与众不同的微晶玻璃

与众不同的微晶玻璃

说起微晶玻璃的发明，还有一则小故事。

有一天，有家闻名遐尔的美国玻璃制造公司打算研制一种感光玻璃。所谓感光玻璃，就是一种能感光显色的玻璃新品种。这种新型玻璃经紫外线照射感光后，再经过热处理，便能显示出美丽的影像，不但色彩鲜艳，而且永不褪色。

按照工艺规格的要求，感光玻璃热处理时的加热温度为玻璃软化温度以下50℃～100℃，保温时间为1～2小时。有一位研究玻璃的专家，把一块玻璃放入自动控制温度的电炉中加温，他把炉温调到600℃。一切准备就绪，他关上炉门，接通电源，电炉即开始升温。

就在这时，突然传来一阵急促的电话铃声。原来，上司通知他立即去参加一个重要会议。按照实验室的规定，实验一旦开始，有关研究人员不得中途离开。但是，那位玻璃专家想，反正电炉有自动温控仪控制，于是，他未向上司报告实验室里的工作情况便离开了岗位。

当玻璃专家返回实验室时，由于自动温控仪失灵，炉内温度升到了900℃，他不由得大吃一惊。他赶紧打开炉门，所幸的是，玻璃没有熔融，而是直挺挺地躺在炉内。玻璃专家把它放在显微镜下进行观察，观察结果表明，在这块玻璃中，析出了大量的微小晶体，这就是世界上第一块微晶玻璃的诞生经过。真是“忙中出错，歪打正着”。

有些小朋友可能会问，玻璃中那些微小的晶体是怎样形成的呢?

少年朋友也许都知道，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，制造微晶玻璃也要有适当的核心。这就是说，除了玻璃的自身成分可以作为结晶核心外，人们在熔炼、制作微晶玻璃时，还要加入一些特殊原料。试验表明，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。此外，为了使玻璃析出晶体，还应具备温度和能量等方面的条件。

制作微晶玻璃的工艺的确很有趣:玻璃冷却成型后，如果用紫外线照射一下，就会在它的体内“长出”无数肉眼分辨不出的微小晶体，变成不透明的象牙色，因此人们亲切地把它叫做“微晶玻璃”。这种要经过紫外线照射才能制成的微晶玻璃，科学家们将它称为“光敏微晶玻璃”。而不用紫外线照射，只通过热处理制成的微晶玻璃称为“热敏微晶玻璃”。

目前，科学家们已能研制出1000多种不同成分的微晶玻璃，它们的性能也各不相同。经测定表明，结晶的直径通常不超过2微米，只有头发丝粗细的几十分之一。

喜欢科普的少年朋友都知道，为了观察天体，需要有一台大型的反射式望远镜。但是，由于老式的反射式望远镜的凹镜是采用普通的光学玻璃制作的，这种玻璃会热胀冷缩，这样一来，凹镜的准确形状和精度尺寸都会因受气温的影响而发生变化，从而会大大影响天体望远镜的观察效果。

微晶玻璃受热胀冷缩的影响极小，所以，利用它来制作望远镜的凹镜，使天体望远镜的精度不至于因为气温的变化而受到影响。1978年，我国利用微晶玻璃制成了凹镜直径为2.2米的反射式望远镜，安装在北京天文台，使我国进入了为数不多的能制造大型微晶玻璃凹镜的国家的行列。

由于微晶玻璃既像铝那样轻巧，在高温下又不会变形，所以航空航天工程师看上了它。人们利用微晶玻璃来制作喷气式飞机发动机的喷嘴，以及用作火箭、人造地球卫星和航天飞机的结构材料。

微晶玻璃望远镜

由于微晶玻璃的硬度极好，因此，可用来制造滚动轴承、压缩机和汽轮机的叶片、高速切削工具、刹车构件、热交换器、化工用泵和管道，以及其他要求耐磨、耐热、耐蚀的机械零件。

微晶玻璃易于加工，材质均匀，制成后尺寸精确，因此在军事工业中也大有用武之地。例如，利用微晶玻璃来制作导弹头部的防护罩，使导弹在高速飞行过程中能辐射大量的热，从而降低工业温度。因此，军事科学家将微晶玻璃誉为导弹头部的“保护神”。

许多具有特殊性能的微晶玻璃，可以制作成人们所需要的器件。例如，有生物活性的微晶玻璃可以制成人工骨关节、人工牙齿等;有磁性的微晶玻璃可以制成电子计算机记忆元件;此外，还能制成厨房餐具和各种家用器皿等。