玻璃的出现与使用在人类的生活里已有四千多年的历史,从4000年前的美索不达米亚和古埃及的遗迹里,都曾有小玻璃珠的出土。在生活中玻璃无处不在,当有人问起:玻璃是固体还是液体?相信很多人都会不假思索地说出答案:“玻璃当然是固体了”。但事实真是这样吗?我们不要急着下结论,因为这个问题其实不简单。
玻璃
玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物。如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石等为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。
玻璃看上去大多数都是一样的,但它却分为很多类。不同种类的玻璃特点也是不一样的,我们看看常见的几种玻璃:
钢化玻璃;安全性高,玻璃碎了也成蜂蜜状的钝角碎小颗粒不会对人体受到伤害。如果是普通玻璃碎了的话,一定会有大面积的尖锐碎块,会对人体造成威胁。
强度高比同等厚度的玻璃强度高出3~5倍,具有良好的热稳定性,可承受200℃的温度变化。
中空玻璃;隔音效果好它是最理想的隔音材料,一般可降低噪音30分贝。具有良好的防结露起雾性能。
夹胶玻璃;就算玻璃破碎了,也可以保持在原有的框架内。对太阳光中的紫外线阻隔作用高达99%以上,可避免紫外线辐射。如果采用多层夹胶玻璃的话,可以制造出多种级别的防弹、防爆玻璃。
目前,国内99%车型的前挡风玻璃为夹层玻璃。夹层玻璃是安全玻璃,如果遇到外力或石击,玻璃只会裂开,是不会破碎的。后挡风和侧窗玻璃则多是钢化玻璃,钢化玻璃一旦受到强大的外力会破碎,形成细小的颗粒状,可以减少对人身的伤害。而且前后挡风玻璃都是靠专业玻璃胶固定到车身上的。
但近年来,却有一场汽车玻璃修复骗局,这到底是怎么一回事呢?
汽车液体修复玻璃是不是骗局
经常网购的小伙伴,可能看到过当汽车玻璃裂了拿玻璃修复用的树脂胶一涂,过个几分钟,裂纹就不见了。
很多人一看,这“神奇”的效果,忍不住“剁手”了。但是买过来却与商家宣传的效果差别有点大。
正常来说玻璃修复是需要把空气抽干净,然后将玻璃修复胶注入到裂缝里面。这样玻璃的裂缝就看不出来了,只有撞击点位置会留下一个半透明的小点。
2017年,关于玻璃的物质形态问题,一直困扰着物理学家。
也在当年的8月15日,中国科学院物理研究所汪卫华院士在接受采访时说道:“实际上,玻璃是原子运动得很慢的液体。液体的原子不停地在动,但玻璃里面的原子移动极其缓慢,要比一般液体中原子运动慢20~30个量级。”为了说明一般液体中原子运动速度与玻璃中原子运动速度的巨大差距,汪卫华做了一个形象的比喻:“原子在一般液体中移动的速度比火箭还要快,而在玻璃中运动的速度比蜗牛还要慢。”
那么玻璃中的原子是如何缓慢运动的?
换句话说,玻璃是怎样流动的呢?
中世纪教堂的古老窗户玻璃总是下部比上部厚,就是由玻璃在重力作用下的流动导致的。上百年的沥青滴漏实验证明,非晶态沥青看上去虽是固体,但实际上是粘性极高的液体,它在室温环境下流动极为缓慢。
并且在权威杂志《科学》也将“玻璃态物质的本质是什么”列为125个最具挑战性的科学前沿问题之一。从宏观角度来看,玻璃具有形状和硬度是固体物质的一般属性,但是从微观角度来看却并不是如此。
关于玻璃到底是液体还是固体呢?我们先简单介绍玻璃是晶体还是非晶体。
在自然界中的固态物质分为两类,一类是晶体,另一类是非晶体。从宏观上看,晶体都有自己独特的、呈对称性的形状,如食盐呈立方体;冰呈六角棱柱体等。而非晶体的外形则是不规则的。
如通性玻璃是一种无规则结构的非晶态固体。从微观上看,玻璃也是一种液体,其分子不像晶体那样在空间具有长程有序地排列,而近似于液体那样具有短程有序。玻璃像固体一样保持特定的外形,不像液体那样随重力作用而流动。
事实上,玻璃是没有熔点的,只有软化点。通常软化点600度左右,随着温度的增高,其流动性会越来越好。
其实玻璃既不是液体也不是固体。
根据美国科学家菲利普·吉布斯指出,从分子动力学和热力学的角度来说,玻璃可以看成是高黏度的液体,是无定形固体,或是既不是液体也不是固体的另一态。
简单地说就是,它不是晶体,也不是非晶体,更不是多晶体,甚至就连混合态都说不上。但在常温下玻璃在宏观上是一种固态物质,所以只能把它称作为“玻璃态”。
当液体的玻璃慢慢冷却后成为固体,我们很难说出液态玻璃与固态玻璃之间有什么确切的界限。
那么固体和液体的分界线到底在哪?
你要清楚一件事情,尽管是在同一个学术领域,例如物理,不同的小类中对一件事物的定义也是不一样的。原因在于你去研究这个事物的角度不一样,你的需求就不一样,因此定义也会不一样。我们还是以玻璃为例,从两个角度来区分。
首先从结构上来说,我们都知道什么是晶体,结构有序的物体是固体,而结构无序的都是液体,从这一点我们就可以把玻璃归纳为液体。
其次从力学上来说,有流体这个概念,定义是能流动的物体,受到微小的剪切力就会发生连续的形变。从这个角度,玻璃又可以归为固体。
所以,当你要区分一个东西是固体还是液体,我们要从不同的角度去区分。当然在生活中根本就不用那么细心的去区分,我们只要知道可以流动的就是液体,而硬的不可流动的就是固体。当然还有一种说法,就是既不是固体也不是液体。
在这里就有人会说,你这说来说去还是没有说液体跟固体的分界线在哪呀?就这么说吧!固体和液体没有具体的分界线。
现今随着玻璃生产的工业化和规模化,各种用途和各种性能的玻璃相继问世。
当代玻璃应用的一大领域是艺术玻璃和装饰玻璃。玻璃已经摆脱早期追求实用的桎梏,开始往精美化发展。大到汽车、建筑,小到钟表表盘、镜框、手机无不例外都有玻璃的身影。
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