为什么热水瓶内胆的底部，总是多出一个「小揪揪」？

为什么热水瓶内胆的底部，总是多出一个「小揪揪」？ 中科院物理所 2018-11-23 15:02:22
上周，小编心心念念的暖气终于来了，然鹅，通了暖气的房间太干燥了，一天一瓶热水是少不了的。话说从小到大打过那么多瓶热水，把热水瓶卒瓦（cèi，这个字打不出来...）了的事自然在所难免，机智如我发现买到的新内胆底部总有一个小小的凸起…就是下图这个东西！
但为什么要有一个小突起呢？这个问题比暖瓶为啥保暖还令我困惑…到大学机械专业上过了模具课，某次猛地反应过来「以前是我太想当然了…这绝对不是模具的浇筑口啊！」在北方如春的室内，正适合看内胆的制作解决这个问题~
保温原理
保温瓶的原理在于：内胆是嵌套了双层构造的玻璃，夹层抽了真空！热力学第二定律告我们「热传导会使得热量自发地从高温的物体传向低温的物体」，而空气也是热传导的介质，如果将内胆的内外瓶之间抽成真空，那热量就不会逸出了。而双层玻璃上覆的镀银层，还可以把热量「反射」回瓶中，进一步地防止热量流失。其实就是镜子的那个镀银层啊！只是内胆镀银层是封在真空环境里的，不需要像镜子一样暴露在空气下，也就不需要一些额外的保护漆等防护。
现在市面上能买的那种「真空玻璃」也是同一个原理，两个玻璃之间抽了真空，又隔室内外温度，没了空气还极大地隔绝噪音。
高硼硅玻璃
虽然小时候看到的暖瓶内胆都是银色亮亮的，但只有摔碎过的人才知道...看着像金属，其实是镜子，本质是覆了镀银层的玻璃。内胆的原料就得是能耐高温的高硼硅玻璃，这个材质，小可爱们去超市买玻璃杯的时候也值得注意下。普通玻璃杯有时会写「禁止热水」，这一种是不耐瞬间高温，会爆裂的...而高硼硅的这种耐热玻璃，是可以承受瞬间温差 150℃ 左右的，冰火两重天，冷热无忌...原理和材料讲完了，开始今天的流水线制作啦~
吹制内外瓶
制造暖瓶内胆的外瓶，大概就是先将熔融玻璃落入一个模具中，做成中空状，再于另一个模具中通过工业用气吹成所需要的中空形状。
熔接中空管
内胆的内外瓶制作好以后，我们先用到外瓶。工人会在底座上安放一根中空玻璃管，这就是后来的「小揪揪」一开始的模样。
然后外瓶内外部一起通火，在底部加热熔化接入这根中空玻璃管，做好贯穿。这管子有啥用呢？接着抽真空、清洗、镀银全靠它呢！
做好标记
再用墨水在瓶身画上记号，这个记号线大有作用，先猜猜看！
去除多余
到了这时候就可以加热外瓶的颈部了，再用圆盘刀切去那个用于方便机械加工而保留下来的多余部分。
多余这部分是会送去回炉重用的！就好像瓷器的制作，最后虽然会把不合格的瓷器砸碎一样，但也绝不会浪费，只要原材料配比清晰，都是可以回收再利用的。
外瓶对开切
为了将内瓶塞到外瓶里，还需要土土地将外瓶身先切分成上下两个部分。
由于现在家里喝水都有用到「双层隔热玻璃杯」，我就非常好奇现在有没有什么制作工艺，能一次吹制出真空保温瓶的内胆？直接就有内外瓶，查了半天资料也没看到能离得这么近、吹得这么薄的双层...如果有懂行的小可爱，求各种留言指正！
内瓶处理
内瓶的制作和处理都和外瓶差不多了，首先也是切去多余的部分，再用火将切口处理圆滑，我们直接看有意思的组装环节。
夹层垫块
为了让内瓶与外瓶之间保持固定地距离。我们会用到小石棉块，先在石棉垫块上点个胶，然后粘附在内瓶身外。
石棉作为一种防火材料，隔热效果也是绝佳。然后甩不脱的初中化学知识让我继续打出了「长期在石棉粉尘车间工作，容易变成硅肺，对身体不好」这句话...
内外瓶组装
将装了垫块的内瓶放入外瓶下部，再将上部盖上…
对齐记号线
现在的工业吹制没办法保证玻璃瓶每一处的壁厚都均匀，这就需要用到之前在外瓶身上划拉的记号线去对齐暂时固定了。
熔接上下外瓶
玻璃的好处就是方便各种造型，接下来猛火熔接外瓶的上下部分，如果没有对齐记号线，壁厚的细微差别就会在这时候产生破口，也就影响了封闭效果。
再熔接内外瓶的瓶口，合二为一！
再趁热用模具给瓶口塑形，做到光滑圆润。
退火处理
为了防止成型后的内胆变形，甚至炸裂...要请出我们消除材料内应力的玻璃退火工序啦~先给这时候的内胆加热升温后再慢慢冷却。
可以看到现在内胆已经有了一个中空腔体，只留了底部的「小揪揪」还是开口能够接通空气的。
灌水清洗
在准备镀银之前，还要对冷却下来的玻璃内胆进行一次彻底水洗。从底部的中空玻璃管里注入蒸馏水，水在整个内胆的内外壁之间空隙旋转清洗，再到竖立排水，最后干燥水汽，整个过程一气呵成~
做镀银层
内胆制作镀银层和灌水清洗的环节也几乎一模一样，只是把水换成了银氨络合物溶液和作为还原剂的醛类溶液，缓慢转动内胆，进行银镜反应，银离子被还原沉积在玻璃表面，就形成了镜面银膜薄层，就这样给内瓶外侧和外瓶内侧均匀地覆上银亮闪闪的镀层了。
夹层抽真空
镀了银层的内胆再次经过洗净和干燥。就可以将底部中空玻璃管连接抽真空装置，准备边抽去夹层内的空气，边热熔融玻璃做密封啦！
熔断分离
最后那个「小揪揪」的形成，就是玻璃被烧融后一点点地拉扯开、分离留下的结果啦！
等等！小编还有话说
现代的玻璃热水瓶据说是英国物理学家和化学家杜瓦在 1892 年发明的，那至今也已经有一百多年。发明的过程也特别有意思，杜瓦是某次要使压缩氢气变成液态氢，得用瓶子装起来，可当时并没有现在这样的保温瓶，他才开始自己研制的。
他当时就采用把瓶身做成真空的方法，就是现在的双层中空瓶身，再在真空的隔层里涂一层银或反射涂料，最后用一个塞子把瓶口堵住，到现在都 100 多年了，热水瓶还是一样的设计。这种玻璃真空胆涂银的热水瓶曾经就风靡世界，算是人类生活质量提高的一个标志性产物了。
校对：Cast + 江小丧

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楼主很有激情啊！