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玻璃是個神奇的東西，用普通沙子加熱后就能制成，其用途那就更不用說了，在現代社會中幾乎每天都能看到，或者使用到玻璃。
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但同時玻璃也有很多獨特的特性，最近就看到這樣一個實驗，將一塊普通玻璃放入水中，用剪刀就能輕松從其邊緣一塊塊的將玻璃剪下來（不會大面積的破裂）。
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G1 P# b% o+ \" ]* K甚至于還能剪出圓形。
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而將玻璃拿出水中，再用剪刀去剪玻璃就會出現大面積的破碎，跟用物體砸玻璃效果是一樣的，根本就不能剪出需要的形狀。 ' S: b; ]# H) D- u( b
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那么玻璃為什么會出現這種現象呢，這是什么原理，下面一起來了解一下
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為什么能在水中剪開玻璃我們知道要想將玻璃直徑砸開，可以直接用石頭，錘子等物體猛砸就能讓其破碎，而要想將玻璃切割成想要的形狀，就需要使用非常堅硬的金剛石對其進行切割。
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還有一種經常使用的辦法，將一根較細的棉線在瓶子上繞幾圈，然后在棉線上澆上煤油后點上火，等將棉線燒完后，直接將瓶子全部放入水中或者是在瓶子燃燒的部位澆上水，瓶子就會瞬間從棉線部位斷裂成兩截。
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6 F+ F* O1 \6 v: [4 y這種切割玻璃的方法是采用了物體的熱脹冷縮，通過煤油的燃燒讓玻璃膨脹，再放入水中讓其迅速降溫，就會整齊地裂開。
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那么將玻璃放在水中，怎么會用剪刀就能隨意剪切呢，其實這還是與玻璃的內部結構有關系。
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玻璃內部是由無數個小的二氧化硅多面體結構，通過串聯后形成網狀的特殊結構；而每一個多面體則是由外圍的四個氧原子，和位于中間的硅原子組成的，它們之間是由硅氧共價鍵相連接著的。
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* |3 _/ i) o$ n% O' x, F1 g當將玻璃放入水中時，部分水分子會隨之滲透到玻璃內部網狀結構中，破壞掉原本穩定的結構，讓原來的結果遭到破壞而變得脆弱，這樣就更容易被剪開了。
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就是硅氧共價鍵變得脆弱了，而且硅原子受到水分子中氫氧根的吸引形成新的共價鍵，也會讓玻璃不會出現大面積破裂的原因。 G. _7 G9 O/ Y. H0 a
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. O' r' w$ ~, |7 Y/ I其實，玻璃的這種特性很早就被人們發現了，所以在打磨玻璃的過程中都會不停地噴水，這會讓玻璃更容易被打磨。
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但是，并不是什么玻璃都能夠在水中被輕易剪斷，并且剪切的效果也并沒有那么好，所以在水中切割玻璃這種方法并沒有大量使用，但人們利用水探索出了另一種剪玻璃的辦法，那就是水刀切割玻璃。 8 n6 }5 c+ j( {. A4 y3 i- H3 r% e
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3 {# H: X3 N$ G9 I' x0 J在水中剪切玻璃，雖然可以體驗到玻璃被一點點剪掉的感覺，但還是比較危險，如果要想體驗還是要戴好手套。 x0 s3 m3 ~* m$ V! L! R
玻璃的制成
( K; a. Z+ F% r玻璃是通過對普通的沙子（主要成分是二氧化硅）加熱，直到融化并變成液體為止，沙子在1600℃的高溫下熔化。
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在玻璃廠中，將沙子與廢玻璃，石灰石（碳酸鈣）和蘇打粉（碳酸鈉）等原料在爐中加熱混合。 & B) n P, x& u2 l2 z
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碳酸鈉降低了沙子的熔點，這有助于節省制造過程中使用的能源和時間，但是它的缺點是會產生一種可溶于水的物質，但是可以通過添加石灰石來消除對玻璃的影響。
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最終產品稱為鈉鈣硅玻璃(硅酸鹽)，這是我們在日常生活，以及部分建筑上所使用的普通玻璃。 ( e4 N T& h* M- }) t) U
玻璃的特點3 k) S3 V8 I2 I8 L* |. A+ ]. t
在常溫下，玻璃幾乎是一種完美的透明，隔熱和絕緣固體，并且非常耐多種腐蝕性介質。 # s4 O; \; K" e3 n( b+ ^
玻璃既有我們能夠看到它所具有的很多特點，如強度，透明度等，但同時它具有很多看不見的物理和化學特性。
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玻璃內部原子的堆積密度并不高，從而在原子之間留下較大的間隙或空隙，這些間隙空間共同構成了所謂的自由體積，但是，添加堿和石灰會導致玻璃的密度增加，因為這些原料中的鈉離子和鈣離子填充了間隙空間，因此，玻璃的密度也會隨之增加。 ) x2 i3 t1 r, Z8 [- ]9 b: M; a
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* y7 k- q9 ]% T, D6 q8 |玻璃并沒有金屬那樣的抗彎曲特性，而是更容易碎和破裂，這種現象也可以通過玻璃固體的原子結構來解釋；由于熔融玻璃中的原子在冷卻時，基本上會以非晶狀順序凍結，因此它們不會出現向四周交錯生長的結構，而是向著某一個方向延伸，也就不會有很強的屈服和彎曲的特性。
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玻璃通常在加熱時也會膨脹，而在冷卻時則會收縮，玻璃的這種熱膨脹對其突然受到溫度變化沖擊適應性就沒有那么強，當受熱的玻璃突然冷卻時（例如將其浸入冰水中），由于其相對于內層的收縮，在外層中可能會產生很大的張力，這種張力可能會導致破裂，這種熱沖擊的抵抗力被稱為玻璃的耐熱性。
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參考資料：維基百科，SCIENCE TRENDS
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文中圖片截取自Youtube《pixabay》 $ f+ P9 J* Z: [: f e; k
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發表于 2022-12-16 14:13:17
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