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    [分享]微晶玻璃 [复制链接]

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    离线槐花村人
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2006-02-07
      玻璃家族中有一个与众不同的成员,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。 (SyD)G\rj  
    那么,微晶玻璃是怎样发明的呢?  KV_/fa~Ry  
    “过失”导致的发现  [<#j K}g  
    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。 .yj@hpJM  
    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50~100℃,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600℃。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600℃,它会自动切断电源,停止加热;而当温度下降到低于600℃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600℃左右。 |fgUW.  
    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900℃,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。 >9{?&#]x  
    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,敲打起来还会发出像金属那样的声音。 f kZHy|m  
    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。  F@u7Oel@m  
    微小的晶体  4aS}b3=n  
    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”。 $X#y9<bW  
    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”。 *]]Zpa6  
    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。 xsH1)  
    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。 Z_q+Ac{p  
    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。 
     
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    离线wang12344032
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    光券
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    只看该作者 1楼 发表于: 2010-01-13
    谢谢提供!正好是我想要了解的。
    离线sunlingdwy
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    只看该作者 2楼 发表于: 2010-01-14
    学学!!!
    离线zesion
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    只看该作者 3楼 发表于: 2010-02-11
    好故事!