普通剪刀可用于水中剪碎玻璃

2008-07-31 來源：中國玻璃網(wǎng)

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人類使用玻璃約有九千年歷史。大家知道，玻璃很容易破碎。質(zhì)地易碎，是玻璃的大缺點，但是直到上世紀六十年代才有人去研究玻璃碎裂的機制。例如有人開始報道施水后再施力會使玻璃容易破裂，但是并沒有解釋其中道理。等到1979年，才有文獻開始嘗試解讀這現(xiàn)象的分子構(gòu)造原因。

科學家發(fā)現(xiàn)，一塊固體材料如果開始裂縫愈少，也愈難使得裂縫擴大。例如高純度的玻璃纖維，因表面裂縫少，其強度高達常見窗玻璃板的百倍或千倍。一塊無缺有裂縫瑕疵的玻璃，在真空情況中，可以支持較大的壓力，強過一般合金的十倍。但是常見的玻璃制品通常已有一些肉眼看不出的微小裂縫和缺點，因此稍受力即會擴大，使已有裂縫斷裂。窗玻璃在處理過程中造成許多表面缺點，這就大大減弱了它的強度。

玻璃可視為由一些四面體基本單位串連而成的網(wǎng)狀構(gòu)造。這網(wǎng)狀構(gòu)造可以藉外力扯破，而外界的水可加速這網(wǎng)狀構(gòu)造的破裂：玻璃放在水中，水分子可以吸附在玻璃裂縫的高等，進行分解反應，因而加速玻璃裂縫的擴大。

科學家認為外力做功等于段裂面所增加的表面能量，此一簡單概念可成功估計出使固體斷裂所需的外力。這也就顯示表面化學對物性非常重要。像水可降低玻璃的表面能量，也就降低斷裂玻璃所需的功，在有水的環(huán)境下，玻璃表面可以和水結(jié)合，不再孤單，也就縮小了它和內(nèi)部玻璃的能量差距。實驗結(jié)果顯示，有水時玻璃斷裂所需能量會大大降低。這就是在空氣中剪玻璃較易破碎，而在水中剪玻璃卻容易得多了的道理。

玻璃工人在切割玻璃時總結(jié)出的經(jīng)驗就是，涂抹口水在切割刀刻劃過的玻璃面上，再折斷更容易。因為水可以降低所需的外力，也使裂口容易控制。

值得一提的是，經(jīng)過特殊處理的玻璃不能剪，而且在水中剪玻璃，效果不如在空氣中切割。所以在水中剪玻璃并沒有得到廣泛的應用。

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