硅酸受热分解 硅酸受热分解生成什么


为什么玻璃杯倒热水会炸裂?

相信很多人都遇到过这样的事情:冬天往玻璃杯里倒热水,杯子突然就碎了。明明是高温烧制的玻璃,怎么再次加热就可能碎掉呢?

玻璃杯受热

这背后的原因在于玻璃本身的性质。我们都知道,玻璃的主要成分是二氧化硅,也就是我们常见的沙石。经过1700℃高温熔炼后,二氧化硅分子结构发生改变,形成无规则的网状结构,光线得以轻松穿过,原本不透光的沙石就变成了透明的玻璃。

二氧化硅分子结构

虽然二氧化硅结构稳定,赋予了玻璃6.5的莫氏硬度(相比之下,钢铁的硬度只有4-5),但也使得玻璃变得易碎。

易碎的玻璃

更关键的是,玻璃的导热性很差。当接触热水时,热量无法快速均匀传递,受热部分会产生热膨胀,与未受热部分形成压力差,最终导致玻璃破碎。

为了解决这个问题,科学家们研制出了耐热玻璃。他们在普通玻璃原料中加入硼酸、硅酸等耐热材料,使玻璃具备低膨胀、抗热震、耐高温等特性,有效避免了“热水炸弹”的出现。

耐热玻璃

耐热玻璃的成本也更高,通常用于制作器皿、工业锅炉视窗、机械设备视窗玻璃等。

值得一提的是,中国如今不仅能生产耐热玻璃,更在其他玻璃领域也取得了世界领先水平:无论是强度超高的钢化玻璃,还是薄至0.12毫米的可触控玻璃,甚至是30微米柔性可折叠玻璃,都展现了“中国制造”的强大实力!

特制耐热玻璃

玻璃的悠久历史

你知道吗?人类使用玻璃的历史可以追溯到2500年前的两河文明时期考古学家在遗址中发现了最早的玻璃制品。到了公元1450年,玻璃器皿就已经出现。

最早的玻璃

中世纪的欧洲人还将彩色玻璃运用到了建筑上,通过添加不同的氧化物直接在玻璃上绘画创造出色彩斑斓的艺术效果。

彩色玻璃上的画像

其中最著名的例子就是法国圣礼拜堂上层的14面玻璃橱窗。它们绘有1000多个《圣经》故事,历经百年,依然光彩夺目。

法国圣礼拜堂彩绘玻璃

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巴黎 圣礼拜堂

巴黎圣母院那令人惊叹的彩绘玻璃窗,大部分制作于13世纪至19世纪期间。尽管圣母院在2019年的火灾中遭到严重破坏,损失了许多历史文物,但这些彩绘玻璃窗奇迹般地完好无损。

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巴黎圣母院玫瑰窗

当阳光穿过这些玻璃窗,折射出绚丽的万花筒效果。这些玻璃窗仿佛被赋予了生命,展现着独特而令人难忘的美丽,永远驻留在人们的记忆中。