作文短暂100字左右，能让人听了就买_百度知道
作文短暂100字左右，能让人听了就买
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这种特殊的玻璃叫“音乐玻璃”。比如，无论外面有多么大的声音。“音乐玻璃”吸收噪音，老人就再也不会感到孤独，这一种玻璃虽然比普通玻璃厚一些，再通过一个叫”转变器“的按钮，分量却很轻，并用较轻的音量播放。这样的玻璃作用很大，只要把音量调到最轻，这是为什么呢：当人们睡觉时，城市的街道上来来往往都是车，功能很多，特别是家中有小朋友的家庭晚上、欢快，却比音响多好几倍的功能，把噪音转化成美妙，变换音量呢，这种音乐还会随着各种情况变换歌曲，也不像“吸热玻璃”那样冬暖夏凉。“音乐玻璃”里面有像音响一样的装备、动人的音乐，装上了这种玻璃；当同学们做作业时，噪音就会变成催眠曲，室内什么也听不见，可当地的人们却说噪音越多越好、寂寞了，它不像“夹丝玻璃”那样藕断丝连？ 原来噪音通过一种玻璃能使人们享受到美妙的音乐，装上这种玻璃可以为小朋友创造一个良好的学习环境；如果家中有老年人
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玻璃，现在的世道要是能安装上这样的玻璃！这种特殊的玻璃，玻璃这为朋友在我们的生活中可以说是无处不在。警察马上就赶了过来。金属钢丝网接通电源。顾客们，也碰着了金属丝网顾客们。在新型玻璃的研制中，报警的不是值夜班的看守，不就是家家户户都有的，深夜。这种玻璃称作“金属网防盗玻璃”。顾客们，里面有一层极细的金属钢丝网，突然传出了急促的报警声，就好了。大家喜欢我推销的玻璃吗。在某一个地方、玻璃杯：如果有一个能自动报警的玻璃那该有多好啊，请往下看，警报就响了起来，跟自动报警器相连，用来做窗户，可能你们还不知道吧，换句话因为就是说，把她放在银行等有贵重物品的地方？顾客们肯定会说，所有存放着贵重物品的地方都可以用，无处没有的。犯罪嫌疑人划破玻璃，这种玻璃早就问世了，你们认识玻璃吗，从一座陈列珍贵字画的博物馆里。你也许不会相信，不信、电脑屏幕……这些的嘛，新型产品正在起着重要的作用，而是被划破的玻璃：当然认识了？在现代化的建筑中，人们将会创造出更多的奇迹，你们是不是都在想，抓住了一个划破玻璃企图盗窃展品的犯罪嫌疑人
晚上，城市的街道上来来往往都是车，可当地的人们却说噪音越多越好，这是为什么呢？ 原来噪音通过一种玻璃能使人们享受到美妙的音乐，这种音乐还会随着各种情况变换歌曲，变换音量呢。比如：当人们睡觉时，噪音就会变成催眠曲，并用较轻的音量播放；当同学们做作业时，只要把音量调到最轻，无论外面有多么大的声音，室内什么也听不见。这种特殊的玻璃叫“音乐玻璃”，它不像“夹丝玻璃”那样藕断丝连，也不像“吸热玻璃”那样冬暖夏凉，这一种玻璃虽然比普通玻璃厚一些，分量却很轻。“音乐玻璃”里面有像音响一样的装备，却比音响多好几倍的功能。“音乐玻璃”吸收噪音，再通过一个叫”转变器“的按钮，把噪音转化成美妙、欢快、动人的音乐。这样的玻璃作用很大，功能很多，特别是家中有小朋友的家庭，装上这种玻璃可以为小朋友创造一个良好的学习环境；如果家中有老年人，装上了这种玻璃，老人就再也不会感到孤独、寂寞了。
为什么你写的跟别人一样
那是因为这是百度上捜的
1.写新型玻璃的特点和作用2.语言礼貌作文：大家好！我是新型玻璃有限公司的一名推销员。今天，我为大家推销的玻璃，是我公司的最新产品“高粱饴玻璃”。它具备以下几种特点：一、很软。这种新型玻璃是由高粱饴糖制作而成。在玻璃破碎时的碎片，是软的，不会伤人，而且还能当糖吃。二、可挡光。在玻璃的外部还用了一层薄膜。这薄膜有三个作用，一是可以使玻璃很干净，在食用时可以保证干净卫生，使顾客能放心使用；二是可以遮挡外面的强烈光线，使得坐在窗户边学习的同学们不用再忍着强光学习了；三是可以在夏天把热气挡在外面，在冬天把冷气挡在外面，让屋子变得冬暖夏凉。三、可反弹。这种玻璃由于是糖做的，所以具有弹性。如果你往玻璃上仍石头，它一般都会把石头反弹回去，不会让屋里的人受到伤害。四、可以变硬。这种玻璃在外加一个特殊粉末后，它会变得十分坚硬，可以代替钢铁。现在就有些汽车厂家开始用我们这种玻璃了，成本竟只是钢铁汽车的十分之一。如果您买的话，可以免费赠送您三包。五、可以变形，听到变形，你不要以为是那种变形，而是变换形状。这种新型玻璃在高温加热下，会变得像泥一样，可以随玻璃框而变大、变小，改变形状，在确定形状后，只需在通风处冷却一分钟就好了。六、物美价廉。这么好的玻璃，每块只要二十元钱，而且，还有各种颜色供您选择。如果要买的多的话，我还会打折呢。以上就是我公司的新产品“高粱饴玻璃“，谢谢大家。
您好，先生，看看我们的玻璃，它采用国外最新的先进科技，玻璃内部布满了无数的细丝，即使破裂也会像藕一样，藕断丝连，而不会碎的满地都是，大大的保护了您和您家人的安全
上网搜，百度
就写玻璃有什么好的
你不会我干嘛给你采纳
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3秒自动关闭窗口在大自然的馈赠之外材料技术
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/ 在大自然的馈赠之外材料技术
1995 年 5 月 6 日中共中央、国务院作出《关于加速科学技术进步的决定》， 提出“科教兴国”战略。在 5 月 26 日召开的全国科技大会上，江泽民同志指 出：“实施科教兴国的战略，关键是人才”。而培养人才，关键又在教师。 为此，国家教委和中国科协决定在全国师范院校实施“园丁科技教育行动”。 “园丁科技教育行动”旨在向师范院校学生传播科技知识、科学思想和科学 方法，引导他们树立科技意识，学会科学思维，培养他们的科技制作能力、 发明创造能力和进行科技启蒙教育的能力。实施“园丁科技教育行动”，对 于培养跨世纪的合格师资，提高未来教师的科技文化素质，教育亿万青少年 爱科学、学科学、讲科学、用科学，抵制愚昧迷信，提高全民族的科学文化 素质，具有重要的战略意义。
“园丁科技教育行动”的一项配合措施是，组织部分科学家、科技工作 者编写有关介绍现代科学技术知识的丛书，供师范院校的学生课外阅读。现 在，经过不到一年的努力，这套由中国科学院院士和中国工程院院士担任各 册主编、由科技工作者或科普工作者编写的“现代科学技术博览丛书”，终 于同大家见面了。现代科学技术是一个外延很广的概念，要在这几本小册子里把所有的内容全部包括进去是不可能的。这套丛书，由王淦昌同志主编的《永无止境的 探索自然科学基本问题》选择了自然科学基础性研究方面的部分内容；按我国 1986 年制定的《高技术研究发展计划纲要》（即“863”计划）的基本思路，选择了一些得到世界各国公认并将列入 21 世纪重点研究开发的高新技术 领域，即谈家桢同志主编的《向上帝挑战 生物技术》、张效祥同志主编的《大 步跨越时空 信息技术》、庄逢甘同志主编的《摆脱地球的羁绊 空间技术》、 严东生同志主编的《在大自然的馈赠之外 材料技术》、朱亚杰同志主编的《继 承普罗米修斯的伟业 能源技术》、曾呈奎同志主编的《向蔚蓝的世界进军 海 洋技术》；此外，还有钱易同志主编的《爱护我们的“地球村” 环境保护技 术》，介绍了环境保护技术方面的内容，具有一定的基础性和代表性，因此， 称这套丛书为“博览”，恐不为过。这套丛书是面对中等师范学校的学生的。我们知道，他们毕业后将走上小学教师的工作岗位，担负起培养祖国下一代的光荣任务。从这点上看，向 他们普及现代科技知识，意义是非常深远的。为了做好这件工作，丛书的编 写者们尽了很大的努力，尽量采用了一些深入浅出的叙述方法和一些生动活 泼的表现形式，以让读者不但能较容易地接受有关的现代科技知识，而且在 将来工作时能把这些知识讲给更多的孩子们听。
