遇光而變色的感光玻璃
“這個(gè)實(shí)驗(yàn)要花兩小時(shí)，我能做點(diǎn)什么呢？”1952年秋季的一天，在聞名遐邇的美國玻璃制造公司——康寧玻璃廠（注）實(shí)驗(yàn)室里，玻璃研究專家唐·斯圖基對(duì)著柜臺(tái)上的電爐，自言自語道。
一塊玻璃躺在電爐里。電爐表面的溫控儀顯示為500℃，比普通玻璃的軟化點(diǎn)低100℃。斯圖基要做的是，通過實(shí)驗(yàn)讓普通玻璃軟化，并根據(jù)軟化結(jié)果研制新型的感光玻璃。所謂感光玻璃，是指能感光顯色的玻璃。這種玻璃經(jīng)紫外線照射感光后，再經(jīng)過熱處理，便能顯示出美麗的影像，不但色彩鮮艷，而且永不褪色。
斯圖基的上司曾信誓旦旦地講，感光玻璃將會(huì)讓康寧玻璃廠的業(yè)績(jī)?cè)偕弦粚訕恰?/div>
凹形微晶玻璃
斯圖基是康寧玻璃廠聘請(qǐng)的專家。由于性格的原因，他與上司相處并不融洽。這或許也是上司不給他配助手的原因之一。比如，他喜歡把自己關(guān)在實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)，上司則希望他多參加會(huì)議與活動(dòng)。前幾天，上司給他交待研制感光玻璃的同時(shí)，還希望他經(jīng)常參加公司的會(huì)議。斯圖基何嘗不想?yún)⒓訒?huì)議？但他忙不過來。比如，按照工藝規(guī)格的要示，感光玻璃熱處理時(shí)，加熱溫度為玻璃軟化溫度以下100℃，保溫時(shí)間為2個(gè)小時(shí)左右。這段時(shí)間，他原則上不能離開。
他把一塊玻璃放入自動(dòng)控制溫度的電爐中加溫。一切準(zhǔn)備就緒，他關(guān)上爐門，接通電源，電爐開始升溫后，他如前文般坐在位上靜心觀察。
唐·斯圖基正在研究玻璃
“叮—叮—叮！突然，實(shí)驗(yàn)室響起一陣急促的電話鈴聲。接起來，對(duì)方正是斯圖基的上司，“斯圖基先生，請(qǐng)到三號(hào)會(huì)議室開一個(gè)關(guān)于感光玻璃試生產(chǎn)的會(huì)議。現(xiàn)在就來。
“可是，斯圖基瞄了一眼電爐，“我正在做一個(gè)試制感光玻璃的實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)小時(shí)內(nèi)無法離開。因?yàn)椴ＡХ胚M(jìn)電爐十幾分鐘了。
“電爐不是有自動(dòng)溫控儀嗎？上司語氣沉了下來，“難道讓幾個(gè)領(lǐng)導(dǎo)都等著你？
“好吧。我馬上到。還是那討厭的語氣！斯圖基擱下電話，把溫控儀的溫度調(diào)到550℃后，關(guān)上實(shí)驗(yàn)室的門，匆匆趕往會(huì)議室。
一個(gè)多小時(shí)后，斯圖基拖著疲憊的身軀回到實(shí)驗(yàn)室。他與上司發(fā)生沖突，上司認(rèn)為他一年多未給公司帶來明顯的業(yè)績(jī)，有浪費(fèi)資源的嫌疑。斯圖基則認(rèn)為，科學(xué)是急不得的。
“啊？他看了一眼溫控器，大吃一驚。原來，自動(dòng)溫控儀上顯示的溫度是900℃。“玻璃一般600℃左右開始軟化，溫度再上升，便進(jìn)入融熔狀態(tài)。這塊玻璃看來報(bào)廢了。融漿別把電爐燒壞了呀。他不由想到。
斯圖基趕緊打開爐門。他再次驚奇了。原來，這塊玻璃沒有熔融，而是變成了一塊奶白色的薄板，直挺挺的躺在爐內(nèi)。
“謝天謝地！當(dāng)他試圖拿出這塊薄板的時(shí)候，由于鉗子未能夾緊，玻璃薄板滑落在地。讓他再次驚奇的是，玻璃沒有摔碎，而是彈了起來。
“這是怎么回事？斯圖基把這塊玻璃放在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)有大量的微小晶體。”一般玻璃應(yīng)該與松香、石蠟、塑料等材料一樣，其內(nèi)部原子排列是沒有規(guī)則的，這也是它易碎的原因之一。這種玻璃由微小的晶體組成，也就是說，它的原子排列是有規(guī)律的。這是怎么回事呀？憑直覺，他認(rèn)為這是一種前所未見的玻璃。
