法國科學家揭秘玻璃制作過程
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【中玻網(wǎng)】玻璃是日常生活中再稀松平常不過的物品，大到建筑物的裝飾、小到喝水的杯子都離不開玻璃。但是玻璃在制作過程中發(fā)生的化學反應(yīng)一直是個謎，人們只能憑經(jīng)驗在1500攝氏度到1700攝氏度的高溫環(huán)境中熔化玻璃水，如此高的溫度毫無疑問消耗了大量能源。近日，法國科學家和一個全部知名玻璃制造商合作，初步揭開了玻璃制作過程中化學反應(yīng)之謎。玻璃是較古老的人造材料之一，歷史可追溯到公元前3500年的美索不達米亞，當時人們將石英、物質(zhì)材料等原料磨成粉末，然后在較高的溫度下將“化學粉末”熔化成玻璃水，較后就可以根據(jù)需要冷卻定型，或者吹制成玻璃瓶等。雖然人類掌握了玻璃的制作方法，卻對玻璃熔化過程中幾種化學成分的反應(yīng)原理不得而知。直到現(xiàn)在人們制作玻璃時還是憑經(jīng)驗將溫度保持在1500攝氏度以上。要想制作出幾乎沒有瑕疵的玻璃，就要盡可能地減少氣泡和顆粒結(jié)晶的殘留，這個過程要進一步把溫度提高到1700攝氏度。如此高的溫度毫無疑問會消耗很多能源，非常不利于環(huán)保。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示2005年大部分國家玻璃制造業(yè)消耗能源達到86.5太瓦時。為了揭開這個說大不大、說小不小的“歷史留下難題”，法國國立科研中心的科學家聯(lián)合全部知名玻璃制作商圣戈班公司進行了實驗。科學家按照普通玻璃制作過程所需原料進行選材：三分之二的硅土混合三分之一的物質(zhì)材料、以及其他必要原料，將它們混合后逐步加熱，看看這些原料在哪個溫度范圍內(nèi)開始熔化。當然，這個過程用肉眼觀察是無法實現(xiàn)的，科學家借助了較先進的Ｘ射線微斷層成像技術(shù)，跟進記錄化學成分的反應(yīng)過程?？茖W家將數(shù)百張圖像合成制作出一段視頻，能夠觀察到玻璃水中結(jié)晶體的活動和熔合過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在750攝氏度到930攝氏度的溫度范圍內(nèi)，化學成分已經(jīng)開始熔合形成玻璃水。這項研究結(jié)果意味著，制作玻璃其實用不著1500攝氏度的高溫，下一步科學家將深入研究化學結(jié)晶在低溫即開始熔化的原理，希望未來能開發(fā)出低溫制作玻璃的方法以達到節(jié)約能源的目的。玻璃在人們的日常生活中隨處可見，如果低溫制作方法能夠?qū)崿F(xiàn)，節(jié)能環(huán)保的玻璃未來將在更多領(lǐng)域造福人類。
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