自 1995 年 12 月《中共中央国务院关于加速科学技术普及工作的若干意 见》发表和 1996 年 2 月召开全国科普工作会议以来，我国的科普工作掀起了 一股热潮。我国的科技工作者有责任把科普搞好。钱学森同志曾经倡导，博 士研究生在准备博士论文时，应该准备两篇文章，一篇是专业论文，是供论 文答辩用的；另一篇就是对自己工作的通俗介绍，要能让外行看得懂。希望 这个倡导今后能逐步实现。怎样把我国的科普工作提高到一个新的水平，是 摆在我们面前的一个课题，还望科技界同志们不断努力。1996 年 8 月 9 日在大自然的馈赠之外──材料技术古树新枝话陶瓷从石器到陶瓷 大自然的馈赠 我们人类是从哪儿来的？按照科学的观点，人类是由一种称为古猿的古 代动物进化而来的。但人类与动物有着本质的区别，区别之一就是：人能制 造工具，具有改造大自然的本领。 要制造工具，首先得有制造工具的材料。人类最早用来制造工具的材料 是大自然所馈赠的石头。原始人类把石头打磨成各种形状，用于砍劈、切削、 钻凿，来同大自然搏斗，以求生存。在人类发展史上，这段时期称为“石器 时代”，大约开始于 250 万年前。 石器时代有新旧之分。在旧石器时代，人类使用的石器工具比较粗糙， 也有少量的骨器工具。那时的社会生产方式是采集和渔猎，即采集自然生长 的植物，捕捉和猎取自然生长的鱼类和飞禽走兽，作为维持生命的食物。可 见那时人类对大自然的慷慨馈赠，只不过是将它们设法获取而已。陶器：材料技术的发端 旧石器时代的这种生产与生活方式大约持续了 200 多万年。在这一时期 中，人类逐渐对大自然的馈赠感到不满足了，他们要“得寸进尺”了。于是 大约在 1 万年前，人类发展史上的新石器时代开始了。由于对采集的现成植物和渔猎的动物不甚满意，在新石器时代初期，人类开始主动种植植物和驯养动物。他们使用的石器工具也打磨得比较精致 了，甚至制造了装有木柄的石斧。但是所使用的材料仍然是大自然所馈赠的 石头和木头。石头虽硬，但较脆，要打磨成一定形状的工具很费事，而木头 的使用范围也有一定限度。于是，以粘土为原料，经过火烧而制成的陶器产 生了。陶器的产生是人类发展史上的一块里程碑。恩格斯把陶器的出现作为新石器时代开始的标志。 陶器是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具，制陶技术可说是最古老的材料技术，是人类材料技术的发端。在制陶技术的基础上，我国古代劳动人民又发明了制瓷技术。因此，我们介绍材料技术，还是先从陶瓷谈 起。陶瓷世家 说起陶瓷，在人们的心目中，也许会联想到缸、罐、钵、壶等日用器皿， 它们的用途仅是充当厨房用具、餐具、卫生设施或艺术饰品。那么，陶瓷究 竟是怎样起源的？严格地说，什么是陶瓷？现代的先进陶瓷与传统陶瓷有哪 些区别？陶瓷的未来是怎样的？要回答这些问题，还得先让我们来考察一下 陶瓷的世代变迁。万年古树 早在 1 万多年前的旧石器时代末期，人类已会在用树枝条编成的容器上 涂抹粘土，晒干后用来盛物，但这种容器既不牢固又怕浸水。在一些偶然的 机会，例如森林着火，这种容器经受了火烧。人们发现，其内部的树枝条烧 成了炭，剩下了坚硬的、耐火的坯料。也许，这就是古代陶器的雏形。后来， 人们有意识地把粘土搓捏成形，烧制成器皿，用来盛水，存放、烧煮食物等， 或烧制成渔猎工具，如刀、斧、渔网锤等。这就是最古老的制陶技术，所以 制陶技术发展到今天，已有 1 万多年的历史，真可谓是一棵“万年古树”。 我国是世界上最早生产陶器的国家。用现代先进技术对在河北徐水及江 西万年出土的考古发掘物进行鉴定，证明我国大约在 1 万年前就已有陶器生 产。后来，我国的制陶技术不断发展，形成了黑陶、白陶、彩陶等多个品种。 陕西临潼出土的秦始皇兵马俑，被人们称作“世界奇观”，它们就是在烧成 的陶胎上进行彩绘而制成的，称为彩绘陶，其工艺水平令世人叹为观止。我国现代陶器的产地以江苏宜兴最为著名。“两兄弟” 陶瓷实际上是陶和瓷“两兄弟”的总称。瓷是陶的“弟弟”，但年龄要 小好几千岁。比起“哥哥”来，“弟弟”身材轻盈，玲珑剔透，肌肤光泽细 腻，性格刚强，不渗水，不透气，耐高温，抗腐蚀，人见人爱，可谓“天之 骄子”。制瓷技术是在制陶技术基础上逐渐发展而形成的。从制陶到制瓷，主要是在以下三方面技术上取得了进展。（l）精选原材料。瓷器是以含铝成分较多的高岭土为原料烧制而成的。（2）改进窑炉，提高烧成温度。 （3）发明和利用釉。釉是以石英、长石、粘土等为原料，烧结在陶瓷表 面的玻璃质薄层。我国早在 3000 多年前的商代，就已出现了上釉的原始瓷器，烧成温度在1200℃以上。经过 1000 多年的改进和提高，到了东汉（公元 25～220 年）， 位于今浙江绍兴、余姚一带的越窑首先发明了用 1300℃以上高温烧成的上釉 青瓷。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国” 都以 CHINA 这同一种字母拼音表示。汉代以后，我国的制瓷技术已发展到非 常高的水平，出现了许多名窑和名瓷。古人用这样的诗句来赞扬越窑出产的 美丽青瓷：“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来。”素有“瓷都”美称的江 西景德镇所烧制的薄胎瓷器，更被誉为：洁如玉，明如镜，薄如纸，声如磬。 以上这些称为传统陶瓷，也就是利用瓷石、粘土、长石、石英等无机非 金属天然矿物为原料，经粉碎、混和、磨细、成形、干燥、烧成等传统工艺 制成的产品，现在人们主要用作日用器皿和建筑、卫生制品。先进陶瓷本世纪 20～30 年代以来，传统陶瓷遇到了严重的挑战。 首先是科学技术的发展，对陶瓷提出了越来越高的要求。例如，电力工业远距离输电线的建立，要求有耐几十万伏高压的绝缘性能良好的陶瓷材 料；汽车工业要求有耐高温、高压和高电压的供气缸点火用的火花塞及其他 高性能的汽车零件材料；电子工业要求有大功率集成电路用的陶瓷基片以及 其他功能元件所需的材料；火箭、导弹、宇宙飞船等空间技术产品要求提供 耐极端高温的高强结构材料和各种功能陶瓷。 其次是传统陶瓷在性能上的致命弱点——脆，使得它在工程应用面前望 而却步，不得不让位于金属材料。 陶瓷除了脆以外，还有其他一些弱点，人们发现这主要是因为陶瓷结构 中存在较多的玻璃相。玻璃相的组织比晶体疏松，是陶瓷中的薄弱环节，它 在一定温度时会软化，降低了陶瓷的耐热性。玻璃相中还含有杂质，这就降 低了陶瓷的许多性能。陶瓷的显微结构
在显微 镜下观 察陶 瓷材料 ，可以发现 主要有三种 结构，即晶体相、 玻璃相和气孔。晶体相是陶瓷的基本结构，它是由陶瓷化合物的原子按一 定规则排列而形成的晶体结构。玻璃相是由陶瓷各组成物和杂质的原子无 规则排列而形成的非晶态结构，因这种结构同玻璃的显微结构相似，故称为玻璃相。陶瓷的性能同其显微结构密切相关。挑战是对极限的超越，挑战孕育了新的起点。科学家经过大量的试验研究，特别是对陶瓷结构进行显微分析，认识到如果能降低陶瓷中玻璃相的含 量，甚至制造出几乎不含玻璃相、由许多微小晶粒结合而成的结晶态陶瓷， 其性能将会大幅度提高。为此，人们不断提高原材料中氧化铝的含量，加入 许多高纯度的人工合成化合物去代替天然原料，并对制备工艺作了许多改 进。后来发现，完全不用含硅酸盐的天然原料，也可以制成性能很好的陶瓷。 于是，在本世纪 40～50 年代，陶瓷世家中一类新型陶瓷——“先进陶瓷”诞 生了。这类先进陶瓷到目前还在不断发展之中，可谓“万年古树”上新长出 的茂盛枝叶。 所谓先进陶瓷，是以高纯、超细的人工合成的无机化合物为原料，采用 精密控制的制备工艺烧结而成的，比传统陶瓷性能更加优异的新一代陶瓷。 先进陶瓷又称为高性能陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷或高科技陶瓷。 究竟什么是陶瓷
陶瓷的概念有狭 义、广义之分。 从狭义上说，陶瓷是用无机非金 属化合物 粉体，经高温烧结而成的，以多晶 聚集体 为主的固态物质。 狭义的陶瓷概念中不包括玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、金属陶瓷等。 从广义上 说，陶瓷泛指一切经高温处理而获 得的无 机非金属材料，包 括人工单 晶、非晶态、狭义陶瓷及其复合材 料、半 导体、耐火材料及水泥等，像美国就用 ceramic （陶瓷）一词来泛指无机非金属材料。先进陶瓷按化学成分可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。 按性能和用途，先进陶瓷大体上又可分为先进结构陶瓷和先进功能陶瓷两大类。 先进结构陶瓷是指以其优异的力学性能而用于各种结构部件的先进陶瓷，主要用于要求耐高温、耐腐蚀、耐磨损的结构，如机械密封装置、轴承、 缸套、刀具等。日本企业家和陶瓷专家为改变人们对陶瓷易碎的印象，用增 韧氧化锆陶瓷制成剪刀和水果刀，作为礼品赠送或廉价出售，称之为永不卷 刃、永不生锈、永不磨损的刀具，取得了戏剧性的宣传效果。先进功能陶瓷则是指利用材料的电、磁、声、光、热等性能或其耦合效应，来实现某种使用功能的先进陶瓷。例如，压电陶瓷可利用机械压力产生 电效应，故用于制造内燃机点火系统、电子打火机点火元件和炮弹引爆信管 等。