人们眼中的“晶体”——玻璃

玻璃是生活中常见物品，它外表晶莹光滑，在人们的眼中它也是晶体家族的一员，其实玻璃并非晶体。那玻璃真实身份是什么呢?

玻璃是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中黏度逐渐增大并硬化成不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na₂O·CaO·6SiO₂)，主要成分是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光。

中国古代亦称琉璃，是一种透明、强度及硬度颇高，不透气的物料。玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此用途非常广泛。玻璃一般不溶于酸(例外:氢氟酸与玻璃反应生成SiF₄，从而导致玻璃的腐蚀);但溶于强碱，例如氢氧化铯。在生活中，由于玻璃晶莹、形态规则，在生活中经常被误会为是晶体家庭的成员。玻璃是一种非晶形过冷液体。融解的玻璃迅速冷却，各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。

“玻璃——奇迹的创造者”。国外有一位学者这样评价道。这种评价是否过分呢?让我们来看一看，玻璃的“发展史”和它在今天的用途吧。

那么，玻璃是怎样诞生的呢?

传说很久以前，有一只腓尼基商船，从非洲贩运一批天然碱。一天，狂风骤起，恶浪滔天。他们决定靠岸抛锚，在沙滩暂作停留。船上的人，肚子饿得咕咕作响。于是，他们拖着沉重的双脚，踏遍沙滩寻找石头，准备砌灶升炊。可是，大家一无所得。这时，一个聪明的水手从船仓搬来几块大碱料，围成了炉灶，升起了火，才得饱餐一顿。翌日清晨，在他们拔起锅灶准备启航的时候，水手们突然发现一块亮晶晶的东西留在灰烬上，它像一块宝石，在晨曦下熠熠发光。

玻璃——马赛克工艺花瓶

这就是流传已久的发明玻璃的故事。尽管这个传说不足为信，但是它告诉人们，玻璃是由砂子、纯碱等原料熔制出来的。

今天，玻璃这个材料王国的老前辈，已经不单是用来制造水杯、玻璃窗、瓶瓶罐罐、镜子和各种玲珑细巧的艺术品了，它已经迈出日常生活的门槛，大踏步地跨进了科学技术的各个领域。

琉璃玻璃

今天世界上的玻璃制品种类繁多，有如繁花异卉，争奇斗艳。从实验室的试管、烧杯、烧瓶，到化工厂的管道、塔柱设备;从体温计、注射器，到X射线管、荧光屏、红外灯、紫外灯;从揭开星空之谜的天文望远镜，到识破微生物行踪的显微镜;从耐热玻璃到防弹、防辐射玻璃;从玻璃纤维到光导纤维。还有许许多多特种玻璃:电光玻璃、声光玻璃、变色玻璃、微孔玻璃等等，可以说，离开了玻璃，现代科学技术的发展是不能设想的。

步入工业化时代，人们十分重视居住地和办公楼的隔音、绝热、避震、耐火及防盗。现代化高楼大厦的正面均安装着巨大的反光玻璃。这种玻璃虽然很薄，但由于材料纯净且具有经过精确计算的内预应力，故能经受住特大风压、厚重积雪及其他外力，其表面上的防风雨涂层则能防止热辐射。多层充气玻璃可降低热传导。如德国制造的一种3层绝缘玻璃，其隔热性能不逊于40多厘米厚的砖墙。多层充气玻璃可将机场噪声降低到偏僻住所夜间的安静程度。由不同厚度层与层之间充以坚硬塑料薄膜的特种玻璃及其他安全玻璃，既经得起重锤猛敲，亦不怕手枪射击。涂有透明软稠物质的3层玻璃具有防火性质:火焰喷在其上，软稠物质便泛起泡沫，使这种玻璃成为不易燃烧的材料。特别适于用来制作炉灶观察窗的玻璃，在零下200℃和700℃之间根本不发生变化。

通过实验证明，在硼硅玻璃大容器里发酵葡萄酒远优于使用传统木桶酿制的葡萄酒，因为玻璃容器内发酵后的葡萄酒不再氧化，故味道更为醇香可口。

玻璃纤维

内科医生通过光导纤维可观察病人胃部。外科大夫则多采用玻璃陶瓷制品取代因事故或疾病而损坏的骨头、关节、牙齿或中耳听骨等。这种材料不但不影响活的人体组织，而且还能与这些组织长在一起。

随着科学技术的发展，各种新型玻璃将不断出现，它将渗透到一切领域中去，帮助我们攻克前进道路上的一个个障碍，攀登科学的峰巅。如果说玻璃是“奇迹的缔造者”，那么，我们人类则是这个“奇迹的缔造者”的缔造者。

