玻璃是一种近代工业合成产品,他在生活中十分常见,窗户,转门、手机屏幕等均由玻璃制成。相信大家都有打碎玻璃的经历,在普通玻璃上的某一点稍一用力,脆弱的玻璃制品就会变成多个碎片。
不过,世界上存在一种特殊的玻璃制品,它的头部无坚不摧,子弹都不能打坏他的头部;但它的尾部又十分脆弱,用手轻轻一捏就会“自爆”,它就是鲁伯特之泪,一个形状类似蝌蚪的普通玻璃制品。
十七世纪,德国的鲁伯特亲王曾送给英国国王查理二世五颗蝌蚪状的玻璃泪滴,这些玻璃物品有着奇妙的特性:泪滴头部可以经受重锤的敲砸,而泪滴的尾部在稍微受力后便会整体碎成粉末。由于玻璃的形状酷似泪滴,又是鲁伯特亲王贡献的,所以它被人们称为鲁伯特之泪。
为什么鲁伯特之泪的头部可以坚硬到连子弹都打不坏呢?这就要从其制作过程说起。想要制作“鲁伯特之泪”,我们需要将玻璃加热成液体,再将融化的玻璃自然滴入水中,等到其降温定型,一颗鲁伯特之泪便制作完成。
融化的玻璃在滴入水中时,最外面的一层会首先冷却凝固,但内部还处于液体状态,随着时间的推移,内部玻璃慢慢冷却凝结,体积不断缩小。这时内部的液态玻璃会拉着固态玻璃外壳向内收缩,让玻璃外壳受到巨大的压应力。这个压力可以达到700兆帕,几乎是大气压的7000倍。这些压应力分布在水滴的头部,才给鲁伯特之泪穿上了一层坚硬的外壳,让他的头部坚硬无比。
鲁伯特之泪的尾部十分脆弱,只要受到一点力,整个水滴便会碎掉。造成这种情况的原因是鲁伯特头部质量大,冷却速度慢;尾部质量小,呈现拉丝状,入水后冷却速度快。二者的冷却速度差使得这个玻璃内部受力不均,出现一段坚硬,另一端脆弱的情况。
很难想象,鲁伯特之泪这种普通的玻璃制品,他的头部竟然比钻石还要坚硬,尾部却脆弱不堪。外表独特,内部更独特的鲁伯特之泪,不仅在外观上赏心悦目,在内部构造上更让人叹为观止。
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