,故味道更為醇香可口。

內科醫生通過光導纖維可觀察病人胃部。外科大夫則多采用玻璃陶瓷製品取代因事故或疾病而損壞的骨頭、關節、牙齒或中耳聽骨等。這種材料不但不影響活的人體組織,而且還能與這些組織長在一起。

隨著科學技術的發展,各種新型玻璃將不斷出現,它將滲透到一切領域中去,幫助我們攻克前進道路上的一個個障礙,攀登科學的峰巔。如果說玻璃是“奇跡的締造者”,那麼,我們人類則是這個“奇跡的締造者”的締造者。

玻璃是一種透明的無定形體,質硬但“碰”不得,一碰即碎。不過,玻璃家族是一個龐大的集體,這裏就給大家介紹一種與玻璃有著緊密親緣關係的新材料——玻璃纖維和玻璃鋼。

有這樣一家紡織廠,它的原料既不是棉花、羊毛,也不是蠶絲與化纖。織出的布,像綢緞一樣柔軟光亮,不怕蟲咬,也不怕酸堿的腐蝕,即使放在火中也燒不起來……它是用什麼東西做的?是石頭,更確切地說,是石灰石、純堿與沙子。那些不就是製玻璃的原料嗎?是的。這家紡織廠紡出的正是玻璃纖維,織的正是玻璃布。

玻璃纖維和玻璃布是怎樣紡織的呢?讓我們到這家紡織廠去參觀一下。

這家紡織廠的原料場上堆滿了石灰石、沙子和純堿。石灰石的主要成分是碳酸鈣。沙子是比較純的二氧化矽,而純堿來自化工廠,叫碳酸鈉,它在我國西北鹽湖中也有出產。

經過精選的原料各自用破碎機碾成細粉。潔白的細粉通過傳送帶彙集到一起,按一定比例混合後送入一個30多米長的窯。窯的兩旁有好幾對爐子,向窯中噴出熾熱的煤氣火舌。

玻璃液可以吹製玻璃瓶,拉伸平板玻璃。我們隻去看看用玻璃液紡玻璃纖維的車間。

玻璃纖維車間內明亮寧靜,沒有紡織廠紗錠旋轉的喧鬧聲。車間內並排放著一係列小巧的白金坩堝,坩堝裏放著熔化的玻璃液。在白金坩堝底上有上千個比針眼還小的孔。玻璃液順著孔流下就變成比蜘蛛絲還要細得多的玻璃絲,並纏繞在一個轉鼓上。轉鼓在馬達的帶動下,飛快地旋轉。用這樣的玻璃絲製成了防火衣。這套衣服還包括帽子、麵罩及靴子,好像潛水衣似的。衣服表麵噴鍍上一層鋁,所以銀光閃閃。穿上這種衣服,可以在幾百攝氏度的高溫下工作,它比石棉衣服更輕巧。由於玻璃布耐熱、輕巧,連宇宙航行員的服裝也是用塗有聚四氟乙烯的玻璃布製成的。