神奇!用玻璃製成的“魯伯特之淚”,為何能如此堅硬?
導言:
堅如磐石
這個生動的成語告訴人們,磐石是非常堅硬的。
如果說到如今你能想到的
最堅硬的物體
,你想到哪個物體?
相信
在絕大部分人眼中最堅硬的
物體,應該是岩石、鋼鐵或者是
某種合金
,
以及金剛石或者
鑽石等等。
我們不能
否認,
這些
東西
的確夠堅硬。從建築
在現代社會中表現出
蓬勃
發展
開始,
人們就在尋找一些適合蓋樓的
樹木。
因為對於
原始人這種材料
算是
比較堅硬的
,後來的時候金屬冶煉
逐漸變得普及,
越來越多的金屬成功取代了之前
遠古的石頭
和木頭。
如今
,先進的科學技術
甚至可以實現不同的
材料合成,
因此,誕生了無數適合
工業生產的
合金
,
而硬度最大的
的金剛石
同樣被越來越多的人意識到。
要
斷定某個
物體
到底是否堅硬
,
大多數人可能會首先想到
密度上。
通常情況下
,
不管是什麼
物質,常溫處於
怎樣的
狀態
。
如果外界的
力
發生了
改變
,那麼就有可能引起
密度同等程度改變,
因此說
不同物質在研究的
時候
要注意
條件
。
然而,如今我們生活的
宇宙
裡面,
強大的壓力
可能會引起自然界中不同區域的
物質
密度
相差
非常大
。
在
如今,廣義的
物理學裡面也曾
經提到
,質量其實是
非常
具有標誌性
的
屬性,物體的質量在測定的
時候需要註明
引力場
。
對於絕大多數的
物體
,
質量
其實,在一定程度上
表徵了
硬度
,
雖然這種說法確實具
有絕對性
,但是我們也需要注意相應的
計算標準。
而且
本質上的
衡量標準
也
具有非常大的
不同,硬度
本身衡量的是
硬物壓入引起的形狀改
變大小
,從而
來衡量常見
物體
到底
夠不夠堅硬
。
而人類居住的地球上面,
已經
存在很多人工生產的
物質有非常
驚人
的硬度,
像是最近熱門的
六方金剛石
。
以及工業生產所應用的
氮化碳,
金屬元素合成的
合金鋼以及合成鉻等等。最讓人
認可的硬度最大的
其實
是金剛石
。
金剛石
這種物質屬於單質
碳元素,穩定的
原子
晶體結構賦予
了這種物質
非常
強大的硬度
,而人類最近研發的六方金剛石
甚至可以比起自然界生成的還要
硬。
金剛石不光有
觀賞用途
,還可以作為
工業材料,而金剛石的
美貌確實讓這種珠寶價值連城。
除了
這些單質
之外
,
硬度比較大的物質
還有金屬,
就有很多年曆史的
鋼鐵合金就
比較典型。
硬質合金
當中
比較典型的
是
鎢鋼
。這些鋼鐵本身屬於
金屬碳化物,
因此說是混合物。
鋼材
大多數都有非常可觀的
硬度。
鎢鋼
各種物理效能也是十分優越的
,哪怕是面對
一萬
攝氏度的高溫環境
裡面。
還是可以保持
很高的強度
,這些特性使得鎢鋼具有非常
重要的用途
,市面上的
大多數
金屬切割器
都是這種材料製作而成的。
而
在大家印象中,十分
容易破裂
的玻璃
,如果以
特別的生產工藝來生產
,也
可以具有
堅硬
的特點
。
比如今天我們說的
魯伯特之淚
,
只要把提前做好的
液態玻璃放到溫度低的水裡冷卻,所
得到的就是看起來
像彗星
一樣
好看的玻璃
。
其實大家也能透過過程明白,這種玻璃
具有高硬度
的原因就是,
迅速冷卻的過程裡
面內外
凝固
的速度不同
,
這時候,內部會
產生很大的力
。
結束語:
因此,這種
玻璃
就
具有很強的
抗壓力,
這時候
纖細的尾部
末端就具有很大的抗壓抗拉
能力
,
魯伯特之淚
因此便有
了
如此強的效能。