先进功能陶瓷具有品种多、价格低、功能全、更新快等特点，在民用、 军用和高新技术等领域中都有广泛的应用。第三次飞跃：纳米陶瓷 本世纪 60 年代以来，具有优良性能的先进陶瓷不断涌现，使得陶瓷在生 产应用方面发生了质的变化。如果说，以前传统陶瓷尚处于辅助材料地位的 话，那么现在先进陶瓷已初露锋芒，正和金属材料、有机高分子材料并驾齐 驱，甚至在许多工业领域中逐渐取得了主要材料的地位。这主要是因为先进 陶瓷较其他材料表现出更多的具有实用价值的独特性能，如具有高温强度、 耐腐蚀、电绝缘及其他功能和性能。在空间技术、原子能技术、激光技术、 计算机技术等新兴科技领域，对各种先进陶瓷材料的需求日益增长；而高新 技术的发展，特别是现代测试技术和先进仪器的发展，为深入研究先进陶瓷 提供了客观条件。例如，以前主要用光学显微镜来研究陶瓷的内部结构，现 在则可以采用电子显微镜，尤其是近年来高分辨电镜和分析电镜技术的发 展，使人们能进入更深层次的微观世界来研究陶瓷材料，并且取得了令人瞩 目的成就。 科学技术的发展永远不会停止，陶瓷技术的发展当然也永无止境。在陶 瓷的世代变迁中，如果把从陶器发展到瓷器称为第一次飞跃，从传统陶瓷发 展到先进陶瓷称为第二次飞跃，那么目前正面临着从先进陶瓷发展到纳米陶 瓷的第三次飞跃。纳米陶瓷是指显微结构具有纳米量级水平的陶瓷材料。 这里，显微结构是指借助于各种显微分析仪器所观察到的材料的内部组织。先进陶瓷的显微结构主要是由许多晶粒组成的多晶体结构。目前绝大部 分先进陶瓷的显微结构处于微米量级水平，即晶粒尺寸为 1～10 微米，在 1 立方厘米体积中约有 1010 个晶粒。纳米陶瓷的显微结构则更加细微，具有纳 米量级水平，即晶粒尺寸为 1～100 纳米，在 1 立方厘米体积中约有 1019 个 晶粒。由此可知，纳米陶瓷较先进陶瓷其晶粒细小得多。纳米
纳米是一种长度单位，符号为 nm 。在国际单位制中，长度的基本单位是米， 符号为 m 。其他长度单位都与米有一定的换算关系，例如， 1 μ m （微米）=10-6m （米）， 1nm （纳米）=10-9m （米）。一根头发丝的直径约为 70 ～ 80 微米，故 1 纳米还不到头发丝直径的万分之一。可别以为这仅仅是数量上的变化，这种显微结构的微细化会引起陶瓷在性能上的质变。在纳米陶瓷中，l 立方厘米体积中存在 1019 个晶粒边界（称 为晶界），晶界上的原子占晶体总原子数的 50％，它们受到周围原子的相互 作用，其排列组态既不同于晶体（晶体内原子规则排列），也不同于非晶态（非晶态如玻璃，其中原子呈短程有序、远程无序的排列），这种新的原子 排列组态给纳米陶瓷带来了许多新性能。纳米陶瓷晶粒细化，有助于晶间的 滑移，从而导致了超塑性；也因为晶粒细化，材料中的气孔和其他缺陷尺寸 减小，可获得少缺陷甚至无缺陷的陶瓷，其力学性能大幅度地得到提高。总 之，纳米陶瓷使陶瓷的原有性能得到很大的改善，以致在性能上发生突变， 甚至出现新的性能或功能。要获得纳米陶瓷，科学家需要制备相应的甚至更细的陶瓷粉末，寻求新的粉料制备方法，探索成型和烧结新工艺等。总之，需要进行大量艰苦、细 致的攻关，才能实现陶瓷发展中的这第三次飞跃。目前在陶瓷显微结构微细化方面，人们已经取得了一些研究成果。例如，晶粒非常细小的氧化锆陶瓷的力学性能得到了改善，亚微米晶粒的钛酸钡陶 瓷的电学性能已有大幅度提高。预计在本世纪末和下世纪初，在研制纳米陶 瓷方面会取得重大突破。打不破的陶瓷 俗话说：“打破沙锅问（纹）到底。”沙锅及其他传统陶瓷制品脆性大， 韧性差，抗拉强度低，这是传统陶瓷不容置疑的缺点。那么，陶瓷为什么会 容易破裂呢？陶瓷为什么容易破裂 陶瓷脆性大，经不起外力撞击，也不能急热急冷，例如用沙锅煮食物时， 开始切忌猛火烧，烧好后沙锅也不能用水急冷，否则就要炸裂。前者是因为 陶瓷的抗机械冲击性差，后者是因为抗热冲击性差。这是两种不同的起因， 但有着大致相同的破裂过程，即首先从陶瓷内部已经存在的微裂纹开始，裂 纹逐渐扩展，直到全部断裂。而且对陶瓷来说，裂纹扩展的速度非常快，一 眨眼就“纹到底”了。 从以上陶瓷破裂的过程可以看出，陶瓷内部存在微裂纹，是引起陶瓷破 裂的第一原因。在陶器碎片的断面上，你会看到许多小孔洞，颗粒也比较粗 大，这是由于陶器的烧成温度较低（一般为 800～1000℃），气孔率较高。 虽然瓷器是在 ℃高温下烧制的，结构细密多了，用肉眼常看不出 有什么缺陷，但在显微镜下，仍可以看到在其表面有许多微小的伤痕，瓷器 碎片的断口上分布着许多微裂纹、气孔和夹杂物。在放大倍数更大的电子显 微镜下，还可以发现有许多晶体结构缺陷，如空位、位错和晶界等。所有这 些微裂纹、气孔、夹杂物、晶体缺陷、表面伤痕等，都可能成为裂纹的发源 地。引起陶瓷破裂的第二个原因是在陶瓷中一旦形成裂纹，裂纹就会迅速扩展。陶瓷不像金属那样，金属在外力作用下可以产生塑性变形，塑性变形可 以吸收扩展裂纹的能量，起到止裂的作用。陶瓷属于脆性材料，一旦形成裂 纹，由于缺乏塑性变形能力，材料内部出现的应力立即集中到裂纹尖端，推 动裂纹迅速向前扩展，直至断裂。如果是在热冲击情况下，还由于陶瓷的导 热性差，热膨胀系数大，热应力因此增加，促使裂纹迅速扩展。根治“痼疾” 脆性虽是陶瓷的“痼疾”，但绝非“不治之症”。经过科学家的长期努 力，陶瓷脆性这一缺点已在很大程度上得到克服。尽管与金属材料相比，还 有很大差距，但陶瓷的这一“痼疾”终究是会得到根治的。归纳起来，目前克服陶瓷脆性的途径有以下几条。 陶瓷的断裂往往从表面或近表面的缺陷开始，故改善陶瓷的表面状态（称为陶瓷的表面改性）至关重要。例如，通过化学或机械抛光技术可消除表面 缺陷；对氮化硅、碳化硅等非氧化物陶瓷，通过控制表面氧化技术可消除表 面缺陷或使裂纹尖端变钝；经热处理可消除内应力或在表面形成能防止裂纹 扩展的压应力。这些陶瓷的表面改性技术，可达到表面强化和增韧的目的。 这是一条途径。克服陶瓷脆性的未来途径
使陶瓷显微结构的尺寸从微米量级减小为纳米量级，晶粒的微细化可有效地 减小材料中的气孔和其他缺陷的尺寸， 制备出少缺陷甚至无缺陷的陶瓷。所以，纳米陶瓷是人们在未来克服陶瓷脆性的根本途径。抑制陶瓷材料中裂纹的扩展速率则是另一条途径。在这方面被实践证明为成功的实例，是利用氧化锆陶瓷在组织转变时所伴随的体积膨胀，吸收能 量，减缓裂纹尖端的应力集中，导致裂纹重新闭合，不再向前扩张，从而达 到提高陶瓷韧性的目的。根据这一原理，人们已经研制成功了氧化锆相变增 韧陶瓷。 用纤维均匀地分布在陶瓷基体中，来提高陶瓷的强度和韧性，也是一条 克服陶瓷脆性的有效途径。其原理同我们在石灰中加入纸筋成为不易产生裂 缝的纸筋石灰相类似。首先，由于选择的纤维都具有较高的强度，在工作时 可承担大部分外加负荷，从而减轻了陶瓷的负担，使裂纹不易产生；其次， 当外加负荷增加，使陶瓷中的裂纹尖端扩展到纤维与陶瓷基体的结合面时， 应力集中现象可得到缓解，裂纹尖端可以被钝化；第三，外加负荷进一步增 加，使纤维从陶瓷基体中拔出时，由于需要克服摩擦力做功，消耗能量，韧 性因此可得到提高，从而使脆性在很大程度上得到克服。氧化锆陶瓷 氧化锆在大自然中存在于锆英砂中，澳大利亚和我国海南岛均有高质量 的锆英砂。在不同的温度范围内，氧化锆呈现出不同的晶体结构：从室温到1170℃为单斜结构，℃为四方结构，℃为立方结构。这三种结构的氧化锆，比重分别为 5.68、6.10 和 6.27。可见温度越高，比 重越大。因此，在同样重量下，温度越低，体积越大。氧化锆从四方结构冷却到单斜结构时会有 8％的体积膨胀。为避免氧化锆陶瓷在烧成时因体积变化引起开裂，须加入适量的氧化钙、氧化镁、氧化 钇等氧化物作为稳定剂，以形成较稳定的四方或立方结构氧化锆。这种稳定 的氧化锆陶瓷具有高耐火性（能耐 2000℃高温）、良好的化学稳定性（高温 时能抗酸性腐蚀）、较小的比热和导热系数，因此是理想的高温绝热材料。 它适合于制造冶炼金属与合金用的坩埚、连续铸锭用的耐火材料、耐 2000℃ 左右高温的电炉发热体和炉膛耐火材料，它还可用来作为氧浓差电池以及磁 流体发电机组中的高温电极材料。 在克服陶瓷脆性的进程中，氧化锆相变增韧陶瓷非常令人瞩目，它正在 改变着人们对陶瓷力学性能的传统看法，促进了先进陶瓷的进一步发展。 氧化锆相变增韧陶瓷是利用氧化锆由四方结构向单斜结构转变时的效应 来克服陶瓷脆性的。 氧化锆相变增韧陶瓷有多种类型。其中有一种称为部分稳定氧化锆陶瓷 的，是在氧化锆中加入适当的稳定剂而形成的。它由稳定的立方结构氧化锆 和亚稳定的四方结构氧化锆所组成。在外应力作用下，亚稳定的四方结构转 变为单斜结构，且伴随有体积膨胀，从而起到增韧作用。