1、弹性玻璃的可能与必然【摘要】在 2000 年世界平板玻璃的总产量已达 3450 万吨，而我国大陆的产量已达 950 万吨，人均年产量达到 7.5 千克，比世界人均产量的 5.7 千克高出 31%。科技的进步，人们生活水平的提高对我们的要求越来越高。人们不再只是要求玻璃简单的透光，而是追求玻璃的安全性、舒适感。 “弹性玻璃”虽然目前没有应用到各个领域，但是凭借其能克服易碎的特点，必然会引起玻璃事业的创新与改革。它的提出不是凭空想象，而是在玻璃本身的基础上对玻璃性能的期望，也是解决玻璃易碎缺点的有效方法。 【关键词】易碎；弹性；破裂；扎伤；新材料 时至今日，玻璃已渗入我们生活的方方面面。在 195
2、9 年，加州理工学院 Duwez 教授研究组才首次制备出了 Au-Si 金属玻璃。起初，人们无法接受这一合金。但是玻璃以其独特的高度透明性、机械强度高、重量轻、易于加工等优点打入建筑业、交通运输业、航空航天等重要行业。但是，在每次事故中，玻璃易碎的缺点都表现地淋漓尽致。2011 年 4 月，深圳的百富大厦玻璃幕墙爆裂事件频发，同年 5 月 18 日，上海市在一天内发生 3 起高楼玻璃幕墙坠落事件。在我们日常的生活中，玻璃就像禁忌一样，可远观而不可亵玩焉。现在玻璃技术的发展动向均偏向与世界的大走向，一是材料（原片的大、薄、厚、白） ，二是技术（高强、隔热、耐火、安全、阳光控制、隔音、自洁等） 。
3、但是就克服玻璃易碎的缺点只是在强度方面进行了深入的研究。 随着大家生活品质的提高，玻璃又有其透光的优点，用于建筑的玻璃总量越来越多。像玻璃幕墙、玻璃屋顶越来越常见。而且随着发展的要求，玻璃的强度也越来越高，但是在建筑中依然不可避免的会有玻璃的破碎。在房屋建筑中，玻璃的作用不是承重而是围护。每次有建筑发生的时候，现场总是有许多玻璃碎片，这不仅是对玻璃的浪费，也加重了事故的危害。玻璃的破坏是由于外界作用于玻璃表层的张应力超过玻璃强度允许范围，玻璃发生破裂；在热的作用下，玻璃表面形成不均匀的温度场，在玻璃中形成热应力，当超过玻璃强度允许范围时发生炸裂；安装过程中受到损伤产生的裂纹引起的破裂以及地震、
4、冰雪等因素作用引起的破裂或者炸裂。不难发现，破碎的玻璃有非常锋利的棱，在掉落的时候还会划伤甚至致亡。这是在追求玻璃强度的同时，忽略了玻璃的弹性甚至没想到玻璃也是有弹性的。 毋庸置疑，玻璃的弹性是存在的。在初中物理实验中就有证明玻璃具有弹性实验。过程是这样的在一个玻璃瓶中注满水（最好是有颜色的） ，然后用塞子将瓶盖住，再将一个透明吸管插入瓶中，在温度不变的条件下对瓶子进行围压。不久就可以发现吸管中的液面升高。这表明玻璃瓶的体积发生了变化，也就证明了玻璃具有弹性。但是我们并没有从玻璃的弹性出发去研究玻璃，而是一味的追求玻璃的强度、刚度。却不曾研究增大玻璃的弹性，降低玻璃的脆性。 玻璃的弹性是可放大
5、的，而且增大玻璃的弹性有利于扩大玻璃表层的强度。在初高中的化学中，我们认识到了，玻璃的主要元素是 Si。纯净的石英玻璃的主要成分是 SiO2，而我们用的普通玻璃的主要成分是硅酸盐。我们根据自己需要，在制作玻璃的过程中加如一些有色金属，制成有色玻璃；用高科技工艺侵蚀玻璃表面，制成喷砂玻璃；将玻璃表面镀膜（新材料） ，制成低辐射玻璃；甚至利用电致变色原理制成的智能玻璃等等。可见科技的发展促使着玻璃性能的提高，在玻璃的世界里没有不能只有不敢想。新材料的发展更是不可小觑。材料也是在我们的身边无处不见，甚至在我们看不到的地方发挥着无可替代的作用。如果研究一种新材料与硅酸盐结合，通过新技术新工艺的调和，使
6、得新制成的玻璃即具有普通玻璃的优点又具有适宜的弹性，那么就可以从根本上克服普通玻璃的易碎的缺点。 弹性玻璃的使用可以像夹层玻璃（在两块玻璃之间夹进一层聚乙烯醇缩丁醛为主要成分的 pvb 中间膜）有效防止碎片扎伤和穿透坠落事件的发生，确保了人身安全。但是弹性玻璃只需像普通玻璃一样一层即可，相比于夹层玻璃节约材料。在建筑业，尤其是玻璃幕墙发展极快的今天，弹性玻璃的使用可以减少因为撞击和热作用引起的温度不均匀造成的玻璃破裂和炸裂。当然，在交通运输业，即汽车玻璃，在有遮光防晒的作用基础上增加弹性，那么事故发生时玻璃不破碎或者少许开裂，就会减少对人员的第二次伤害。在航空航天业，由于太空特殊的特殊环境，所
7、以需要玻璃有特殊的功能，由于摩擦产生的热容易引起温度不均匀引起的炸裂，弹性的提高脆性的降低，使得允许的应力范围得以提高，等等。我国的国情需要各种行业的进一步发展，弹性玻璃的研究将与生态文明接轨。假想一下，一个玻璃杯摔在地上，与地撞击的结果不是碎片而还是那个杯子，这就避免了浪费与污染；汽车发生相撞事故，车上的玻璃没有破碎，那么就避免了碎片对车主的扎伤，减少车祸对车主的伤害；地震时，房屋一旦摇晃，玻璃便会破碎坠落，因为碎片小不受各种保障结构的阻碍，所以它是第一时间对正在逃生的人造成伤害的，如果玻璃是弹性的，那么随着建筑结构的失稳它也变形而不马上坠落，这就为逃生减少了障碍。可见弹性玻璃的优点主要表现
8、在低浪费、低污染、低成本、低伤害等现实优点，所以弹性玻璃的研究是必要的。弹性玻璃的研究将改善我们的玻璃环境，其应用所产生的社会价值和现实意义是不可估量的。 参考文献 1刘炳?N，李容.物理M.南京：江苏科学技术出版社.2013.6 2宋心琦.化学M.北京：人民教育出版社.2013.11 3王承遇，张梅梅，毕洁，汤华娟.日用玻璃制造技术M.北京：化学工业出版社.2014 4熊建武，冯鹏.复合材料快速连接抗拉接头受力性能研究，2014.12：57-62 5陈培，王海风，李浩业.掺杂氧化物对氧化锌系封接玻璃烧结特性的影响，2014.12：67-72 6李翠平，李承荣，腾岩.钛酸钾晶须增强 MC 尼龙力学性能研究，2015.1：112-122 作者简介： 第一作者：商子轩（1993.03） ，女，河北石家庄人，郑州大学土木工程学院 2012 级本科生，土木工程专业。 第二作者：聂平（1994.03） ，女，湖南常德人，郑州大学土木工程学院 2012 级本科生，土木工程专业。
