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什么是「鲁珀特之泪」形成和破碎的原理是什么

作者:比利时赌场 来源:本站原创 日期:2020-12-26 18:28 点击: 

  鲁珀特之泪其实就是一种钢化玻璃,制作方法很简单,把玻璃烧软烧熔,然后拉出一根“长尾巴”滴进水里凝结,得到的泪滴状玻璃珠就是了。

  在滴入水中的一瞬间,玻璃的表面遇冷凝固,里面包着熔融的液体。待这些液体凝固,由于热胀冷缩,体积缩小,便把玻璃外壳向内“拉”,使得玻璃外壳得到一个向内的压应力。

  由于这个应力的存在,使得玻璃外壁有“致密收缩”的趋向,这使得如果要破坏其外壁,需要先把这个压应力抵消掉,从而使这个玻璃珠显得异常“坚固”。

  但是这不意味着这个玻璃珠的硬度增加了,因为外壁强度的提升是以内芯强度的下降作为代价的。在外壁被向内“拉”的同时,内芯也在被向外“拉”,这使得内芯具有解体的倾向,如果从内到外破坏,鲁珀特之泪就会瞬间瓦解。

  所以,如果把细长的尾部折断,由于尾部应力集中点的破坏,应力平衡被打破,裂纹就会瞬间遍布整个玻璃珠,瓦解成细碎的玻璃屑。应力越大,碎得越细。

  如果滴进水里的不是拉着长尾的玻璃滴,而是圆润的半熔融玻璃团,那么这个玻璃团的“脆弱核心”就会被无死角地包裹起来,不再留下明显的弱点。

  这样的一个玻璃球非常适合用于抵抗冲击力,当然换成强度和熔点都更高的氧化铝则更好,苏联T64B坦克所使用的第一代复合装甲,所承担冲击力的主要材料就是一些经过如此处理的氧化铝球。

  普通的钢化玻璃同样通过急速冷却来获得,同样具备鲁珀特之泪的类似特性,所以钢化玻璃耐冲击,而且一旦破碎就会碎成大量小颗粒状碎片,不会伤人。

  当然,同样的道理,钢化玻璃一旦成型之后就不得进行机械加工,不然也会整体粉碎。

  同样,这样的处理技术不仅适用于玻璃,钢铁也可以。炮管,滚珠等金属制品经过相同的处理之后,也可以大大增加所能耐受的压力。

  火炮的自紧身管就是这样一个例子。当然,由于单纯依靠热胀冷缩,所能提供的应力有限,现代的火炮普遍采取更多更强力的方式来制造应力,比如液压,爆炸等,但基本原理依然相同。

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