小不点的大作用

小不点的大作用——玻璃微珠

夜幕之下，乘车行驶在高速公路上时，你会发现路边的标志闪闪发光，路面标线像一条条晶亮的光带，但是，汽车开过以后再向后望去，那些发光标志却不见了，留下的只是茫茫夜色。这是怎么一回事呢？原来是一种新型回归反光材料——玻璃微珠在起作用。这种新型材料能够将汽车发出的大部分光线按原路反射回去，具有强烈的“醒目效应”，使汽车里的司机轻松看清路标，确保交通安全。这种新型照明材料对光的反射率比普通油漆高许多倍，可见度高达几百米甚至数千米。

现在让我们来详细介绍下这种定向反射材料——玻璃微珠。

玻璃微珠从宏观上看是一种白色粉末，但在光学显微镜下观察，你看到的却是一些相当均匀的球形小颗粒，其直径和头发丝差不多，可见这些球形小颗粒有多小了吧。

如此神奇的玻璃微珠是怎样生产出来的呢？生产过程是这样的：先把原料在非常高的温度下熔化成玻璃液，玻璃液经过特殊的喷嘴形成许多雾状液滴，这些液滴在表面张力的作用下自动形成规则的球形，冷却后再经过一定的处理，就得到非常有用的玻璃微珠。然后，采用等离子喷涂技术或火焰喷涂技术给它们增加一层反射层，使它们具备更加的折射效果。这些玻璃微珠折射率通常在2．20左右，水或酸等物质很难侵蚀它们，它们具有极高的抗腐蚀性，是制造定向反光膜的理想材料。

现在让我来把这些玻璃微珠的工作原理告诉给大家吧。玻璃微珠就像一面微型凸透镜一样，当光线射来时，将它们聚焦于玻璃微珠后面的焦点附近，然后有后面的反射层将这些光线反射，在经凸透镜会聚使光线沿原方向返回。这里对于暴露在空气中的玻璃微珠有特定的要求：其折射率必须不小于2。当其折射率为2时，其焦点位于后球面处，入射光线将聚集于微珠的后球面，通过涂在后球面上的反射层或球面本身的反射，光线即可从整体上沿原方向折返。而当折射率不到2时，其焦点在球外面，入射光线将聚焦于微珠的外面。显然，在这种情况下，为了得到较好的定向反射，就必须将反射层材料涂得厚一些，使得光线的焦点落在反射层界面上。

由于反射层与微珠球面成同心球面，所以即使入射光线与反光膜成斜角射入时，也能较好地被反射回来。

通常认为，微珠的折射率越高，焦点离微珠球面的距离越小，就越容易制成与微珠球面成同心球面的反射层。这样，反光膜能反射的光线的入射角就越大，反光强度就越高。但实验表明，当玻璃微珠的折射率接近1．9时，入射光线能够很好地聚焦在玻璃微珠的后表面，这时的回归反射效果最好，当折射率小于或者大于1．9时，入射充线分别聚焦在玻璃微殊的外面和内部，这时的回归反射效果会有所降低，实际使用中由于客观条件的影响。玻璃微珠的折射率通常在1．9—2．1之间。

用玻璃微珠制成的色彩斑斓的反光膜，在各类交通标志中得到了广泛的应用，如汽车的车牌号、海上救生用具反光标记、航标、路标等，在反光织物的制作中也大受青睐，矿山、消防、环卫、市政等部门夜间作业者的工作服中都少不了它，它对于改善夜间工作环境，提高夜间工作安全性都起着极为重要的作用。

这些小到不起眼的玻璃微珠，在我们的日常生活中却起到了如此巨大的作用，为玻璃家族大放异彩。