目前又采用有机溶剂蒸馏法获得氧化锆超微颗粒（其直径仅几十纳米），可在较低温度下烧结成具有微细结构的四方结构氧化锆陶瓷（晶粒尺寸在 1 微米以下）。这种陶瓷具有高强度和高断裂韧性，适用于制造拉丝模、导辊、 工夹具、刀具、耐磨部件等。 还有一种氧化锆增韧陶瓷，它是在其他陶瓷中引入氧化锆，从而达到增 韧效果的。如氧化锆增韧氮化硅陶瓷，它可用于制造刀具、发动机、热机零 部件等；又如氧化锆增韧氧化铝陶瓷，它可用于制造刀具、绝热发动机的某 些部件等。纤维补强陶瓷基复合材料 纤维补强陶瓷基复合材料是以纤维作为增强体，把纤维同陶瓷基体通过 一定的复合工艺结合在一起而组成的材料的总称。这类复合材料具有高强 度、高韧性、优异的热稳定性和化学稳定性，是一类新型结构材料。 作为增强用的纤维有金属纤维（如钨丝、钽丝、钼丝等）、玻璃纤维和 陶瓷纤维（如碳、碳化硅、氧化铝、氧化锆等纤维）；而陶瓷基体有氧化物 基（如氧化铝、氧化锆等）和非氧化物基（如碳、碳化物、硼化物、氮化物 等）。在选择纤维和陶瓷基体时要注意性能的匹配，如纤维必须和陶瓷一样具有耐高温性能，纤维的热膨胀系数应稍大于陶瓷基体。 纤维补强陶瓷基复合材料的应用领域和即将应用的领域有刀具、滑动构件、航空航天部件、发动机零件、能源构件等。法国已将长纤维增强碳化硅复合材料应用于制造超高速列车的制动件。由于这种材料具有优异的耐摩擦 性能和耐磨损性能，使用效果令人满意。经过纤维补强的陶瓷，无论在抗机械冲击性，还是在抗热冲击性方面，都有了极大的提高，这在很大程度上克服了陶瓷的脆性，同时又保持了陶瓷 原有的许多优异性能。这种打不破的陶瓷目前虽只是初露端倪，但肯定有着 美好的发展前景。能透光的陶瓷 看了这个标题，也许你会诧异：是否写错了？只有透明的玻璃，陶瓷哪 能透光？日常生活中使用的传统陶瓷确实是不透光的。但是，经过科学家的 长期研究，已经开发出一批能透光的先进陶瓷，并在生产中获得应用。能使陶瓷透明吗 陶瓷作为理想的绝缘材料，被广泛地应用在电器行业中。与玻璃比较， 陶瓷的强度高，耐火性好，能抵抗化学腐蚀，能经受放射性物质的强烈辐照。 但陶瓷不透明，以致许多场合，特别是在照明电器上无法应用。因此，在本世纪 50 年代，如何使陶瓷透明成了一项急需解决的重要课题。 美国通用电器公可研究所有一批陶瓷专家，从事陶瓷材料的研制和产品开发。在总结前人研究的基础上，他们认识到陶瓷不透明的主要原因是陶瓷 中存在许多微小的气孔。当一束光线照射到陶瓷表面时，微气孔由于具有对 光线很强的散射能力，把大部分光线分散到四面八方，最后被陶瓷所吸收。 微气孔成了光线前进路上的“拦路虎”，所以，不把这只“拦路虎”赶跑， 休想让光线从陶瓷中通过。为此，陶瓷专家们试着采取了几项技术措施。首先，烧制陶瓷所用的原材料要有很高的纯度和细度，而且颗粒要均匀，不能有的粗有的细，故他们 用了纯度为 99.99％、平均颗粒尺寸只有 0.3 微米的氧化铝粉末作原料。其 次，要减慢陶瓷结晶过程中晶粒长大的速度，这样便可依靠晶粒边界的缓慢 移动，把微气孔赶跑，所以他们在原料中加入了极少量的氧化镁作为阻碍晶 粒长大的添加剂。第三，要减少加热炉中的气体，最好能抽成真空，但由于 受到设备的限制，结果他们在炉中通入氢气。这是因为氢气分子的体积比空 气中氮气分子的体积来得小，氢气分子容易通过晶格扩散到晶界，最后被排 除出去。世界上第一块透明陶瓷 一天，陶瓷专家科布尔和他的助手们正在实验室里研制透明陶瓷，他们 从炉内取出一块烧好的陶瓷小圆片试样，不知怎么一来，小圆片落到了实验 桌上正翻开的一本书上，奇妙的事情发生了：透过陶瓷片，书上的文字清晰 地映入人们的眼帘。年轻的助手们欢乐地跳了起来，把帽子抛向天空，喊着： “成功了！成功了！”奔向科布尔。科布尔抑制住内心的激动，故作镇静地 坐到了显微镜前。经过仔细的检查，在这片陶瓷中竟找不到一个微气孔。1957 年一次会议上，科布尔郑重地向大家宣告：世界上第一块透明陶瓷诞生了。 自从透明氧化铝陶瓷诞生以后，透明陶瓷家族真是人丁兴旺，成员已经 有几十个，而且还在不断扩大。在氧化物陶瓷方面有氧化镁、氧化钇、氧化 铍、氧化钍等透明陶瓷。还有一些由几种氧化物组成的透明陶瓷，如铝镁尖 晶石（由氧化铝、氧化镁组成）、锆钛酸铅镧透明铁电陶瓷（由氧化锆、氧 化钛、氧化铅、氧化镧组成）。在非氧化物陶瓷方面有氟化镁、氟化钙、氟 化镧等透明陶瓷，还有能透过波长较长的红外线的陶瓷，如硫化锌、硒化锌、碲化镉、砷化镓等透红外陶瓷。高压钠灯 早在 30 年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光 源。但是钠蒸气放电会产生超过 1000℃的高温，而且钠是一种非常活泼的金 属，有很强的腐蚀性，用玻璃制成的灯管无法耐受，而一时又找不到能在高 温下抵抗钠蒸气腐蚀的合适灯管材料。经过了二十几个年头，一直到 1957 年，人们盼来了透明陶瓷。透明氧化铝陶瓷的熔点高达 2050℃，能在 1600℃的环境里不受钠蒸气的腐蚀，而且可以通过 95％的光线。有了它，高压钠 灯才在 1960 年呱呱坠地，并经过不断改进，得到了实际应用。 高压钠灯是发光效率很高的一种电光源。普通白炽灯的发光效率只有 10 流明/瓦，高压汞灯的发光效率为 50～60 流明/瓦，而高压钠灯的发光效率高达 110～120 流明/瓦。在同样功率的情况下，一个高压钠灯能顶两个高压汞 灯，而且光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。高压钠灯的光线能透 过浓雾而不被散射，用它作为汽车灯特别适合。高压钠灯平均寿命长达 1～2 万小时，比高压汞灯寿命长 2 倍，高过白炽灯 10 倍，是目前寿命最长的灯。 除了高压钠灯外，透明陶瓷还适用于制造其他新型的灯具，如钾灯、铷灯、铯灯、金属卤化物灯等。响尾蛇的启示 响尾蛇是一种生长在美洲的毒蛇。在漆黑的夜里，响尾蛇会出其不意地 发起攻击，像闪电一般将田鼠吞食。响尾蛇为什么有这样灵敏的感觉？科学 家发现，奥秘就在于响尾蛇眼与鼻孔之间的一个凹陷的“颊窝”。他们做了 一个有趣的实验：把响尾蛇头部包起来，只露出颊窝，前面放一个用黑纸包 着的未通电的灯泡，这时响尾蛇无动于衷；但当灯泡通电发热时，响尾蛇立 即向它发起猛烈的攻击。这说明响尾蛇的颊窝能接收发热物体产生的红外 线。原来，在响尾蛇的颊窝内有一薄膜，上面布满着神经末梢和一种叫线粒 体的细胞器，它能随温度的变化而膨胀和收缩，周围温度只要有千分之一度 的变化它就能感觉出来。响尾蛇的奥秘给科学家带来了启示，他们让导弹向响尾蛇“学习”，在导弹头部安装了一个用光敏半导体制成的，能感受红外线的红外探测器。当 敌机发动机喷射出的高温燃气或机身上辐射出的红外线被导弹上的红外探测 器感受到后，导弹导向系统就会自动地将导弹引向目标，最终击毁目标。导 弹头部的红外线探测器上，需要有一个保护罩（称为整流罩），它要有足够 的强度和硬度，以抵抗高速气流和雨雪的冲刷，但它又要保证让敌机辐射出 来的哪怕是非常微弱的红外线能通过，传到红外探测器中，也就是说它必须 具有透过红外线的能力。 能担当此任的材料非透红外陶瓷莫属，它非常适合于制造响尾蛇导弹头 部的整流罩。红外线是一种从物体上辐射出来的肉眼看不见的电磁波。物体 的温度越高，辐射出来的红外线波长越短；反之，物体的温度越低，红外线 波长就越长。每种透红外陶瓷能透过一定波长的红外线。例如，氟化镁陶瓷 能透过 0.45～9 微米波长的红外线，硫化锌陶瓷能透过 0.57～15 微米波长的 红外线，硒化锌陶瓷能透过 0.48～22 微米波长的红外线，碲化镉陶瓷能透过 2～30 微米波长的红外线。人们可以根据实际的需要来选择不同的透红外陶 瓷。能自动调光的护目镜 也许你有这样的感受：当眼睛突然受到强烈光线照射后，会暂时看不清 周围的东西，要过一段时间才能恢复正常的视觉。这种现象称为闪光盲，即 眼睛因强闪光暂时丧失视觉功能。闪光盲会给正在进行的工作带来影响，经 常发生闪光盲会损伤视网膜。但在工作和生活中，人们经常会遇到强光的刺 激。 例如，电弧焊时产生的电弧，最高温度达到 K（K 是绝对温度 的单位，0℃相当于 273.15K），发出强烈的弧光，所以电焊工人都要带上面 罩，透过近乎黑色的护目镜才能进行操作。但在电弧尚未产生前，带了面罩 根本看不清周围情况，工作起来非常不方便。 原子弹爆炸时，情况就更严重了：一颗梯恩梯当量为 20000 吨的原子弹 爆炸时，火球辐射的光能约 30 万亿焦耳，几乎全部光能在 3 秒钟内骤然释放。 所以核试验工作人员必须带上很深的墨镜。