光學玻璃製造全過程，用在衛星上的大玻璃，難度堪比造芯片

看到日本光學衛星玻璃的製造過程 才終於發現 為何馬斯克都在說 日本纔是光學設備的發祥地 馬斯克沒有說錯 一個簡單的玻璃分析 就要使內層和表面光滑值 控制到納米精度 前後還要冷卻一個月讓其結晶 工藝難度堪比造芯片 如果放在幾十年以前 這絕對算得上國家級機密 製作的第一步 首先將硅砂純鹼以及石灰粉末 灌入濾網 隨後經由篩選流入下方儲料箱 它與普通玻璃有著很大區別 因為我們都知道普通玻璃是由沙子石粉 在高溫融化後 形成的一種液態無機產物 但眼前的微晶玻璃看起來卻很陌生 畫面是用來攪拌原料的設備 當星形滾筒轉到上方後 位於罐內材料變相下掉 開始向兩側分流 等再次轉到上方後 粉末就又匯聚到一起 只有在轉個七七四十九圈準確數字 工人才能握緊鐵棍 取出一料斗粉末 對準爐門接著倒進電爐裡的融化罐 並在一千三百攝氏度高溫中 燒結數個小時 這一加熱時長與原料有著密切關聯 爐內溫差不得大於小於五攝氏度 它因此成了每個工廠不傳的核心祕方 轉眼粉末已完全融化 再由機械車把它加出來 雖然說這東西在視頻中看著並不大 但你要知道 它罐裡足足裝了兩百升融化後的液態 也是費了好長時間 才能把它倒乾淨 然後以水平角度把它填滿到每個位置 接著一到冷卻室開始對結構降溫 可以這麼講冷卻過程非常浪費時間 為此工廠在旁邊配備了大功率風扇以加速 與自然風相比物理降溫速度更快 前後僅需一個小時 就可以讓它凝固 變成你家窗戶上的普通玻璃 接著兩名工人握著撬棍開始鑿玻璃 從而把連在一起的部分全部敲碎 變成一塊塊冰糖大小的碎玻璃 到這裡用來製作微晶玻璃的最初原料就已成形 但它也只能算個最基礎材料 要說接下來這一步纔算是機密最多的環節 他們首先會將玻璃按大小統一區分 然後往溶解爐裡邊再加10種不同材質的成品玻璃 並和剛才敲碎的玻璃一塊燒 如果要往簡單點來說你可以把它理解成提純 正如畫面中看到的這塊 它就是又融化了50個小時成形後的玻璃 而且還要用鐵鏈把它一點點往外拉 再經過二次提純後的玻璃 它裡邊不再有氣泡不再會變形 關鍵這東西的硬度還特別高 為此工廠有著自己一套很巧妙的拆分辦法 只見工人用鑿子把表面用力敲了一下 又對著噴了些清水 接著用打火機把左手上的氣隔點燃 這時就可以對著表面持續烘烤 看來熱脹冷縮的原理算是被老師傅徹底玩明白了 大家仔細看烤了沒多久很輕鬆地就從中間斷開 到這裡完成了第二次提純 但它不能直接拿來用 而是要經過光學檢測儀來對成品分析 現在來看看這個透光度要是和普通玻璃相比 那可真是天壤之別 只有檢查後當玻璃沒有一丁點氣泡情況時 才會來到下一步的熱處理 所謂熱處理就是通過溫度改變玻璃剛性均質處理的過程 其實它有點類似於金屬中的淬火 通過加熱冷卻可以提高玻璃內營力 從而降低在特殊場景下的爆裂風險 但它的熱處理時長整整需要三週 也就是持續加熱三週然後再冷卻三週 除此之外玻璃折射率也會來到一個前所未有的水平 現在來看看它的熱處理時長為什麼這麼久 我們都知道普通玻璃在預熱後會逐漸膨脹 尤其是太空中的冷熱溫差巨大情況下 因此科學家們研究出了另一種超低膨脹微晶玻璃 例如詹姆斯微波太空望遠鏡就有它的身影 所以微晶玻璃正好解決了玻璃預熱膨脹的缺點 接下來咱們直接進入第三步製程工藝 經過一個多月熱處理後的玻璃 會被工人送到二樓並由溶解爐再一次融化 如果從外觀看這和第一次融化的效果似乎沒什麼區別 但它裡邊卻神祕地加入了高達幾十種材料 用以配比玻璃成型後的結晶效果與結構成分 而此時足有一千四百度高溫 模具也在玻璃不斷產生熱能前提下往外冒熱氣 接著向前傳送準備脫模 但在開始前還要使用溫度計對氣測量 只有溫度達到所需規定後 位於前方的工人才能把外層模具拆掉 鋪滿一層保溫隔熱棉 並用金屬鐵罩扣在玻璃四周 從而把玻璃牢牢包裹住防止運輸過程中磕碰 接著由叉車將眼前重約兩千多斤的玻璃緩慢升起 抬著來到前方進入最後一步加熱 這也是成敗再次一舉的環節 因為加熱和冷卻前後需要一個多月時間 所以等這扇門再打開那將是一個月以後 之所以冷卻時間需要久主要就是玻璃結晶 這也是零膨脹微晶玻璃具有的特殊性能 下面來看看結晶後的成品效果 已經沒有了當初那種透明色澤 工人要拿著手電筒從上向下對每個位置探照 主要是為了檢測玻璃的加層中是否存在氣泡 只有當各項檢查全部完成合格後 它就會經過雙面拋光五軸球洗 超聲波加工與平面研磨和槽式清洗等進食道供應 並在研磨完成後 還會藉助平面干涉儀二維檢測儀磁流變等全套數據檢驗 所以這要成形都是半年以後了 那你覺得這塊玻璃幹點啥比較好