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有人問(wèn)，以往買的玻璃杯用來(lái)泡茶都好好的，為何新買的玻璃杯一裝熱水就炸裂了呢?也有人反映我的玻璃杯是鋼化的，按常理來(lái)說(shuō)很健壯的，為什么放在桌上還沒(méi)倒水也未磕碰，怎么就自行炸裂呢?究竟是什么原因造成的?我們又該怎么防止杯子炸呢?
高硼硅的玻璃杯如下
高硼硅的玻璃杯如下
不如我們先來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓大家更直觀理解“玻璃杯為什么容易炸”的原理。
桌上并排放著五個(gè)玻璃杯，現(xiàn)在將爐子上滾開(kāi)的水逐一往其中四個(gè)玻璃杯里倒。
水剛倒進(jìn)去，馬上就會(huì)只聽(tīng)“咔吧，咔吧”直響，四個(gè)杯子全炸裂了，滾燙的開(kāi)水也灑了一地。
后桌上還剩下一個(gè)未倒水的杯子。
在這個(gè)還未倒上水的杯子里放一個(gè)很普通的金屬小勺上。見(jiàn)證奇跡的時(shí)刻馬上就到了：
現(xiàn)在將金屬小勺子輕輕放入桌上的空杯子中，然后再將滾燙的開(kāi)水倒入放有勺子的杯子。
水，徐徐注入。1秒、2秒、3秒……10秒，直至三分鐘后水溫在慢慢變涼，但裝有開(kāi)水的杯子始終沒(méi)有炸裂。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束了，原理很簡(jiǎn)單：滾開(kāi)的水入杯后，杯子受熱膨脹，由于玻璃的導(dǎo)熱性相對(duì)較差，里層玻璃膨脹后，外層還沒(méi)有接收到熱，因此玻璃杯外壁膨脹滯后，外壁的壓力在瞬間驟然增大，壓力超過(guò)杯子的強(qiáng)度，于是炸裂就發(fā)生了。
放入小鐵勺為什么就不炸了呢?主要原因有兩個(gè)：一是水先澆到了勺子上，勺子吸收了一部分熱量，間接地減小了玻璃熱膨脹系數(shù)；二是放入鐵勺，等于給杯子提前預(yù)熱了，減少了受熱的突然性，所以杯子就不炸了。
所以當(dāng)杯子的內(nèi)外側(cè)同時(shí)受熱，再倒入熱水時(shí)，杯子內(nèi)外膨脹的程度相差不那么大，就不會(huì)炸裂了。
鋼化玻璃為什么會(huì)炸裂
按說(shuō)鋼化玻璃的抗壓性和熱穩(wěn)定性都很好的，為何也會(huì)炸裂呢?
鋼化玻璃杯的原料也是普通玻璃，用它先做成較厚的玻璃杯(壁厚3.4—3.8毫米)，再放入爐中加熱到650℃。這時(shí)，玻璃已軟化，但是還沒(méi)有變形，迅速投入油液，使之急劇冷卻。這道工序叫“鋼化”，也叫淬火。就像鋼鐵淬火一樣，使玻璃變得堅(jiān)硬結(jié)實(shí)。
玻璃是熱的不良導(dǎo)體。當(dāng)玻璃杯剎那間冷卻時(shí)，表面層先變冷、硬化、收縮，而玻璃內(nèi)部尚處于高熱可塑狀態(tài)，有一股向外的膨脹力。所以做成的鋼化玻璃杯，表面存在著壓縮應(yīng)力，內(nèi)部存在著伸張應(yīng)力。一般情況下，這兩種應(yīng)大在杯體的各個(gè)部分是均衡的，使用當(dāng)中不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
但在個(gè)別情況下，由于淬火不當(dāng)，杯體產(chǎn)生不均衡的應(yīng)力，就可能會(huì)讓它無(wú)故炸裂。比如杯體某一部分內(nèi)應(yīng)力大于外應(yīng)力，從里面用力向外的報(bào)力很大，而外部向內(nèi)的壓力很小，雖然表面著這只杯子沒(méi)有什么問(wèn)題，實(shí)際上內(nèi)部卻在繃著勁。
例如辦公桌上的玻璃板，也會(huì)偶然發(fā)生炸裂現(xiàn)象，道理和鋼化玻璃杯一樣。這些厚玻璃制品后然未經(jīng)淬火，但從液體變?yōu)楣腆w的過(guò)程中，由于表面先冷卻變硬，內(nèi)部后冷卻變硬，也存在著不均衡的應(yīng)力。
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