今天欣赏的动图都来自youtube上的丧病账号:Hydraulic Press Channel和PressTube。
这些账号的日常就是我有一台液压机能产生高压啊我每天用它压坏各种东西看我厉害不……= =总之,我们来看图吧:保龄球:保龄球瓶:喷射彩带:闹钟:芭比娃娃……钻石……(其实不用太心疼,这个是人造钻石,而且是有人赞助的……钻石的莫氏硬度很高,但这只能显示出表面防止划伤的能力,而钻石的韧性并不高,可发生脆性断裂。
)玻璃制品“鲁珀特之泪”被压进铅块:拓展1:“鲁珀特之泪”大家可能也多少听说过这样一种奇特的玻璃制品,它长得像个拖着尾巴的玻璃小蝌蚪。这种玻璃的性质很有趣,它的头部是相当结实的,很不容易破坏:而纤细的“尾巴”又是薄弱点,从这里破坏,就能让它整个破碎:这种玻璃制品一般被称为“鲁珀特之泪”(Prince Rupert's Drop),它是将熔化的玻璃滴入冰水制成的。
其实,在我们身边也能找到很多这样的玻璃制品,它们就是——钢化玻璃!没错,这个东西和钢化玻璃的原理基本上是一样的(不过钢化玻璃是用空气冷却)。处理“鲁珀特之泪”(和现在的钢化玻璃)的重点在于让熔融的玻璃进入一个快速冷却的环境。这样一来,表面上的玻璃就会迅速地固化,而此时,内部的玻璃还处在熔融的状态,之后才会慢慢冷却固化。
内部的玻璃固化时会产生收缩的趋势,但这个时候,外面的外壳已经固化完毕了,无法跟上这个收缩的趋势,于是,在这样的玻璃制品内部就留下了应力:表面被收缩的内部拉扯,形成压应力,核心部分被外部拉扯,形成拉应力。这样处理制成的玻璃比普通玻璃强度更高,但是,一旦出现损坏或者裂痕,内部积攒下来的应力又会很容易让它整个破碎,变成很多细小的碎片。
当然,质量合格的钢化玻璃还是不容易找到薄弱点的,不过它们确实也有碎掉的时候。不过比普通玻璃好的地方在于,钢化玻璃虽然碎得彻底,但一般不太容易把人割伤。拓展2:结实的乐高积木乐高积木虽然看起来只是小小的塑料块,但它其实抗压能力特别好,Open University曾经做过实验,结果显示,在给一个2X2的普通乐高积木施加压力时,平均需要4240牛顿的力才能压垮它,这相当于432千克物体的重量。
终于被压垮的乐高积木长这样:理论上说,如果把乐高积木叠成塔,直到最下面那块压垮为止,那么这个塔可以叠上好几千米高。不过,这个结构实际还是很不稳定的,接缝处会很容易断开。不过,垒个三十多米的高塔还是能做到的:(目前,乐高塔的高度记录已经突破了35米)除了强度高之外,乐高积木也相当硬,这也是它们踩起来格外疼的原因……(一个踩了乐高的表情……)优异的硬度和强度来源于制作乐高的材料。
这种材料叫ABS,它是三种单体分子聚合而成的,它们分别是:丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)。ABS有很多很棒的性能,比如说用它注塑制成的产品尺寸稳定性很好(精准的尺寸对拼插玩具很重要),也比较耐腐蚀,所以它的用途也相当广泛。在塑料当中,ABS也以“硬”著称。
(ABS塑料颗粒,和生产它所用的三种分子)ABS可以说是制作乐高玩具的绝佳选择,不过它是石油来源的,显得不是很环保。乐高公司现在也希望能找到对环境更友好的材料来替代它,或者用更环保的方式来生产它~