Vì sao thuỷ tinh "thép" đột nhiên bị vỡ?

Có loại cốc thủy tinh khi rơi trên nền đất cứng chỉ nghe có tiếng “coong, coong" mà không hề bị vỡ. Khi xem kỹ cái cốc, thấy cốc không hề có vết nứt mà vẫn tốt nguyên.

Loại cốc này không phải bằng thủy tinh thường mà bằng thủy tinh "thép". Các tấm kính trên buồng lái xe cũng được chế tạo từ thuỷ tinh “thép". Thủy tinh "thép" không phải hoàn toàn không bị vỡ, chỉ có khác thủy tinh thường là bền chắc hơn nhiều. Một tấm thủy tinh thép dày 6-7mm đặt trên mặt đất phẳng, một quả cầu thép nặng 1kg ở chiều cao 1m rơi vào tấm thuỷ tinh cũng không làm tấm thuỷ tinh thép bị vỡ.

Một khi thuỷ tinh thép bị vỡ sẽ vỡ thành các hạt tròn như hạt đậu, như hạt lựu mà không tạo thành các mảnh có cạnh sắc như thuỷ tinh thường, như là sự "tự phân thân" vậy.

Tính chất của thủy tinh thép quả là đáng chú ý. Thế thủy tinh thép được chế tạo như thế nào?

Trên thực tế, thủy tinh thép chính là "hoá thân" của thủy tinh thường. Trước tiên người ta đem thủy tinh thường cắt thành các mảnh to, nhỏ khác nhau, sau đó mài mòn dần các đường biên, rồi đưa vào lò điện, gia tăng nhiệt độ đến độ làm mềm thủy tinh, cuối cùng đưa thủy tinh nóng vào thiết bị thổi gió, để hai mặt thủy tinh được thổi gió thật đều, làm cho thủy tinh lạnh nhanh và chế tạo thành thủy tinh thép.

Một vật đang rất nóng, đột nhiên bị làm lạnh, người ta gọi đó là sự “tôi". Thép thủy tinh chính là thủy tinh được tôi, nguyên nhân tạo thủy tinh thép chính là ở đó. Nếu thuỷ tinh được tôi tốt thì do thuỷ tinh được co lại rất đều do làm lạnh có mật độ hết sức lớn, nên không dễ bị vỡ. Nhưng nếu thủy tinh được tôi không tốt, bị làm lạnh không đều nên có chỗ xốp, chỗ đặc khít không đều nhau sẽ sinh ra ứng lực bên trong được gọi là nội ứng lực. Với loại thủy tinh có nội ứng lực, khi chịu sự thay đổi nhiệt độ đột biến, hoặc do tác dụng của ngoại lực hoặc do ảnh hưởng của các chấn động có biên độ nhẹ, nội ứng lực của thuỷ tinh sẽ mất cân bằng và thủy tinh sẽ đột nhiên bị vỡ.

Có lúc một tấm thuỷ tinh thép có chất lượng kém đặt trên bàn sẽ bị vỡ tan "một cách vô cớ".

Khi thuỷ tinh thép bị vỡ, trước tiên sẽ vỡ thành các mảnh lớn, mấy giờ sau lại tiếp tục vỡ thành các mảnh nhỏ hơn, dần dần vỡ thành các hạt rất nhỏ. Hiện tượng kỳ dị này do nội ứng lực của thủy tinh gây ra.