玻璃是一种透明的无定形体，质硬但“碰”不得，一碰即碎。不过，玻璃家族是一个庞大的集体，这里就给大家介绍一种与玻璃有着紧密亲缘关系的新材料——玻璃纤维和玻璃钢。

玻璃钢

有这样一家纺织厂，它的原料既不是棉花、羊毛，也不是蚕丝与化纤。织出的布，像绸缎一样柔软光亮，不怕虫咬，也不怕酸碱的腐蚀，即使放在火中也烧不起来……它是用什么东西做的?是石头，更确切地说，是石灰石、纯碱与砂子。那些不就是制玻璃的原料吗?是的。这家纺织厂纺出的正是玻璃纤维，织的正是玻璃布。

玻璃纤维和玻璃布是怎样纺织的呢?让我们到这家纺织厂去参观一下。

这家纺织厂的原料场上堆满了石灰石、砂子和纯碱。石灰石的主要成分是碳酸钙(CaCO₃)。砂子是比较纯的二氧化硅(SiO₂)，而纯碱来自化工厂，叫碳酸钠，它在我国西北盐湖中也有出产。

经过精选的原料各自用破碎机碾成细粉。洁白的细粉通过传送带汇集到一起，按一定比例混和后送入一个30多米长的窑。窑的两旁有好几对炉子，向窑中喷出炽热的煤气火舌。

玻璃液是一种组成不固定的硅酸盐的混和物。用式子来表示其成分: Na₂₀·CaO·6SiO₂。

玻璃液可以吹制玻璃瓶，拉伸平板玻璃。我们只去看看用玻璃液纺玻璃纤维的车间。

玻璃纤维车间内明亮宁静，没有纺织厂纱绽旋转的喧闹声。车间内并排放着一系列的小巧的白金坩埚，坩埚里放着熔化的玻璃液。在白金坩埚底上有上千个微小的比针眼还小的孔。玻璃液顺着孔流下就变成比蜘蛛丝还要细得多的玻璃丝，并缠绕在一个转鼓上。转鼓在马达的带动下，飞快地施转。用这样的玻璃丝半制成了防火衣。这套衣服还包括帽子、面罩及靴子，好像潜水衣似的。衣服表面喷镀上一层铝，所以银光闪闪。穿上这种衣服，可以在几百度的高温下工作，它比石绵衣服更轻巧。由于玻璃布耐热、轻巧，连宇宙航行员的服装也用涂有聚四氟乙烯的玻璃布制成的。

洁白如雪、柔软轻盈的玻璃棉是非常好的隔音、绝热材料。冰箱、冷藏车、锅炉都用得上它，甚至喷气式飞机、宇宙飞船都用它做隔热材料。大家都知道，水泥块耐压，钢材耐拉。用钢材作筋骨，水泥砂石作肌肉，让它们凝成一体，互相取长补短，变得坚强无比——这就是钢筋混泥土。同样，用玻璃纤维作筋骨，用合成树脂(酚醛树脂、环氧树脂及聚酯树脂等)作肌肉，让它们凝成一体，制成的材料，其抗拉强度可与钢材相媲美——因此得名叫玻璃钢。

在一个群山环抱、绿树成荫的山谷里。试验正在进行，远在200米以外掩体后的人们，眼晴都盯着山谷中央放着的一个氧气瓶。压缩机有节奏地转动着，通过合金钢管道向那氧气瓶接连不断地充气。压力表上的指针牵动着每个人的心。读数从10、20、30、40、50渐渐上升，直到70兆帕的时候，只听得一声震天巨响，氧气瓶爆炸了!周围的人们欢呼着跳起来:“成功了!”

氧气瓶是一种耐高压的容器。它所承受的工作压力是15兆帕。为了使用安全可靠，制造时要求它能忍受3倍的工作压力，即达到45兆帕，不爆裂，才算合格。上面试验的氧气瓶，远远超过了设计要求。这是用什么钢材制成的?它不是钢材，而是玻璃钢制成的。

玻璃是硬而脆的材料，一摔就碎。这玻璃钢制的氧气瓶经得起摔打吗?于是又进行了新的试验。

将另一只玻璃钢氧气瓶充气到15兆帕的工作压力，从山顶推下山谷。它与嶙峋的岩石碰撞着，一直摔到谷底仍然没有爆裂。玻璃钢氧气瓶通过了质量鉴定考试。

玻璃钢是发展迅速的一种复合材料。玻璃纤维产量的70％都是用来制玻璃钢。玻璃钢坚韧，比钢材轻得多。喷气式飞机上用它作油箱和管道，可减轻飞机重量。登上月球的宇航员，他们身上背的微型氧气瓶，也是用玻璃钢制成的。

玻璃钢加工容易，不锈不烂，不需油漆。我国已广泛采用玻璃钢制造各种小型汽艇、救生艇及游艇，节约了不少钢材。化工厂也采用酚醛树脂的玻璃钢代替不锈钢做各种耐腐蚀设备，大大延长了设备寿命。

玻璃钢无磁性，不阻挡电磁波通过。用它来做导弹的雷达罩，就好比给导弹戴上了一副防护眼镜，既不阻挡雷达的“视线”，又起到防护作用。现在，许多导弹和地面雷达站的雷达罩都是用玻璃钢制造的。

晶洞奇观