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把玻璃放在水中,竟然轻松剪出了随便形状!

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【摘要】 用剪刀就能将玻璃剪开,还能剪成想要的形状,听起来是不是很不可思议?毕竟玻璃不仅硬还易碎。 不过,这确实是真的,你只需将玻璃放入水中,就能用剪刀轻松剪开。 ......

用剪刀就能将玻璃剪开,还能剪成想要的形状,听起来是不是很不可思议?毕竟玻璃不仅硬还易碎。

不过,这确实是真的,你只需将玻璃放入水中,就能用剪刀轻松剪开。

用剪刀在水里裁剪玻璃

来源丨网络

那么,这是为什么?

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玻璃是如何制成的?

我们先来了解一下玻璃的制作加工工艺。

在玻璃厂中,将沙子与废玻璃,石灰石(碳酸钙)和苏打(碳酸钠)等原料在炉中混合加热。直到原料融化变成液体为止。

沙子需要在 1600 ℃的高温下熔化,苏打能很好地降低沙子的熔点,大大节省了制作时间并节约了能源。苏打在熔炼过程中会产生一种可溶于水的物质,这时候石灰石的作用就体现出来,它能吸收这种物质,消除它对玻璃的影响。

吹制玻璃 来源丨网络

将融化的玻璃进行吹制、定型加工,最终形成我们看到的玻璃和玻璃制品。不知道你有没有注意过,一些玻璃工艺品,都是在玻璃处于液体状态时,手工设计形状,定型冷却后,形成美丽的工艺品。

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为什么能在水中切割玻璃?

在空气中直接使用剪刀裁剪玻璃,玻璃很可能会直接碎裂,因此日常切割玻璃需要使用专门的切割工具。在没有工具的情况下,人们就想到了一些切割玻璃的小窍门。

来源丨网络

将棉线粘上煤油,缠绕在需要裁剪的部位,然后点火,等棉线烧完,再把玻璃放到冷水中,玻璃会瞬间从棉线部位断裂成两截。这主要是应用了热胀冷缩的原理。

用火烧法切断玻璃瓶

来源丨网络

除此之外,还有人发现玻璃板只要放到水里,即便是用最普通的剪刀也可以随心所欲地把玻璃裁剪成各种形状,就如同在用剪刀剪纸般轻松。那水中为什么就可以随意裁剪玻璃了呢?

玻璃是由无数个二氧化硅多面体互相连接组合成网状结构形成。单个二氧化硅(化学式 SiO2)分子外围是两个氧原子,中间由硅原子连接。二氧化硅组合成多面体,就相当于一个硅原子周围有 4 个氧原子,它们之间由硅氧共价键相连接。而它们之间的关系其实并没有那么牢固。

二氧化硅的分子结构

来源丨 360 图片

普通的玻璃表面其实并没有我们肉眼看到的那般光滑,内部原子堆积密度并不高,其表面容易有细微的裂缝。如果受力过大,有裂缝的地方会快速裂开,导致玻璃破碎。而玻璃中二氧化硅的网状结构不是特别稳定,外力过大也容易被扯破,这就是普通玻璃易碎的原因。

把玻璃放到水中时,硅原子受到水分子(化学式 H2O)中氢氧根的吸引,玻璃的硅氧共价键被氢氧根扯断,形成新的共价键,这个过程被称为" 玻璃的水解 "。玻璃的稳定结构被破坏,特别是有裂缝的地方更容易遭到水分子的 " 攻击 ",所以把玻璃放到水中,自然就容易被裁剪啦。

在水中裁剪玻璃 来源丨 360 图片

此外有科学家发现,有水的环境中,由于玻璃和水分子结合,减小了它和内部结构之间的能量差距。我们都知道,在空气中要想使玻璃破碎,需要对玻璃发力,以达到使玻璃断裂的能量,而水分子和二氧化硅结合后,可直接降低使玻璃破碎需要的能量。这个时候,只需要很小的力,就能轻松在水中裁剪玻璃。

有的人会想尝试在水中直接用手掰,这个方法虽然可行,但是不能保证我们的手不被碎玻璃扎到,用手也不能保证能直接掰出想要的形状,所以还是不建议直接用手。

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玻璃还有哪些特性?

其实,玻璃的这种特性很早就有人知道,比如在打磨玻璃的过程中经常需要往玻璃上喷水,这样玻璃更容易被打磨。

还有人根据玻璃的特性发明了水刀用来切割玻璃,但是像钢化玻璃等一些经过特殊处理的玻璃结构会非常稳固,用水刀切割不如专门的切割工具,所以水刀切割并未广泛普及。

水刀 来源丨网络

看到这里,有没有觉得玻璃真的是种很神奇的材料?不过,如果你想试一试在水中剪玻璃,一定要保护好自己,带好手套再做实验哟!

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