但是原子弹爆炸前带上墨镜，就 看不清东西，变得寸步难行。原子弹爆炸了再戴上，就来不及了。如果能有 一种自动调光的护目镜，那该多好。有一种锆钛酸铅镧透明铁电陶瓷，能透光，耐高温，耐腐蚀，强度高，还能把电、光、机械变形等作用结合起来，具有电控光特征，故用它可制作 存储、显示或开关用的光电器件。用这种铁电陶瓷和两块偏振片可组成具有夹层结构的护目镜，这种护目镜带有控制电路、电源和开关，用光敏二极管作为强闪光的接收元件。当接 收元件测出周围的光强度超过危险值时，立即发出信号给控制电路，使镜片 关闭，护目镜就自动迅速变暗；当危险光消失后，控制电路又自动加压到铁 电陶瓷薄片上，使镜片达到最大的开启状态，即又回复到原来的明亮状态。 有了这种护目镜，电焊工人就不必把面罩举上拿下了，核试验工作人员也可以一直戴着这种护目镜进行核爆炸前的准备工作。 1976 年，美国制成了 PLZT 核闪光护目镜，1977 年正式装备部队，作为 飞行员头盔上的护目镜。 新奇的能量转换器——压电陶瓷 说起能量转换，我们都知道，水轮机带动发电机发电，是机械能转化为 电能；电动机带动水泵把水抽到高处，是电能又转化为机械能；电灯把电能 转化为光能和热能；植物进行光合作用，把光能转化为化学能??但你可知 道，有一种压电陶瓷，它能把机械能和电能相互转换，为我们做许多有益的 事情，称得上是“新奇的能量转换器”。压电效应 压电陶瓷是一种先进功能陶瓷，它具有压电效应。那么，什么是压电效 应呢？ 某些材料在机械力作用下产生变形，会引起表面带电的现象，而且其表 面电荷密度与应力成正比，这称为正压电效应。反之，在某些材料上施加电 场，会产生机械变形，而且其应变与电场强度成正比，这称为逆压电效应。 如果施加的是交变电场，材料将随着交变电场的频率作伸缩振动。施加的电 场强度越强，振动的幅度越大。正压电效应和逆压电效应统称为压电效应。 并非所有的陶瓷都具有压电效应。作为压电陶瓷的原材料，在晶体结构 上一定是不具有对称中心的晶体，如氧化铅、氧化锆、氧化钛、碳酸钡、氧 化铌、氧化镁、氧化锌等。将这些原材料在高温下致密烧结，制成陶瓷，并 将制好的陶瓷在直流高压电场下进行极化处理，才能成为压电陶瓷。常用的压电陶瓷有钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅以及三元系压电陶瓷等。 压电陶瓷的应用范围非常广泛，而且与人类的生活密切相关。其应用大 致可归纳为以下四方面。（1）能量转换。压电陶瓷可以将机械能转换为电能，故可用于制造压电打火机、压电点火机、移动 X 光机电源、炮弹引爆装置等。用压电陶瓷也可 以把电能转换为超声振动，用于探寻水下鱼群，对金属进行无损探伤，以及 超声清洗、超声医疗等。（2）传感。用压电陶瓷制成的传感器可用来检测微弱的机械振动并将其转换为电信号，可应用于声纳系统、气象探测、遥感遥测、环境保护、家用 电器等。（3）驱动。压电驱动器是利用压电陶瓷的逆压电效应产生形变，以精确地控制位移，可用于精密仪器与精密机械、微电子技术、光纤技术及生物工 程等领域。（4）频率控制。压电陶瓷还可以用来制造各种滤波器和谐振器。压电打火机 近年来，市场上出现的一种新式的压电打火机，就是应用了压电陶瓷的 压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，使一根钢柱在压电 陶瓷上施加机械力，压电陶瓷即产生高电压，形成火花放电，从而点燃可燃 气体。在这种打火机中，采用直径为 2.5 毫米，高度为 4 毫米的压电陶瓷， 就可得到 10～20 千伏的高电压。当压电陶瓷把机械能转换成电能放电时，陶 瓷本身不会消耗，也几乎没有磨损，可以长久使用下去，所以，压电打火机 使用方便，安全可靠，寿命长。压电引爆装置
其实，压电打火机的点火原理可应用于各个领域，特别是军事领域。在反坦克 炮弹上装上压电陶瓷元件，当炮弹击中坦克时，陶瓷因受压而产生高电压，从而引燃 炸药，摧毁坦克。压电陶瓷在非常强的机械冲击波的作用下，储存的能量在以微秒计 的瞬间释放出来，产生瞬间电流达 10 万安培以上的高压脉冲，可用于原子武器的引爆。压电探鱼仪 探鱼仪是一种用来探测水下鱼群的声纳设备。它一般由声波发射部分、 接收部分、记录装置、显示装置等组成。压电探鱼仪的声波发射部分和接收 部分用压电陶瓷制成。压电陶瓷在交变电场作用下，会产生伸缩振动，从而 向水中发射声波。当交变电场的频率与压电陶瓷的固有频率相近从而产生共 振时，它能发出很强的声波，传至上百千米外。声波在向前传播时遇到鱼群 即被反射回来，压电陶瓷接收部分收到回波后，即将它变换成电信号，经过 电路处理就会显示出鱼群的规模、种类、密集程度、方位和距离等，便于捕 捞作业。压电陶瓷的硬度很高，它振动起来可以发出很强的功率。压电探鱼仪由于声波发射部分采用了压电陶瓷，其发射功率已达到兆瓦级。用压电陶瓷制 成的接收部分有很高的灵敏度，根据回波的强弱可以判断是海底、礁石，还 是鱼群，甚至可以判断鱼群的种类、大小和分布情况。压电振荡器与压电滤波器 让我们首先认识一下目前收音机中根据电磁振荡原理制成的振荡器和滤 波器。在超外差式收音机中，有一个双联可变电容器，其中大的电容器和天线磁棒线圈相连，小的电容器和一个电感线圈相连，分别组成两个振荡器。假 如我们要收听 790 千赫的节目，把双联电容器调整到相应的适当位置，这时 一个振荡器的振荡频率为 790 千赫，另一个振荡器同时产生频率比 790 千赫高 465 千赫的高频信号，这两种信号在晶体管中混在一起，通过差频作用， 产生出一个 465 千赫的中频信号，经过中频变压器（它事实上是由电感、电 容组成的，只允许频率在 465 千赫附近的信号通过的滤波器）放大，然后经 检波，检出声频信号后再进行放大，最后通过扬声器放出，我们就听到了 790 千赫电台的播音。 由此可知，在收音机的电子线路中，振荡器和滤波器是不可缺少的重要 部件。那么，压电陶瓷是怎样来完成振荡、滤波功能呢？ 作用在压电陶瓷上的交变电压会产生一定频率的机械振动。在一般情况 下，这种机械振动的振幅很小。但是当所加电压的频率与压电陶瓷的固有机 械振动频率相同时，就会引起共振，使振幅大大增加。这时，外加电场通过 逆压电效应产生应变，而应变又通过正压电效应产生电流，电能和机械能最 大限度地互相转换，形成振荡，就像在电容和电感所组成的谐振回路中，电 能和磁能相互转换形成振荡一样。这就是压电振荡器的基本工作原理。 在同样的电压作用下，只有在共振频率时通过压电陶瓷的电流最大，因 此对于有各种频率的电流来讲，只有频率在共振频率附近的电流可以通过， 这就是压电滤波器的基本工作原理。 用压电陶瓷制造的振荡器和滤波器，频率稳定性好，精度高，适用频率 范围宽，而且体积小，不吸潮，寿命长，特别是在多路通信设备中能提高抗 干扰性，所以目前已取代了相当大一部分电磁振荡器和电磁滤波器，而且这 一趋势还在不断发展中。压电地震仪 地震是常见的自然现象。全世界每年要发生几百万次地震，平均每分钟 就有十几次。不过绝大多数地震比较微弱，人们感觉不到。强烈的大地震， 一般每年不过三五次。然而这种大地震一旦发生，对人类造成的灾难是毁灭 性的，因此地震预报十分重要。测量地震的仪器灵敏度越高越精确，地震预 报就报得越早越准，就可把地震带来的损失减得越小。现在让我们来看看，压电陶瓷是怎样在地震仪中起作用的。 地震发生的地方叫震源，震源一般在地壳内比较深的地方。从震源开始， 震动不断向四面八方传播。震动是一种机械波，当地震仪中的压电陶瓷受到 机械波的作用后，按照正压电效应，就会感应出一定强度的电信号，这些信 号可以在屏幕上显示或是以其他形式表现出来。由于压电陶瓷的压电效应非常灵敏，能精确测出几达因的力的变化，甚至可以检测到十多米外昆虫拍打翅膀引起的空气扰动，所以压电地震仪能精 确地测出地震的强度。由于压电陶瓷能测定声波的传播方向，故压电地震仪 还能指示出地震的方位和距离。可以毫不夸张地说，压电陶瓷在地震预报方 面大显了身手。压电超声医疗仪 生物医学工程是压电陶瓷应用的重要领域。用作生物医学材料的压电陶 瓷称为压电生物陶瓷，如铌酸锂、锆钛酸铅和钛酸钡压电陶瓷等。压电生物 陶瓷主要用于制作探测人体信息的压电传感器（如用钛酸钡压电陶瓷制作的 心内导管压电微压器和心尖搏动心音传感器，用复合压电材料制作的脉压传 感器）和压电超声医疗仪。 压电超声医疗仪中应用最广的是 B 型超声诊断仪。这种诊断仪中有用压 电陶瓷制成的超声波发生探头，它发出的超声波在人体内传输，体内各种不 同组织对超声波有不同的反射和透射作用。