主题:【第六届原创】真“英”不怕火来炼

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夕阳
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俗话说得好“真金不怕火来炼”,火中炼金我没看到过,但是我近期却观摩了一次“真英不怕火来练”的过程;这个“英”不是别的,就是石英。
  前不久,我有一个朋友在清洗原吸上用的撞击球时不小心将球体从基座上给碰断了,折断处见图-1所示:


-1  折断与修复的撞击球

        由于那位朋友手头一时没有备件并且又等着急用,于是就托我找到一位非常有经验的玻璃技师,将断掉的球体熔接在基座上;这个看起来十分娇气的小东西在人家师傅的手中,不到一分钟就熔接上了。
    事情原本到此就为止了,可是我的一句问话和玻璃技师的一个回答,却使我大吃一惊和受益匪浅。
我问道:“一个石英的器件这样快就焊好了?”
技师笑着对我说:“什么石英的啊,整个就是一个玻璃的,玻璃是很好熔接的哇!”
听到这个结论,我简直感到是五雷轰顶了。便急忙辩解道:“人家明明告诉我这个撞击球是石英的啊?”
技师不屑一顾地说:“我做这个石英玻璃制品的活计有20年的时间了,什么是石英的,什么是玻璃的,我一烧便知!”

他看到我怀疑的眼神后又说:“许多玻璃石英制品的厂家都说他们的产品是石英的,其实很多就是玻璃的。不信?我来给你演示一下好吗?”
我一听欣喜若狂!心中暗想:这一个多么难得的学习良机啊!可惜没带相机,只好用手机拍下了全过程。
其实这个实验很简单,熔接的工具就是一只焊枪及一只玻璃棒材和一只石英棒材。
焊枪里连通的就是两种气体:一种是乙炔,另一种是氧气。
首先,他将火焰调至为低温火焰,据他讲,也就是几百度的温度。然后将石英棒材一段放到火中烧;一分钟过去了,石英棒材端部丝毫没发生变化。见图-2所示:


-2 烧石英棒材
  接着,他又将玻璃棒材也同时放到低温火焰中烧;不大一会功夫,玻璃棒前端开始变红了。见图-3 所示:


-3 烧玻璃棒
(圆圈内为发红点)
  继而,他又将火焰调至为高温火焰,据说温度在1900°左右。这时奇迹发生了,石英棒只是发出耀眼的白光且并无变形(见图-4中的红圈),而玻璃棒却可以拉丝了!见图-4所示:


-4 高温火焰下的比较

看到此情此景,我好奇地问:“既然两者的成分都是二氧化硅,为何熔点却不一样呢?”

技师说:“不错!二者的基本成分都是二氧化硅(SiO2),但是石英的纯度高,而玻璃的纯度就低了;玻璃主要是由Na2SiO3CaSiO3SiO2的熔融物合成的,所以熔点自然就低了。不信你回家将玻璃制品在煤气灶上烧烧看?”
-5
就是在家中的煤气灶上烧烤玻璃制品的试验结果,红圈处的玻璃真的变红变软了:


-5
在煤气灶上判别玻璃制品

听罢技师上面的解释受益匪浅!但是另一个疑问接踵而来了。
我又问道:“那么在高温火焰下,玻璃和石英就可以熔接在一起了吧?”
技师回答:“即使在高温下二者也不能牢固地溶解在一起,必须使用特殊的处理方法。这个特出的处理方法就是要使用过渡材料经过58道工序的多次过渡性熔接。过渡材料就是玻璃粉与石英粉根据不同的温度而进行不同的配比出的粉末,然后使用不同的温度逐渐熔接而成,这样熔接才能牢靠。”

  听罢解释,我忽然如梦初醒!一下子明白了紫外用的氘灯的石英窗与灯的壳体之间为何有那样多层的褶皱啦!这个褶皱就是过度处理的痕迹啊!这个褶皱见图-6所示:



-6 氘灯外壳石英窗与壳体的褶皱

看来事事皆学问,一个小小的熔接工作却带来了很深的内涵。“真金不怕火炼”“真英也不怕火炼”;那我们的工作经验呢,不也是在实践中不断锤炼的结果吗?
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2011/10/8 13:35:30 Last edit by anping 举报
zwyu
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之前安老师提的那个问题,有猜到是拿火来烧,石英的应该更抗烧一些。果然如此,真的是“处处留心皆学问”啊!
夕阳
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原文由 zwyu(zwyu) 发表:
之前安老师提的那个问题,有猜到是拿火来烧,石英的应该更抗烧一些。果然如此,真的是“处处留心皆学问”啊!


哈哈!可惜只有wmj31一人回答靠谱啊!
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2011/10/8 13:45:10 Last edit by anping
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没想到安老师回家真烧了下玻璃,怎么样看着和焊接技师烧的结果一样吗?
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那么石英,现在除了火烧之外,还怎么辨别真伪?

如果不是把撞击球摔碎,那么还拿玻璃当石英呢
大陆
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安老来关心材料、物性版,发表生动的心得,难得啊。

其实石英也有晶体石英(手表里的石英quartz,真英中的晶英)与熔融石英(石英器皿中的石英Fused silica,真英中的非晶英)之分,熔点差别不大,不容易使用火来分辨,而要通过电、光或热的各向异性,或者XRD结构测定来区分。
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2011/10/8 21:52:27 Last edit by handsomeland
大陆
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千万别小瞧了玻璃工艺:
在过去--
物理界如没有玻璃工艺,至少没有爱迪生;
化学界如没有玻璃工艺,至少没有法拉第;
生物界如没有玻璃工艺,至少没有巴斯特。

在将来--
***如没有玻璃工艺,至少没有*** :-)
夕阳
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回冬季老师的问话:我只是试试玻璃的熔点而没有试验熔接,因为我哪有那样的水平啊?
夕阳
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大陆先生对于石英材料的介绍和玻璃工艺的重要性的观点太正确啦!
严重赞同!!!
〓疯子哥〓
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除了烧,好像根据刮痕也可以判断的
玻璃的材质很容易出现刮痕,你拿个尖硬的东西,应该就可以刮出来;而石英的好像不会~这个大家可以试试哈~特别是在买首饰的时候~
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2011/10/9 11:49:49 Last edit by madprodigy
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