微晶瓷可以溶解吗(有多少发明来自实验的失误？微晶玻璃就是其中一个)

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“这个实验要花两小时，我能做点什么呢？”1952年秋季的一天，在闻名遐迩的美国玻璃制造公司——康宁玻璃厂（注）实验室里，玻璃研究专家唐·斯图基对着柜台上的电炉，自言自语道。

一块玻璃躺在电炉里。电炉表面的温控仪显示为500℃，比普通玻璃的软化点低100℃。斯图基要做的是，通过实验让普通玻璃软化，并根据软化结果研制新型的感光玻璃。所谓感光玻璃，是指能感光显色的玻璃。这种玻璃经紫外线照射感光后，再经过热处理，便能显示出美丽的影像，不但色彩鲜艳，而且永不褪色。斯图基的上司曾信誓旦旦地讲，感光玻璃将会让康宁玻璃厂的业绩再上一层楼。

遇光而变色的感光玻璃（来源于科普中国网）

斯图基是康宁玻璃厂聘请的专家。由于性格的原因，他与上司相处并不融洽。这或许也是上司不给他配助手的原因之一。比如，他喜欢把自己关在实验室里做实验，上司则希望他多参加会议与活动。前几天，上司给他交待研制感光玻璃的同时，还希望他经常参加公司的会议。斯图基何尝不想参加会议？但他忙不过来。比如，按照工艺规格的要示，感光玻璃热处理时，加热温度为玻璃软化温度以下100℃，保温时间为2个小时左右。这段时间，他原则上不能离开。

他把一块玻璃放入自动控制温度的电炉中加温。一切准备就绪，他关上炉门，接通电源，电炉开始升温后，他如前文般坐在位上静心观察。

唐·斯图基正在研究玻璃（源于中文网）

“叮—叮—叮！”突然，实验室响起一阵急促的电话铃声。接起来，对方正是斯图基的上司，“斯图基先生，请到三号会议室开一个关于感光玻璃试生产的会议。现在就来。”

“可是，”斯图基瞄了一眼电炉，“我正在做一个试制感光玻璃的实验，两个小时内无法离开。因为玻璃放进电炉十几分钟了。”

“电炉不是有自动温控仪吗？”上司语气沉了下来，“难道让几个领导都等着你？”

“好吧。我马上到。”还是那讨厌的语气！斯图基搁下电话，把温控仪的温度调到550℃后，关上实验室的门，匆匆赶往会议室。

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一个多小时后，斯图基拖着疲惫的身躯回到实验室。他与上司发生冲突，上司认为他一年多未给公司带来明显的业绩，有浪费资源的嫌疑。斯图基则认为，科学是急不得的。

美国康宁公司一角（网络图）

“啊？”他看了一眼温控器，大吃一惊。原来，自动温控仪上显示的温度是900℃。“玻璃一般600℃左右开始软化，温度再上升，便进入融熔状态。这块玻璃看来报废了。融浆别把电炉烧坏了呀。”他不由想到。

斯图基赶紧打开炉门。他再次惊奇了。原来，这块玻璃没有熔融，而是变成了一块奶白色的薄板，直挺挺的躺在炉内。

“谢天谢地！”当他试图拿出这块薄板的时候，由于钳子未能夹紧，玻璃薄板滑落在地。让他再次惊奇的是，玻璃没有摔碎，而是弹了起来。

“这是怎么回事？”斯图基把这块玻璃放在显微镜下观察，发现有大量的微小晶体。“一般玻璃应该与松香、石蜡、塑料等材料一样，其内部原子排列是没有规则的，这也是它易碎的原因之一。这种玻璃由微小的晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。这是怎么回事呀？”凭直觉，他认为这是一种前所未见的玻璃。

“叮—叮—叮！”正当他准备细心研究时，电话铃又响了。接起来，正是魔鬼上司，“邀请”他到办公室交流工作！

“唉！”斯图基叹了一口气，然后把刚才实验用的玻璃放在样品袋里，写好观察结果，再次离开了实验室。

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实验后的第三天，由于与上司不和及其它原因，斯图基选择了离开康宁玻璃厂。离开前，从职业角度出发，他把那个玻璃样品袋连同实验报告交给了上司。

上司是个细心的人。他根据斯图基提供的报告，请了一些玻璃研究人员研制出一种新型的有机玻璃，并迅速推向市场。这种玻璃重量比铝轻，在高温下又不会变形，且强度高于高碳钢，与常规的钠钙玻璃相比则要高出许多倍。康宁玻璃厂的领导经过研究，把这种玻璃称为微晶玻璃。

一年后，康宁玻璃厂批量生产出微晶玻璃：首先要把原材料按照比例配好，放到窑炉里烧熔，等全部融化之后，把熔液倒在冰冷的铁板上，这叫做淬火；淬火之后，原料已经变成了一块晶莹的玻璃，这一步是烧结的过程；然后把玻璃捣碎，装入模具，抹平，再次放入窑炉，这次煅烧使它的原子排列规则化，也是从普通玻璃到微晶玻璃的转化过程。

晶体玻璃与一般体玻璃示意图（来源新浪网）

随着科学的发展，科学家们已经研制出1000多种不同成份的微晶玻璃，它们的性能也各不相同。经测定表明，结晶的直径通常不超2微米，只有头发比精细的几十分之一。

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作为具有发展前途的新型材料，微晶玻璃优于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。

由于微晶玻璃既像铝那样轻巧，在高温下又不会变形，所以航空航天工程师看上了它。他们用微晶玻璃来制作喷气式飞机弈动机的喷嘴，以及用作火箭、人造地球卫星和航天飞机的结构材料。

凹形微晶玻璃（网络图)

微晶玻璃易于加工，材质均匀，制成后尺寸精确，因此在军事工业中也大有用武之地。例如，利用微晶玻璃来制作导弹头部的防护罩，使导弹在高速飞行过程中能辐射大量的热，从而降低工业温度。因此，军事科学家将微晶玻璃誉为导弹头部的“保护神”。

最值得一提的是，微晶玻璃对天文学家帮助也很大。原来，反射式望远镜的凹镜是采用普通的光学玻璃制作的，这种玻璃会热胀冷缩，凹镜的准确形状和精度尺寸都会因受气温的影响而发生变化，影响望远镜的观察效果。

根据微晶玻璃受热胀冷缩的影响极小的原理，科学家们用它来制作望远镜的凹镜，使其精度不至于受气温影响。1978年，我国利用微晶玻璃制成了凹镜直径为2.2米的反射式望远镜。安装在北京天文台，使我国进入了为数不多的能制造大型微晶玻璃凹镜的国家的行列。

微晶玻璃可以用作天文望远镜的镜片（网络图）

看到这些，当年研制感光玻璃无果，“错”中发明这种新型材料的斯图基，真心后悔离开康宁玻璃厂太早了点吧。

注释：

1、 康宁玻璃厂：特殊玻璃和陶瓷材料的全球领导厂商，创造并生产出了众多被用于高科技消费电子、移动排放控制、电信和生命科学领域产品的关键组成部分。1879年，它最先发明并制造出玻璃灯泡，使爱迪生的发明成为现实。1947年，它最先发明并大规模制造出电视显像管，使电视进入千家万户。

参考资料：

1、 《101项工作成果》，汉语大词典出版社，2005年5月。

2、 《探索化学的迷宫》，中国言实出版社，2006年5月。