撞碎子弹，比钻石还硬的玻璃，能承受20吨压力的“鲁伯特之泪”

2025-05-29 10:13 来源：喜雅生活点击：

撞碎子弹，比钻石还硬的玻璃，能承受20吨压力的“鲁伯特之泪”

这种神奇的玻璃比钻石的强度还大，子弹打在它身上也会被撞击得粉碎，万能的液压机也不会让它屈服，甚至液压机都被它压出一个坑，直到压力提高到20吨时才粉碎，这就是神奇的“鲁伯特之泪”。玻璃和子弹哪个更结实？大部分人会说子弹更结实，其实不完全正确，我们在家中就能做出比子弹更结实的玻璃来。

指示压力已经将近20吨

在说这种神奇的玻璃之前，首先要弄清楚硬度和强度的概念，因为有人把这2种概念闹混了。材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，分为划痕硬度、回跳硬度和压入硬度，可以理解为硬度大的物体不容易产生划痕。强度是指材料抵抗断裂和过度变形的力学性能之一，指标有拉伸强度和屈服强度，简单来说就是强度大的物体不容易整体断裂。

“鲁伯特之泪”让子弹粉碎

比如钢化玻璃比普通玻璃强度大，而硬度并没有提高，钢化玻璃本质上还是玻璃，虽然强度是普通玻璃的几倍，但你用砂纸打磨还是会有划痕的，汽车挡风玻璃就是钢化玻璃，时间久了雨刷器划过地方就有划痕。而“鲁伯特之泪”本质上还是玻璃，硬度没有提高多少，但是强度却大大提高了，所以我们不能说它硬，而是要说它强。

铁锤的敲击对它毫发无损

世界上最硬的3种物质分别是：碳炔硬度是金刚石的40倍，石墨烯的硬度是金刚石的20倍，金刚石排名第三，但它是自然界中最坚硬的物质，莫氏硬度达到了10。而液压机还是可以轻易地压碎钻石，因为硬的东西一般韧性较差，也就是脆。“鲁伯特之泪”的优势就体现出来了，可能承受20吨的压力。

液压机被玻璃挤压的凹陷进去

17世纪的时候，有个王子叫鲁伯特，他特别喜欢玻璃，闲着没事就鼓捣玻璃，他把熔融的玻璃液放在冷水中，就形成了这种像蝌蚪一样的玻璃，尾部还有一个细长的尾巴，头部的强度非常大，就管它叫“罗伯特王子小粒”。后来他就选了其中的5个当做国礼送给了当时强大的英格兰的查理二世，从此这种神奇的玻璃被世人所知。

液压机被压出凹痕

制作它的方法不难，但是国内很多博主在制作的时候，方法不是很对，结果是强度很差，普通的锤子就能敲碎。正确的方法是把玻璃加热到700℃左右，玻璃是混合物，非晶体，没有熔点，只有熔融温度范围，一般在600-800℃，所以温度很重要，温度低产生的强度也会很低。这就是为什么有的“鲁伯特之泪”抗压能力为8吨，而有的却能达到20吨。

制作过程

熔融液态的玻璃在重力作用下，自动滴到冰水里，这个过程非常重要，这样一个“鲁伯特之泪”就做好了，它们看着样子都差不多，但是强度却相差很多。

最外面一层最先凝固，但内部还是熔融状态

原理是：当熔融的玻璃滴进冷水中时，最外面的一层遇冷水最先凝固，而玻璃内部还是熔融状态，随着时间推移核心也会慢慢冷却，根据热胀冷缩原理体积会变小，当核心的液态玻璃冷却时，会拉着已经凝固的外壳慢慢收缩变紧，让外层玻璃受到巨大的压应力，压应力高达700兆帕，是标准大气压的7000倍。

液态玻璃滴到冰水里

同时核心的玻璃也被呈固态的外壳拉扯，受到强大的拉应力。这两种力量维持了玻璃的平衡，压应力和拉应力就像两组人进行拔河比赛，谁也赢不了谁，只要这种应力保持平衡，“鲁伯特之泪”就能够保持稳定，可承受巨大的外力冲击。

制作过程

但是由于熔融液态的玻璃入水先后顺序不同，使得“鲁伯特之泪”的头部质量很大，冷却的慢，尾部很细质量最小，冷却最快，导致头部和尾部冷却不均衡，也让整个玻璃体内部受力不均，所以有强大的头部和脆弱的尾部。

承受巨大的压力

细细的尾部应力比头部要差很多，甚至比一般玻璃都脆弱，一旦尾部被外力摧毁，不均衡的压力就会瞬间释放，残余应力顺着裂纹迅速扩散到“鲁伯特之泪”全身，一瞬间就会支离破碎，变成粉末，这种现象就做裂纹扩展，根源就在于内部不均衡的压力，释放的速度为每秒1450米-1900米，是音速的5倍左右，只有高速摄像机才会看清楚。

尾部很脆弱

就这种简单的科学原理，困扰了科学家整整4个世纪，后来随着科学技术的发展，才弄懂了其中的原理。“鲁伯特之泪”对人类最大的贡献就是让人们发明出了钢化玻璃。钢化玻璃的原理和“鲁伯特之泪”是基本差不多的。钢化玻璃又叫强化玻璃，同样是表面具有压应力的玻璃。

裂纹扩展

钢化玻璃是法国人发明的，最大的特点是受到破坏时，碎片不是锋利的玻璃碴子，而是钝角的碎小颗粒，不容易伤害人。并且抗冲击强度和抗弯强度都是普通玻璃的3-5倍。当你踩到一块钢化玻璃上面时也不会碎，普通的玻璃就不行。

钻石被压碎

钢化玻璃有个很大的缺点就是不能切割和加工，就像“鲁伯特之泪”一样，碰到尾部整体就炸了，所以只能在钢化前先把普通玻璃加工成需要的形状，然后在进行钢化处理。钢化玻璃能承受300℃的温差变化，是普通玻璃的3倍。

钢化玻璃

要先把普通玻璃切割成要求的尺寸，加热到700度左右，再进行快速而均匀的冷却，钢化玻璃厚度不同，加热和降温的时间也不同。比如6毫米的钢化玻璃在700度高温下加热240秒，然后降温150秒。10厘米厚的钢化玻璃在700度高温下加热500秒，然后降温300秒。玻璃越厚加热和冷却的时间越长。

它比铁砧子硬多了

高温后在降温的钢化玻璃表面形成均匀的压应力，而内部则形成张应力，这两种力达到了完美的平衡。使玻璃的强度、抗冲击力、弯曲度都是普通玻璃的3-5倍左右，虽然不能做切割或加工，但是安全性很高，保护了人类不在受玻璃的割伤，均匀压应力平衡遭到破坏是会“粉身碎骨”，就像我们的手机钢化膜一样，自己碎了却保护了珍贵的屏幕。