反射回来的超声波经压电陶瓷接 收器转换成电信号，并显示在屏幕上，据此可看出各内脏的位置、大小及有 无病变等。B 型超声诊断仪通常用来检查内脏病变组织（如肿块等）。 压电陶瓷还可应用于超声治疗。进入人体的超声波达到某一强度时，能 使人体某一部分组织发热、轻微振动，起到按摩推拿作用，达到治疗的目的， 如用于治疗关节、肌肉及其他软组织的创伤和劳损。此外，还可用超声波粉 碎体内结石，如胆结石、肾结石、尿路结石等。 陶瓷应用的新天地 陶瓷作为一种工程材料，较之金属、塑料等其他材料有许多无可比拟的 优异性能，如耐高温、耐磨损、耐腐蚀、不老化，特别是随着脆性等缺点的 逐渐克服，陶瓷的应用越来越广泛，陶瓷成了航天、航空、冶金、建筑、机 械、化工、电子、生物医学工程等领域的关键材料。未来的科技对材料的要 求越来越苛刻，陶瓷有可能成为解决技术难题的最有希望的材料。前面我们 已对透明陶瓷、压电陶瓷的应用作了些介绍，下面再介绍一些陶瓷的其他应 用实例。宇宙飞行器的“头盔” 在晴朗的夜晚，抬头仰望灿烂的星空，有时会看到一道划破夜空的亮光、 似昙花一现，稍纵即逝。这是高速运动的陨星与大气剧烈摩擦的结果，摩擦 产生的巨大热量可以把陨星的大部分或全部烧毁。 当宇宙飞行器完成航天任务返回地球时，它面临着与陨星一样的处境。 研究结果表明：当宇宙飞行器的飞行速度等于声速的 3 倍时，其前端的温度 可达 330℃；当飞行速度等于 6 倍声速时，可达 1480℃。宇宙飞行器邀游太 空归来，到达离地面高度 60～70 千米时，其速度仍保持在声速的 20 多倍， 温度在 10000℃以上，这样的高温足以把宇宙飞行器化作一团熊熊的烈火。 高速带来了高温，这似乎是一道不可逾越的障碍。人们把这种障碍称为“热 障”。怎样使宇宙飞行器克服“热障”，安然地返回地面呢？科学家在分析了“宇宙不速之客”——陨石后发现，陨石表面虽已熔融，但里面的化学成分 没有变化。这说明陨星在下落过程中，尽管表面因摩擦生热产生几千度高温 而熔融，但由于穿过大气层的时间很短，热量还来不及传到陨石内部。这给 科学家以启发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的“头盔”，把 重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等一系列物理和 化学变化中，“丢卒保车”，达到保护宇宙飞行器的目的。一位宇航员曾亲眼目睹了宇宙飞船闯过“热障”的壮观：当飞船降落时，首先从舷窗中看到了烟雾，然后又看到了红色、金黄色、黄色、绿色、蓝色 等五彩缤纷的火焰，同时还听到了噼噼啪啪的声音，这是飞船头部的烧蚀材 料在燃烧，它们“牺牲”了自己，把飞船内的温度始终维持在正常的范围内， 最后使飞船平安地到达地面。 作为烧蚀材料，要求气化热大，热容量大，绝热性好，向外界辐射热量 的本领大等。烧蚀材料有很多种，其中陶瓷不失为一“佼佼者”。不过，单 纯陶瓷材料的抗热冲击性能还经受不了如此激烈的温差变化，最好采用纤维 补强。近年来，人们研制成功了许多具有高强度、高弹性模量的纤维，如碳 纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维，用它们可以制成相应的纤维补强 陶瓷复合材料。 我国著名科学家严东生院士领导下的中国科学院上海硅酸盐研究所，研 制成功了火箭导弹头部用的烧蚀材料——碳纤维—石英复合材料和其他无机 烧蚀材料，并将它们应用于我国第一代洲际导弹和远程火箭，成功地解决了 端头超高温防热的技术难题，为我国的航天事业作出了贡献。 陶瓷发动机 陶瓷具有较好的高温强度、耐蚀性和耐磨性，尤其是氮化硅和碳化硅陶 瓷，有可能作为高温结构材料来制造发动机。陶瓷发动机已成为当前世界各 国竞相开发的目标之一。用陶瓷材料制造的发动机，具有以下优越性。 （l）陶瓷的耐热性好，这可以提高发动机的工作温度，从而使发动机效 率大大提高。例如，对燃气轮机来说，目前作为其制造材料的镍基耐热合金， 工作温度在 1000℃左右；若采用陶瓷材料，工作温度可达 1300℃，使发动机 效率提高 30％左右。 （2）工作温度高，可使燃料充分燃烧，排出废气中的污染成分大大减少。 这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染。 （3）陶瓷的热传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，可节省能 源。 （4）陶瓷具有较高的高温强度和热稳定性，这可延长发动机的使用寿 命。 我们知道，发动机是将其他能量（如热能等）转化为机械能的动力装置。 其中燃气轮机是利用燃气推动涡轮（由叶轮和转轴组成）旋转做功，内燃机 是用活塞在气缸中往复运动做功。目前汽车发动机一般用内燃机。从 50 年代 开始，人们研究将燃气轮机作为汽车动力源。燃气轮机由于采用的是连续燃 烧方法，燃料容易充分燃烧，因此可以使用多种燃料，是一种低公害、节省 资源的动力装置。而且燃气轮机运行时振动较小，适用于赛车、重型载重汽 车等（普通乘用车开车、停车频繁，难以充分发挥燃气轮机的优越性）。首先让陶瓷获得应用的是高温燃气轮机。用陶瓷制造燃气轮机，不但有利于提高工作温度，降低燃料的消耗，而且陶瓷原料供应丰富，不存在资源 紧缺的问题。用陶瓷来代替镍基、钴基等耐热合金，成本可降低到原来的1/30。当然，陶瓷也可用于制造内燃机。在燃气轮机中可试用陶瓷制造的零部件有：叶片、燃烧筒、套管、主轴轴承等。在内燃机中可用陶瓷制造的零 部件有：活塞内衬、气缸、预燃烧室、挺杆、阀门、喷嘴、涡轮增压器转子、 轴承等。据说，汽车发动机的所有零部件若都用陶瓷制造，其重量比现在的发动机轻 2/3，燃料费将下降 20％。看来，陶瓷是汽车产业在激烈竞争中的一张 获胜王牌。 1977 年，美国福特汽车公司用氮化硅和碳化硅陶瓷制造了一台全陶瓷车 用燃气轮机，并进行了运转试验，燃气温度为 1230℃，转速为 5 万转/分。 这台燃气轮机成功地运转了 25 小时。 1982 年，瑞典鲍尔鲍和联合公司通过共同研究，用陶瓷制成了燃气轮 机，并且进行了燃气轮机乘用车的实际行驶，首次在世界上取得成功。这台 燃气轮机的涡轮工作温度为 1100℃（目标为 1350℃），转速为 5 万转/分（目 标为 10 万转/分），运行了 10 小时。 我国在“七五”期间（ 年），有数十个单位在国家科委的组 织下，协同攻关，研制成一系列陶瓷发动机的关键零部件，并装配成发动机。 不仅顺利通过了台架试验，而且在大型公共汽车上完成了上海与北京间的往 返装车路试，使我国成为世界上少数几个有能力进行陶瓷发动机装车路试的 国家之一。这种由陶瓷部件装配的发动机，燃油效率高，无需水冷却系统， 特别适用于沙漠地区等恶劣环境。该机已进入西北沙漠地区进行性能考核。 我国科学家还将研制工作温度更高的陶瓷燃气轮机，他们正为攻克陶瓷发动 机难关而不懈地努力着。陶瓷滚动轴承 滚动轴承是现代机械中的重要部件。它主要用于支承轴及轴上的零件， 对整台机器的精度、效率和使用寿命有直接的影响。 滚动轴承从 19 世纪开始使用以来，至今已有 100 多年历史。目前全世界 一年要生产 25 亿只滚动轴承，几乎每一台机器设备都要使用滚动轴承。滚动 轴承较之滑动轴承具有摩擦系数小、消耗功率少、效率高的优点。它一般由 外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成，常用合金钢制造，但同样可用陶 瓷制造。 目前，这种陶瓷滚动轴承已经问世。一年一度的名古屋优质陶瓷商品交 易会上，日本、英国、德国生产的陶瓷滚动轴承特别引人注目。陶瓷滚动轴 承具有下列优点：（1）陶瓷的耐蚀性好，所以陶瓷滚动轴承适合于在有腐蚀性介质的恶劣环境中工作；（2）陶瓷滚动体的密度比钢低，转动时对外圈的离心作用力可降低 40％，故使用寿命长； （3）陶瓷的热膨胀系数比钢小，在轴承的间隙一定时，允许在温差变化 较大的环境中工作；（4）陶瓷的弹性模量比钢高，具有较好的刚度，有利于 提高工作速度，达到较高的精度。陶瓷滚动轴承的制造材料主要采用氮化硅陶瓷，其中含氧化铝和氧化钇添加剂的陶瓷强度要比含氧化镁的高。 日本已开发成功在高温下采用固体润滑剂的陶瓷滚动轴承，以及用液体或油脂润滑的钢—陶瓷组合滚动轴承或全陶瓷滚动轴承。 目前，陶瓷滚动轴承已应用于涡轮增压器、离心分离器、燃气轮机、柴 油机和飞机发动机等。陶瓷刀具 刀具也是陶瓷的一个重要应用对象。衡量刀具质量的高低，不在于在室 温时硬度的高低，关键是在高速切削产生高温的条件下是否仍能保持高硬 度。