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其實,本質上來說,鋼化玻璃和普通玻璃的材質是類似的,沒有特殊之處。讓鋼化玻璃產生強化效應的是它獨特的製作工藝。
其實,本質上來說,超導體和普通導體的材質是類似的,沒有特殊之處。讓超導產生強化效應的是它獨特的製作工藝。
正常的平板玻璃的製作過程是:原料經過高溫熔融,形成均勻無氣泡的玻璃液;當玻璃液冷卻到可以進行機械加工的溫度範圍內時,對其進行壓延,形成平板形態;冷卻下來的玻璃內部應力極大,需要再進行退火,即在一個較低的溫度下再加熱一段時間並緩慢冷卻,以此降低內部應力,穩定內部結構。
失敗的LK-99的製備,緩慢冷卻。
而鋼化玻璃則要在上述工藝最後再補上一個強化的步驟,具體來說就是,在得到確定尺寸的普通玻璃後,將其加熱到650℃到700℃左右的玻璃軟化點附近,然後在玻璃兩側同時用高壓氣流吹氣,使之急速冷卻。此時玻璃表麵將率先降溫收縮,在兩側表層內形成具有很高內部壓應力的結構。之後冷卻的中心部則將隨之具有很高的內部拉應力。最終,玻璃兩側將形成各自約為1/6玻璃厚的壓應力層。
成功的LK-99的製備,急速冷卻。
而鋼化玻璃在製作過程中受過高溫急速冷卻的結果,雙側表麵的壓應力區域能很好地抵消了載荷影響,玻璃弱側的拉應力不會增加到普通玻璃相同的程度,也就沒有那麽容易發生斷裂。一般來說,經過強化處理的玻璃強度可以提高到原來的3到5倍以上。
但是,鋼化玻璃雖然強度高,但是它絕對不是堅不可摧的。鋼化玻璃其實是一種內部存在著很大應力的材料,正常情況下壓應力和拉應力得以平衡,玻璃自然也能維持完好的外在狀態。不過這種平衡一旦被打破,巨大的內應力就將瞬間釋放,從最先發生破壞的薄弱點傳遞到整塊玻璃,使其迅速碎裂。舉個例子,公交車上的車窗玻璃邊上配有一個破窗錘隻要敲擊車窗玻璃上的四個矩形的點就可以徹底讓車窗碎成碴碴。
超導體內有很高的應力,不要損傷後或者研磨後測試(有個視頻真的是研磨後測試的),因為損傷和研磨把超導體破壞了,肯定沒有超導性。
那鋼化玻璃在沒有外力的情況下,
是怎麽會自爆的呢?
最先發生的薄弱點有很多種,比如玻璃安裝、移動過程中的磕碰會讓邊緣乃至表麵的壓應力層受損,形成裂口。如果裂口足夠深,抵達或者接近拉應力層,內部平衡的破壞會讓鋼化玻璃馬上破碎。因此鋼化玻璃的移動和施工過程要非常小心,避免任何瑕疵的發生。因為即便是非常淺的表麵裂口,也會成為未來發生斷裂的薄弱環節。所以這次“小張”家中浴室的鋼化玻璃自爆很有可能在當初安裝的初期就已經埋下了隱患。
超導體的製備過程中,移動和施工過程要非常小心,避免任何瑕疵的發生。因為即便是非常淺的表麵裂口,也會成為未來發生斷裂的薄弱環節。
當然了,還有鋼化玻璃出廠時就留下了隱患,那就是質量問題。比如,在製造過程中內部存在的雜質顆粒等。玻璃最常見的雜質是硫化鎳,它以顆粒物的形式聚集在玻璃內部。一旦受到外力,硫化鎳顆粒周圍的區域常常會率先發生破碎,整塊玻璃也將隨之崩解。
北大的超導體的製備,就是因為Cu2s過多的原因,導致超導體崩解。
最後總結一下,鋼化玻璃雖然強度更高,但耐熱溫度和耐熱衝擊性能並不比普通玻璃更高,遇到急劇變化的溫度衝擊時很可能會崩解。鋼化玻璃的表麵硬度其實比普通玻璃還要低,因此相比而言更不耐磨。鋼化玻璃可能會發生崩解,因為在生產過程中可能會混入雜質。鋼化玻璃相比普通玻璃最大的優勢,在生活中可以體現出來的就是,鋼化玻璃破碎時產生的是一大堆碴碴,普通玻璃卻是大片大片的鋒利破片,這對我們的安全是最大的威脅。
總結,超導體是零電阻,不產生熱量。一般導體有電阻,產生熱。超導體可能會發生崩解,因為在生產過程中可能會混入雜質。超導體相比普通玻璃最大的優勢,就是不產生熱量,消耗能量,散發能量。
類比雖然有些生硬,但是,基本反應了超導體製備,需要迅速冷卻和純化,就是不要摻雜雜質。