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世界上是否存在没有尾巴的鲁珀特之泪?

 功名何缺屠狗辈 2020-05-18
“天然”形成的鲁伯特之泪是不可能没有尾巴的,但是这也不排除用“特殊手段”来制作没有尾巴的类似的鲁伯特之泪。下面,我略微详细地探讨一下。很多人可能不知道什么是鲁伯特之泪。鲁伯特是17世纪的一个王子,可能比较贪玩,或者比较好学,他把玻璃烧融化了,然后滴到水里。然后他发现,滴入水中后,冷却形成小蝌蚪状的玻璃制品,这个“小蝌蚪”有着非常特殊的性能:较大的头部非常坚硬,然而细细的尾巴却一碰就碎,更神奇的是,只要尾巴碎了,整个小蝌蚪瞬间就变成粉末。
一般的鲁伯特之类都会有一个常常的尾巴,是因为制作的时候,玻璃被加热融化后靠重力缓慢滴入水中的。但如果直接把已经融融好的玻璃,快速甩入水中,那么就不会残留那种细长尾巴。下面是一个现代化工艺制作好的鲁伯特之类,就不具有那种细长的尾巴。鲁伯特之类之所以子弹都打不烂,是因为其表面具有巨大的压应力,而核心又具有拉应力。在融合的玻璃进入水面后,表面迅速凝固。然而玻璃内部却还是液体,之后内部开始凝固缩小,这会使得内部拉着已经凝固的外壳往里收缩,从而形成表面致密却具有巨大压应力的状况,而内部则是拉应力。正是这样的应力存在和分布,使得子弹即便达到头部,力道也会被应力抵消分散,从而十分坚固。
从上面的鲁伯特之类的成型过程就知道,它的尾巴无法避免。因为滴入水中的液态玻璃由于自重的影响,必然是水滴状。所以,这种传统方法制作的鲁伯特之泪,是没有办法丢掉尾巴的。根据鲁伯特之泪强大力学性能的原因:外层有较大的残余压应力,内层有残余拉应力。实际上,现代科技是可以生产出外压内拉的玻璃制品的,即:钢化玻璃。通过热处理或者化学的方法,实现这种外压内拉的应力分布。
根据鲁伯特之泪的成型过程,我们发现,只要让玻璃不出现细尾巴就可以了。所以,现代工业采用热处理生产钢化玻璃的时候,就是将玻璃加热到熔融状态,通过模具避免重力影响,然后再迅速冷却。

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