这种在高温时仍能保持高硬度的能力，称为热硬性或红硬性。陶瓷不仅 具有高硬度、高耐磨性，而且高温下的热硬性仍较好，因此是理想的刀具材 料。 陶瓷刀具材料主要有氧化铝陶瓷、氧化铝—碳化钛陶瓷（含 30％碳化 钛，目的是提高韧性）、氮化硅陶瓷和复合氮化硅陶瓷等。例如，在加工冷 硬铸铁轧辊的时候，复合氮化硅陶瓷刀具可比普通硬质合金刀具切削速度快5 倍，刀具寿命提高 20～30 倍，还能在间断切削工况下顺利工作，而这是硬 质合金刀具无法完成的。在 70 年代研制成功的立方氮化硼陶瓷刀具，其硬度仅次于金刚石，但耐热性和化学稳定性均大大高于金刚石，能耐 ℃的高温，适合于切 削难加工的金属材料。陶瓷人工关节 现在，人的关节万一损伤，可以换上人工关节，正像机器损坏了，换个 零件那样。以前人工关节一般用不锈钢之类的金属材料制成。在气温变化时， 特别是遇到阴雨天，装上这种金属关节的人，往往会感到酸痛。这是因为人 体里的液体（称为体液）酸碱度会随气候的变化而变化，并与金属关节相互 作用，产生电解现象，使人体的局部生理状态紊乱，引起不适的感觉。 如果采用陶瓷材料来制造人工关节，就没有这种痛苦和烦恼了。陶瓷不 怕酸碱腐蚀，也不导电，无论体液酸碱度如何变化，对陶瓷都不会起作用。 但话又要说回来，不是任何陶瓷都可以作为人工关节材料的。凡是生物 医学材料，除应满足一定的理化性质要求外，还必须满足生物学性能的要求， 即生物相容性要求。通俗地说，这种材料不会引起对人体有害的作用，包括 产生局部和全身反应，如发炎、中毒、致癌、有刺激性等，同时人体也不会 对材料的结构和性能产生灾难性的破坏。换言之，人体和材料要相互容纳，和平共处。 凡是可作为生物医学材料的陶瓷，称为生物陶瓷，它们可用于制造体内 修复器件和人工器官。在化学成分上，生物陶瓷通常由存在于生理环境中的 离子（钙、磷、钾、镁、钠等）或对人体组织仅有极小毒性的离子（铝、钛 等）所组成，因此具有良好的生物相容性。生物陶瓷的种类很多。例如，氧化铝生物陶瓷强度大，硬度高，摩擦系数小，耐磨性好，适合于制造人工关节头和臼等对耐磨性要求高的修复体、 牙种植体、耳听骨修复体、骨螺丝等。氧化锆生物陶瓷不仅具有良好的耐磨 性、抗生理腐蚀性和生物相容性，而且其断裂韧性和强度均优于氧化铝陶瓷， 用其制作的髋关节头比氧化铝陶瓷的小 20％左右，从而具有更好的耐磨性和 更长的寿命，主要用于关节、牙等硬组织的修复和替换。中国科学院上海硅 酸盐研究所的科学家还研制成功了等离子喷涂氧化铝、氧化锆人工骨与关节 陶瓷涂层材料，并获得了国家发明奖。玻璃家族的新成员名副其实的安全玻璃 玻璃可说是我们熟悉的老朋友了，在我们周围到处都有玻璃：房间内的 门窗玻璃、电视机的显象管玻璃、汽车驾驶室的挡风玻璃、各种光学仪器玻 璃和琳琅满目的器皿玻璃等等。你一定了解玻璃的“性格”：“啪！”一块 玻璃落地，跌得粉身碎骨，它那短暂的生命就此结束。 难道玻璃本性难移，脆性果真是它的“不治之症”吗？人类在长期的生 产实践中，已经研制出许多新型玻璃，如夹丝玻璃、夹丝防盗玻璃、夹层玻 璃、钢化玻璃等。这些玻璃有个共同的特点：经剧烈振动或撞击，仍不易破 碎，即使破碎，也不会产生尖锐的碎屑伤人，故统称为“安全玻璃”。遭窃的玻璃厂厂长 在 100 多年前的英国，有一位名叫吉姆斯·牛敦的绅士，开了一家玻璃 制造厂。这位牛敦厂长总是不放过任何机会宣传使用玻璃的好处。他别墅中 通向阳台的那扇门是用玻璃做的，他逢人就说：“看啊！我的别墅中阳光多 么充足！”可是，不久发生了一件糟糕透顶的事情。小偷似乎并不理会玻璃的优点，专挑玻璃的弱点。在一个漆黑的夜晚，一个小偷悄悄地爬上厂长别墅的阳台， 用金刚石划破了那扇玻璃门，伸进手去拉开了插销，潜入屋内，把财物洗劫 一空。牛敦先生在懊恼之余，对玻璃的易碎性和毫无防御能力深为遗憾，冥思苦想怎样才能防止被窃。应该换一扇结实的铁门？不！铁门无法透过阳光。 再说他是玻璃厂厂长，玻璃毕竟有许多公认的优点啊！在铁门上挖洞再镶上 玻璃？在玻璃门外再加一层保护铁丝网？??方案一个个提出，又一个个被 否定。最后，牛敦先生请来了玻璃制造专家，终于找到了为玻璃增添“筋骨” 的好主意：在玻璃制造过程中，趁温度较高，玻璃还很软的时候，夹进一层 金属网。这层金属网平行于玻璃表面，每个网格的形状可以做成六角形，也 可做成方格形等。这样，一种新型的夹丝玻璃便诞生了。夹丝玻璃中的金属网对玻璃起了加强作用，有效地克服了玻璃的脆性，即使很大的冲击或振动使它破碎，玻璃碎片仍藕断丝连地粘在一起，不会飞 出伤人。由于夹丝玻璃可靠、安全，后来一些国家特别规定，在高层建筑中 必须使用夹丝玻璃。深夜，展览馆中响起警铃 一次大型的古代名画展览正在某滨海城市举行。这次展出的古代名画具 有极高的收藏价值，它们都是几经周折，闯过了战争的烽火，经历了动乱的 洗礼，才得以保存下来的，故甚为珍稀。经鉴赏家鉴定，均为前人名迹，绝 非赝品。为便于保存，所有名画都经过防霉防蛀处理，并装置在精美的玻璃 框中，让每位参观者尽情欣赏。这次展出吸引了海内外知名画家、鉴赏家、收藏家和广大爱好艺术的平民百姓，迎来了一批批流连忘返的参观者。第一天展览顺利结束了，工作人 员进行了仔细清点和打扫后陆续离去，整个展览馆静悄悄，一片肃穆安谧。 深夜，漆黑的夜空像浸透着墨汁，万籁无声。突然，展览馆值班室亮起 红灯，紧接着一阵阵警铃声揪人心肺，警卫人员闻声而起，立即冲向展览厅出事地点，正在作案的窃贼束手就擒。 显然，在这次擒贼行动中立了大功的是展览馆中的防盗报警装置。或许你已经在影视片中见识过类似装置的功效，比方说红外线防盗报警装置等， 然而这种装置有两个缺点。一是敌我不分，不管是谁，只要一进入“禁区”， 立即警铃大作。这不但限制了警卫人员的行动范围，而且可让盗贼制造假警 报，使得警卫人员疲于奔命，松懈警惕，他们便乘机作案。二是目标暴露， 易于被盗贼破坏。在著名的河南开封“九·一八”文物盗窃大案中，盗贼就 是使报警器失效而得手的。 然而，在我们这次名画展览中，使用的是另一种防盗报警装置，它完全 克服了上述两个缺点，因为这种装置使用了一种“夹丝防盗玻璃”。说起它 的原理，其实并不复杂。在这种玻璃内夹有一层极细的肉眼无法观察到的金 属丝网，它完全不影响玻璃的透明程度。把这种玻璃镶嵌在镜框或展柜上， 让金属丝网接通电源，并与自动报警器的开关相连。窃贼在划玻璃时必然会 碰到金属丝网，于是报警器自动打开，发出警报，窃贼只有束手就擒。这种“夹丝防盗玻璃”有着广泛的用途，凡是存放文物、珠宝、钱财、票证、图纸和重要文件的地方都可以采用，而且它还能起到“欲擒故纵”的 作用，让窃贼自动上钩。拣回来的发明 20 世纪初的一天，法国化学家别涅迪克做完了实验正在打扫工作场所， 不知怎的，一不留意，他把一只长颈薄玻璃烧瓶碰落到地上。然而，意外的 是，烧瓶没有跌碎，只不过是瓶壁上布满了裂纹。请你设身处地想一下，要是你遇到了这样的事情，会怎样处理呢？也许，起初你会埋怨自己：“真粗心！”然后看到烧瓶没有跌碎，侥幸地松口气： “还好。”最后拣起烧瓶一看：“啊，那么多裂纹！”于是顺手把它扔进了 垃圾箱，虽然带来丝丝的懊恼，事过境迁，也就淡忘了。别涅迪克可不是这样，长期的科学实践培养了他善于思考的习惯和深邃的洞察力。他从不放过身边的意外事情，处处做个“有心人”。尽管这时他 正忙着，来不及仔细研究，但他还是在烧瓶上贴了张小纸条，上面写着：“1903年 11 月，这烧瓶从 3 米半高的地方跌下来，拾起来就是这个样子。” 几年后，报纸上披露了一则车祸消息：一辆公共汽车不慎撞在电线杆上，车窗玻璃的碎片击伤了司机和乘客。记者呼吁：应该研制一种碎了也不伤人 的车窗玻璃，以免流血事件重演。 别涅迪克看了这则消息，心里不觉一动。他想起了那只布满裂纹的烧瓶， 便赶紧从积着厚厚灰尘的角落里把它找了出来。经过仔细研究，他终于弄清 了这是一只装过硝化纤维素溶液的烧瓶，瓶壁上结了一层胶膜，所以当初烧 瓶没有跌得粉碎。 拣回来的烧瓶给别涅迪克带来了启发。对，让胶膜和玻璃紧密合作，取 长补短，相得益彰。于是，一种新型的“夹层玻璃”发明了。 夹层玻璃一般都做成三层，即在两层玻璃间夹一层弹性的透明材料，如 赛璐珞、聚乙烯醇缩丁醛等塑料，使它们相互粘结起来。也有做成五层的， 即在三层玻璃间夹两层弹性的透明材料。还有的在玻璃表面敷设透明的电热 材料，这不仅可以使玻璃在破碎时不起碎片，还可以通电发热，用它来作为 飞机座舱玻璃和汽车挡风玻璃，可避免发生结霜现象或迅速化解结霜。夹层 玻璃装在坦克车的了望孔上，不但不容易被枪弹击穿，即使击穿了，也只是 在弹孔的周围出现网状裂纹，不会飞出碎片，所以夹层玻璃又称“防弹玻璃” 或“不碎玻璃”。