又轻又结实的玻璃钢
少年朋友大都知道,氧气瓶是一种耐高压的容器,它所承受的工作压力为150千克/厘米2。为了使用安全,制造时,往往要求它能承受3倍的工作压力,也就是450千克/厘米2。在这一工作压力下不爆裂,才算是合格的氧气瓶。有时候,人们要求氧气瓶能忍受的压力更大,要达到600千克/厘米2以上,远远超过通常的设计指标。
那么,用什么样的钢材才能满足这种高压要求呢?
很显然,用普通钢材非爆裂不可。为此,材料科学家研制成功了一种特殊的材料,它可以满足我们的要求,这种材料叫“玻璃钢”。所谓玻璃钢,是由玻璃与塑料复合在一起制成的。
在本章开头,我们就已经提到,玻璃是一种硬而脆的材料,一摔就碎。由玻璃钢制成的氧气瓶能经得起摔吗?
材料科学家利用玻璃钢氧气瓶做过一次破坏性试验:将一只玻璃钢氧气瓶充气到150千克/厘米2,然后让它从山顶上滚下山谷。这只玻璃钢氧气瓶与嶙峋的岩石剧烈地碰撞着。试验结果,氧气瓶一直滚到谷底,仍然没有爆裂。
经测试表明,一般玻璃的耐拉强度只有普通钢材的八分之一。当我们把玻璃熔化,拉成只有头发丝直径十几分之一,那么细的玻璃纤维,它的耐拉强度可增加十几倍。
大家知道,水泥块耐压,钢材耐拉。用钢材作筋骨,水泥砂石作肌肉,让它们凝成一体,互相取长补短,就会变得坚强无比。这就是我们平时经常见到的钢筋混凝土。
根据这一原理,我们用玻璃纤维做筋骨,用合成树脂作肌肉,让它们凝成一体,这样制成的材料,它的抗拉强度可以与钢材相媲美。因此,人们称它为玻璃钢。
玻璃钢是近30多年来发展迅速的一种新颖材料。它既坚韧,但又比钢材要轻得多。目前,喷气式飞机上用玻璃钢来做油箱和管道,可大大减轻飞机的重量。登上月球的宇航员,他们身上所背的微型氧气瓶,也是用玻璃钢制成的。
玻璃钢加工容易,不锈不烂,无须油漆。我国已广泛采用玻璃钢来制造各种小型汽艇、救生艇及游艇,节约了不少钢材。化工厂也采用玻璃钢来代替不锈钢制作各种耐腐蚀设备,大大延长了设备的寿命。
玻璃钢还为提高体育运动水平立下了汗马功劳哩!从1942年至1957年,在这15年间,因为没有理想的撑竿,撑竿跳高的世界记录仅仅提高了1厘米。新的玻璃钢撑竿出现以后,由于它既轻又富有弹性,从而使记录直线上升。至90年代初,撑竿跳高的世界记录已由1957年的4.78米提高到6.09米。
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