为什么玻璃刀能划开玻璃

金仲辉

读者晓雪问：“生活中我常看到工人师傅利用手中玻璃刀上的小石头先在玻璃上划出一道印，然后轻轻一掰.玻璃就分成两块，我知道玻璃刀上的小石头对玻璃可以产生很大的压强，那么这个小小的石头是什么材料？为什么它可以切割玻璃？”在正式回答这个问题之前，你先思考为什么菜刀可将土豆切成片呢？该问题很容易回答，因为菜刀是用钢铁制成的，钢铁比土豆硬，日常生活经验告诉我们.硬的东西可以切割软的东西.反过来则不行.之所以玻璃刀上的石头能够切割玻璃.是因为它的硬度大于玻璃.

硬度指的是材料局部抵抗外界物体压人其表面的能力，由于有不同的测试规定，所以有不同的硬度标准，各种硬度标准的力学含义不同，它们之间不能直接换算.表1所示是10种材料的莫氏硬度，常见玻璃的莫氏硬度在6左右，

材料的硬度，是由它们内部原子（或分子）的结构决定的，例如，石墨和金刚石（钻石）都是由碳原子组成，石墨内的碳原子是平行单键排列的，而钻石内的碳原子是四键立体共用排列的.在自然界的材料里.钻石的硬度是最高的，但是它的韧性差，因此虽然钢铁的硬度没有钻石高，但我们依然可用钢铁锤将钻石敲碎，

利用人工方法可以制造出硬度很高的材料，例如人工钻石和碳化硅，后者的硬度可高达9.25.尤其是人工制造出的石墨烯（最早是从石墨中分离出来），它的硬度是石墨的20倍，顺便提一句，石墨烯是一种用途广泛的材料，它具有良好的导电性、导热性、光学特性，被认为是未来一种革命性的材料.可以应用于航空、航天、新能源电池、生物医药等众多领域.

最后我们来解释玻璃刀为什么可以划开玻璃.玻璃刀的刀尖上镶有一小块角度大又很尖锐的高硬度材料.这种硬质材料通常是钻石、人工钻石或硬度高于玻璃的硬质合金，人们用玻璃刀划过玻璃时，玻璃刀的刃口就会在玻璃上留下一个底部很尖的槽痕，由于槽底很尖，脆性的玻璃就很容易沿著这个槽痕裂开，所以沿着这个槽痕用手轻轻掰一下.就可将玻璃分成两块.

有同学可能会问，钻石的硬度很大，那么用什么切割钻石呢？以前人们使用钻石粉来切割，如今可用激光来切割.纯净的天然钻石价格昂贵，1克拉（即0.2 9）可能要几万元，而1g黄金价格不足400元，玻璃刀上使用的都是含有杂质、不透明的钻石.所以它的价格较为低廉.远不能与纯净天然的钻石相比，

责任编辑 林洋