钢化玻璃
六公主的新毡包,已经陆续准备好了,材质都已经优化过一轮了。
普通的玻璃窗也变成了钢化玻璃版。
前阵子突厥那边传回信来,说是带去的玻璃窗在到达王庭时,因为卸货时的不小心,摔碎了三扇。那边道歉说软化,姬昭明都不在意,普通玻璃运输时就是易碎的,也不能全怪别人,迁徙路远,这种事在所难免,还是得搞个结实的透明天窗才好。
塑料不怕摔,可是现在没有。只有玻璃和琉璃是人造的透明材质,用天然水晶磨个天窗出来更不现实,所以还是得在玻璃上下功夫。
那就只能是钢化玻璃了。
钢化玻璃这个点子,其实非常好想。姬昭明先去玻璃工坊转悠了一圈,把鲁珀特之泪做了出来。
玻璃在吹制之前,一团物料会被加热到似凝固又能流动的状态,所以对玻璃做造型时要一直旋转物料,就是为了抵抗重力的影响。如果准备一桶冰水,加热好这样一团玻璃原料,让其顶端的液体玻璃滴落进水桶中,就能得到一颗鲁珀特之泪。
鲁珀特之泪的形状像是蝌蚪一般,一个水滴形的大头,后面拖着长长的尾巴,尾巴的具体形状跟滴落时的重力、角度等有关系。如果能在失重状态下操作,理论上是可以做出圆形鲁珀特之泪的。
别看这只是一颗形状不规则的小玻璃球,它却有一样很奇妙的特性,就是水滴状的部分非常坚硬,甚至连子弹都无法打穿它。
然而它还有一个弱点,就是它的尾巴。如果抓住它纤细的小尾巴,只需轻轻一捏,整颗鲁伯特之泪会瞬间爆裂四溅、彻底粉碎。
这个原理叫做“裂纹扩展”,源于其内部不均衡的压力。
当熔化的玻璃滴入冰水中时,玻璃表面会迅速冷却形成外壳,而壳下的玻璃还仍然是液态。等到核部的玻璃也冷却凝结体积变小时,液态的玻璃自然而然地拉着已经是固态的外壳收缩,导致靠近表面的玻璃受到很大的拉应力。
这个力量是非常高的,可以达到700兆帕,几乎是大气压的7000倍。玻璃内部拉扯外层的时候,同样也会受到固态外壳玻璃的拉扯,在两股力的作用下,它们之间逐渐形成了相互对抗,制衡,形成了一个平衡状态。
而玻璃的主要成分是二氧化硅,为了对抗内层玻璃的拉扯,外层的二氧化硅会更加紧密结合,分子间的距离大幅减少,从而形成了一种密度非常高的外壳,可以有效对抗内层的压应力。
可以说,只要这种内外压应力的平衡不被打破,那么鲁珀特之泪就是坚不可摧的。只看头部,承压二十吨甚至都不在话下。
但就像武侠小说中的武功会有个气门一样,鲁伯特之泪的弱点也相当明显,那就是它的尾巴。
相对于头部强大的防御力,鲁珀特之泪的细小尾部可以说是非常脆弱。由于鲁珀特之泪的尾部质量最小,冷却快,从而导致尾部冷却不均衡,产生的应力也非常小,只需要对尾部用手指轻轻一掰,整个玻璃内部力的平衡就会被打破,像多米诺骨牌一样瞬间瓦解。
于是,当外部遭到破坏时,这些残余应力迅速释放出来,使得裂纹瞬间传遍全体、支离破碎。
钢化玻璃利用的就是这个原理。所以,一般的普通玻璃如果碎裂,断口都是很锋利的,容易刮伤人。而钢化玻璃,轻易不会破裂,如果破裂则如鲁伯特之泪一样,会碎裂的非常彻底,甚至全都变成细小的颗粒。这样的碎片相对来说断口是很平整的,不容易伤人。
普通的、定型切割后的玻璃,通过加温到550℃的塑性状态后,马上进入风栅急速冷却,再通过一些处理就可以得到钢化玻璃。冷却的时间加起来也就是一分钟左右,各个环节控制时间都可以数秒算。如果没控制好时间,玻璃内的应力平衡就会被破坏,需要从头再来。
为了设计、规范钢化玻璃的工序,姬昭明和祝星河的空闲时间都泡在了实验室里。中间除了上朝时间,就只有端午节的宫中家宴把姬昭明挖出去了一阵儿。她们还顺便做了许多鲁伯特之泪吊坠,打算作为节日礼物送给亲朋们。
把做好的鲁伯特之泪的尾巴进行小心得再次加热,保留一部分小尾巴,用钳子引导改变形状,然后再放入水中冷却,只要仍然安全没有爆裂,就算是制作完成了。
实验室里的几个人都越做越顺手,甚至还仿照琉璃的着色原理,五颜六色的做了许多。这些参与干活的人当然是人人有份,还都分得了一大批奖金。
姬昭明和祝星河则是借此大出风头。
圣人为了验证它的坚固程度,真的叫了壮汉来当场砸坠子,结果铁锤都要砸出火星了,吊坠还是毫无变化。这个玻璃坠子的坚硬程度属实让圣人震惊,当场赐名为“明珠泪”。
姬昭明十分感动,不敢拒绝。
她宁愿圣人取个“小司空之泪”的名字,听起来也比明珠泪强,取了自己名字中的一个字,姬昭明在众人羡慕、好奇的目光中,默默忍受这波社死的冲击。