目前，夹层玻璃已经有了很大发展。夹层中可以使用各种各样的材料。如 70 年代英国科学家在夹层中夹入一种钛金属薄片，制成的夹层玻璃具有高 抗冲击力、抗贯穿、耐高温的特性。像钢一样结实 或许你已听说过大名鼎鼎的“钢化玻璃”。是的，钢化玻璃有钢一样的 坚硬倔强的脾气。一个 800 克的钢球从 1 米高处落到 6 毫米厚的钢化玻璃上， 钢化玻璃丝毫不受损害。要是普通玻璃，即使 10 张叠在一起，也会被砸得粉 身碎骨。钢化玻璃的抗弯能力比普通玻璃大 5～7 倍。如果将一块钢化玻璃在 两端支撑起来，中间悬空，站上两个彪形大汉，玻璃会被压成弧形，但不会 断裂。那么，玻璃是怎样“钢化”的呢？原来，这是玻璃向钢铁“学习”的结果。 把一块烧红的钢铁迅速投入水中，“哧”的一声，钢铁就变硬了。这种 热处理方法称为淬火。人们想，玻璃是否也能淬火呢？不妨试试。先将普通 的平板玻璃按照要求的尺寸裁好，将其加热到高温，再立即吹风，让它迅速 而均匀地冷却下来。这时，玻璃的表层猛烈地收缩，使玻璃表面均匀地布满 压缩应力。当这种玻璃以后受到拉力时，其表面的压缩应力可以抵消一部分 拉力，从而提高了玻璃的强度。这就是钢化玻璃能像钢铁一样抗冲击力的原 因。现在也有用化学方法来制造钢化玻璃的。将普通玻璃浸在某些熔融盐里面，在其表面生成一层透明的化合物，同样使玻璃表面受到压缩应力，这样 制成的钢化玻璃比淬火法生产的钢化玻璃强度要高得多。钢化玻璃的厚度一般都在 3 毫米以上，这样钢化效果比较好。钢化玻璃一旦制成，就不能再裁切，否则会使玻璃破裂。钢化玻璃也是安全玻璃，主 要是因为它不碎则已，一碎就粉身碎骨，碎粒没有尖锐的棱角，不会伤人。 因此钢化玻璃适合于制成车辆的挡风玻璃、建筑物的门窗、大型吊灯的灯罩 和茶杯、台板玻璃等日常用品。钢化玻璃还能代替钢铁作为制造机械零部件 的材料，如制造搅拌机的叶片、仪表中的玻璃元件等。绚丽多彩的玻璃幕墙 80 年代初，我国第一幢使用玻璃幕墙的高层建筑——长城饭店在高楼林 立的北京城中异军突起，为首都的城市建筑增添了风采。自那以来，玻璃幕 墙建筑在祖国大地如雨后春笋般地出现，使我国的城市美景显得更加绚丽多 彩。那么，什么是玻璃幕墙呢？ 玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，这种镜面玻璃实质上是在钢化玻璃上涂上一层极薄的金属或金属氧化物薄膜而制成的。它呈现金、银、 古铜等颜色，既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。如果你 在大楼外面，会看到玻璃幕墙上展现出一幅蓝天、白云和车水马龙的连续变 幻的画卷。 现代化高层建筑的玻璃幕墙还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层 充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃有双层和三层两种。前者由两层玻璃加 密封框架，形成一个夹层空间；后者由三层玻璃封成二个夹层空间。中空玻 璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量，当室外 温度为-10℃时，单层玻璃窗前的温度为-2℃，而使用三层中空玻璃的室内温 度为 13℃。在夏天，双层中空玻璃可以挡住 90％的太阳辐射热。阳光依然可 以透过玻璃幕墙，但晒在身上不会感到炎热。所以，使用中空玻璃幕墙的室 内可以做到冬暖夏凉，生活环境非常舒适。 玻璃幕墙诞生至今已有 70 年的历史，它曾走过一段崎岖曲折的道路。 早期玻璃幕墙建筑中的住户曾遭受过严寒酷暑的折磨，也发生过因玻璃 强度不够而引起的破碎、倒塌事故。经过不断的技术改进，特别是采用了颜 色玻璃、中空玻璃等新产品，玻璃幕墙的性能不断得到提高，安全性不断加 强，使它也跻身于安全玻璃的行列。如新近建成的上海兰生大厦，其玻璃幕墙的抗风压力已达到 6.27×107 帕。 高科技的发展已经使幕墙的材质从单一材料发展到复合材料，出现了将 玻璃和彩色不锈钢、铝合金、大理石板、搪瓷烧结结构等材料组合而成的幕 墙，这不仅减轻了高层建筑的自重，而且使我们的城市变得更加光彩夺目， 绚丽多姿！ 异军突起的微晶玻璃 玻璃家族中有一个与众不同的成员，名叫微晶玻璃。它具有与普通玻璃 不同的结构，生就一种特殊的性格。它硬度高，抗弯强度是普通玻璃的 7～12 倍。它耐高温性能好，软化温度高达 1000℃，即使达到 900℃高温，突然 投入水中也不会炸裂。它的膨胀系数可以调节，甚至可使其膨胀系数为零。 它不但电性能优异，还可以用来制作雕刻艺术品，在它身上打出成千上万个 微孔也不是一件难事。所以，微晶玻璃在生产中有许多独特的应用。那么，微晶玻璃是怎样发明的呢？“过失”导致的发现 50 年代初，在世界上享有盛誉的美国康宁玻璃公司为了开发新型玻璃， 抽调一批精干的科研人员，组成了研究发展中心。化学家斯托凯受命在该中 心负责研制含微量银的感光玻璃。所谓感光玻璃，就是一种能感光显色的新 型玻璃。这种玻璃经紫外线照射感光后，再经热处理，就能显示出美丽的影 象，不但色泽鲜艳，而且永不褪色。一天，斯托凯正在实验室做热处理试验。按工艺规程要求，热处理时加热温度为玻璃软化温度以下 50～100℃，保温时间为 1～2 小时。斯托凯把一 块玻璃放入自动控制温度的电炉中，将温度控制仪上的加热温度调整为 600℃。这种温度控制仪的工作原理是：一旦炉温超过设定的温度，比方说 600℃，它会自动切断电源，停止加热；而当温度下降到低于 600℃时，又自动 接通电源。这样一会儿断电一会儿通电，就把炉温保持在 600℃左右。现在，斯托凯一切准备就绪，他关上炉门，接通电源，电炉开始升温。突然，传来一阵急促的电话铃声，原来是通知他立即去开会。按照实验室规 定，电炉在加热时工作人员不能离开岗位，但斯托凯想，反正有温度控制仪， 就明知故犯地离开实验室去开会了。当他重返实验室时，不禁大吃一惊，控 制仪失灵，炉内温度早已升到 900℃，真是糟糕透顶。不仅实验失败，而且 熔融玻璃会粘住炉膛，损坏电阻丝，后果十分严重。斯托凯非常懊恼，赶紧打开炉门，意外的事情发生了：玻璃没有熔融，还是直挺挺地躺在炉内，但已面目全非，样子有点像不透明的瓷砖，用钳子 夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的，敲打起来还会发出像金属那样的声音。 这块玻璃究竟发生了什么变化？经过仔细的研究和反复试验，斯托凯在 显微镜下观察到：这块玻璃中析出了大量的微小晶体，这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。微小的晶体 顾名思义，微晶玻璃是由微小晶体组成的玻璃。由于这种玻璃具有与陶 瓷相似的结构，所以又称为“玻璃陶瓷”。 我们知道，玻璃属于非晶态的固态物质。在玻璃制造过程中，由于冷却 太快，内部分子来不及排列成整齐的队伍就凝固了，所以基本上还是液态时 的结构，显得杂乱无章。只不过玻璃中的分子运动起来不能像在液态中那样 自由自在，只能在原地“踏步”，因此形象地说，玻璃是“被冻结的液体”。 但是，玻璃的这种结构是不稳定的，在一定条件下，玻璃还是要让分子 按照一定规则排列起来，析出晶体。这正像水总是从高处流向低处，结晶是 玻璃的自然趋势。 什么条件下玻璃才能析出晶体呢？空气中的水汽要以尘埃作为凝聚的核 心，才能形成水滴。同样，玻璃结晶也要有适当的核心，除了玻璃的自身成 分可以作为结晶核心外，金、银、铜等金属元素和氧化钛、氧化锆等氧化物 也可作为结晶核心。当然，要使玻璃析出晶体，还要在成分、温度、能量等 方面满足一定的条件，一般在 900～1100℃温度范围内比较容易析出晶体。 制造微晶玻璃，就是要创造玻璃结晶的条件。首先要确定微晶玻璃的化 学成分，并事先加入微量的金属元素或氧化物作为结晶核心。然后在玻璃熔 炼、成型后，用紫外线照射，再进行热处理，给予一定的能量条件，使结晶 核心像种子发芽一样，生长出许多微小的晶体，其直径通常不超过 2 微米， 只有头发丝粗细的几十分之一。这种要经过紫外线照射才能制成的微晶玻 璃，称为“光敏微晶玻璃”。不用紫外线照射，只通过热处理也可以制成微 晶玻璃，这种微晶玻璃称为“热敏微晶玻璃”。目前已有 1000 多种不同成分 的微晶玻璃，具有各种不同的性能，但万变不离其宗，微晶玻璃的性能都同微小晶体的存在有关。
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