“叮—叮—叮！正當(dāng)他準(zhǔn)備細(xì)心研究時(shí)，電話鈴又響了。接起來，正是魔鬼上司，“邀請(qǐng)他到辦公室交流工作！
“唉！斯圖基嘆了一口氣，然后把剛才實(shí)驗(yàn)用的玻璃放在樣品袋里，寫好觀察結(jié)果，再次離開了實(shí)驗(yàn)室。
實(shí)驗(yàn)后的第三天，由于與上司不和及其它原因，斯圖基選擇了離開康寧玻璃廠。離開前，從職業(yè)角度出發(fā)，他把那個(gè)玻璃樣品袋連同實(shí)驗(yàn)報(bào)告交給了上司。
上司是個(gè)細(xì)心的人。他根據(jù)斯圖基提供的報(bào)告，請(qǐng)了一些玻璃研究人員研制出一種新型的有機(jī)玻璃，并迅速推向市場(chǎng)。這種玻璃重量比鋁輕，在高溫下又不會(huì)變形，且強(qiáng)度高于高碳鋼，與常規(guī)的鈉鈣玻璃相比則要高出許多倍。康寧玻璃廠的領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過研究，把這種玻璃稱為微晶玻璃。
一年后，康寧玻璃廠批量生產(chǎn)出微晶玻璃：首先要把原材料按照比例配好，放到窯爐里燒熔，等全部融化之后，把熔液倒在冰冷的鐵板上，這叫做淬火；淬火之后，原料已經(jīng)變成了一塊晶瑩的玻璃，這一步是燒結(jié)的過程；然后把玻璃搗碎，裝入模具，抹平，再次放入窯爐，這次煅燒使它的原子排列規(guī)則化，也是從普通玻璃到微晶玻璃的轉(zhuǎn)化過程。
隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)研制出1000多種不同成份的微晶玻璃，它們的性能也各不相同。經(jīng)測(cè)定表明，結(jié)晶的直徑通常不超2微米，只有頭發(fā)比精細(xì)的幾十分之一。
作為具有發(fā)展前途的新型材料，微晶玻璃優(yōu)于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機(jī)械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料、微波爐耐熱列器皿、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等。
由于微晶玻璃既像鋁那樣輕巧，在高溫下又不會(huì)變形，所以航空航天工程師看上了它。他們用微晶玻璃來制作噴氣式飛機(jī)弈動(dòng)機(jī)的噴嘴，以及用作火箭、人造地球衛(wèi)星和航天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料。
凹形微晶玻璃
微晶玻璃易于加工，材質(zhì)均勻，制成后尺寸精確，因此在軍事工業(yè)中也大有用武之地。例如，利用微晶玻璃來制作導(dǎo)彈頭部的防護(hù)罩，使導(dǎo)彈在高速飛行過程中能輻射大量的熱，從而降低工業(yè)溫度。因此，軍事科學(xué)家將微晶玻璃譽(yù)為導(dǎo)彈頭部的“保護(hù)神。
最值得一提的是，微晶玻璃對(duì)天文學(xué)家?guī)椭埠艽蟆Ｔ瓉恚瓷涫酵h(yuǎn)鏡的凹鏡是采用普通的光學(xué)玻璃制作的，這種玻璃會(huì)熱脹冷縮，凹鏡的準(zhǔn)確形狀和精度尺寸都會(huì)因受氣溫的影響而發(fā)生變化，影響望遠(yuǎn)鏡的觀察效果。
根據(jù)微晶玻璃受熱脹冷縮的影響極小的原理，科學(xué)家們用它來制作望遠(yuǎn)鏡的凹鏡，使其精度不至于受氣溫影響。1978年，我國利用微晶玻璃制成了凹鏡直徑為2.2米的反射式望遠(yuǎn)鏡。安裝在北京天文臺(tái)，使我國進(jìn)入了為數(shù)不多的能制造大型微晶玻璃凹鏡的國家的行列。
看到這些，當(dāng)年研制感光玻璃無果，錯(cuò)中發(fā)明這種新型材料的斯圖基，真心后悔離開康寧玻璃廠太早了點(diǎn)吧。
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