為什麼熱水瓶內膽的底部，總多出一個激凸的小揪揪？
最近氣溫驟降，但北方還沒有來暖氣...我只能抱著我的熱水瓶瑟瑟發抖。
抱的多了，熱水瓶（cèi）的次數也多了，聰明如我發現了每次新買的水瓶內膽底部總有一個小小的凸起…就是下圖這個東西！
但為什麼要有一個小突起呢？這個問題比暖瓶為啥保暖還令我困惑…到大學機械專業上過了模具課，某次猛地反應過來「以前是我太想當然了…這絕對不是模具的澆築口啊！」今天這降溫的大冷天，正適合看內膽的製作解決這個問題~
保溫原理
保溫瓶的原理在於：內膽是嵌套了雙層構造的玻璃，夾層抽了真空！熱力學第二定律告訴我們：熱傳導會使得熱量自發地從高溫的物體傳向低溫的物體，而空氣也是熱傳導的介質，如果將內膽的內外瓶之間抽成真空，那熱量就不會逸出了。而雙層玻璃上覆的鍍銀層，還可以把熱量「反射」回瓶中，進一步地防止熱量流失。其實就是鏡子的那個鍍銀層啊！我們曾介紹過平面鏡的製作，只是內膽鍍銀層是封在真空環境里的，不需要像鏡子一樣暴露在空氣下，也就不需要一些額外的保護漆等防護。
現在市面上能買的那種真空玻璃也是同一個原理，兩個玻璃之間抽了真空，又隔室內外溫度，沒了空氣還極大地隔絕噪音。
高硼硅玻璃
雖然小時候看到的暖瓶內膽都是銀色亮亮的，但只有摔碎過的人才知道...看著像金屬，其實是鏡子，本質是覆了鍍銀層的玻璃。內膽的原料就得是能耐高溫的高硼硅玻璃，這個材質，小可愛們去超市買玻璃杯的時候也值得注意下。普通玻璃杯有時會寫「禁止熱水」，這一種是不耐瞬間高溫，會爆裂的...
而高硼硅的這種耐熱玻璃，是可以承受瞬間溫差 150℃ 左右的，冰火兩重天，冷熱無忌..
原理和材料講完了，開始今天的流水線製作啦~
吹制內外瓶
製造暖瓶內膽的外瓶，大概是先將熔融玻璃落入一個模具中，做成中空狀，再於另一個模具中通過工業用氣吹成所需要的中空形狀。
熔接中空管
內膽的內外瓶製作好以後，我們先用到外瓶。工人會在底座上安放一根中空玻璃管，這就是「小揪揪」一開始的模樣。
然後外瓶內外部一起通火，在底部加熱熔化接入這根中空玻璃管，做好貫穿。這管子有啥用呢？接著抽真空、清洗、鍍銀全靠它呢！
做好標記
再用墨水在瓶身畫上記號，這個記號線大有作用，先猜猜看！
去除多餘
到了這時候就可以加熱外瓶的頸部了，再用圓盤刀切去那個用於方便機械加工而保留下來的多餘部分。
多餘這部分是會送去回爐重用的！就好像之前我去看瓷器的製作，最後雖然會把不合格的瓷器砸碎一樣，但也絕不會浪費，只要原材料配比清晰，都是可以回收再利用的。
外瓶對開切
為了將內瓶塞到外瓶里，還需要土土地將外瓶身先切分成上下兩個部分。
由於現在家裡喝水都有用到雙層隔熱玻璃杯，我就非常好奇現在有沒有什麼製作工藝，能一次吹制出真空保溫瓶的內膽？直接就有內外瓶，查了半天資料也沒看到能離得這麼近、吹得這麼薄的雙層...如果有懂行的小可愛，求各種留言指正！
內瓶處理
內瓶的製作和處理都和外瓶差不多了，首先也是切去多餘的部分，再用火將切口處理圓滑，我們直接看有意思的組裝環節。
夾層墊塊
為了讓內瓶與外瓶之間保持固定地距離。我們會用到小石綿塊，先在石棉墊塊上點個膠，然後粘附在內瓶身外。
石棉作為一種防火材料，隔熱效果也是絕佳。但是長期在石棉粉塵車間工作，容易變成矽肺，對身體不好。
內外瓶組裝
將裝了墊塊的內瓶放入外瓶下部，再將上部蓋上…
對齊記號線
現在的工業吹制沒辦法保證玻璃瓶每一處的壁厚都均勻，這就需要用到之前在外瓶身上劃拉的記號線去對齊暫時固定了。
熔接上下外瓶
玻璃的好處就是方便各種造型，接下來猛火熔接外瓶的上下部分，如果沒有對齊記號線，壁厚的細微差別就會在這時候產生破口，也就影響了封閉效果。
再熔接內外瓶的瓶口，合二為一！
再趁熱用模具給瓶口塑形，做到光滑圓潤。
退火處理
為了防止成型後的內膽變形，甚至炸裂...要請出我們消除材料內應力的玻璃退火工序啦~先給這時候的內膽加熱升溫後再慢慢冷卻。
可以看到現在內膽已經有了一個中空腔體，只留了底部的「小揪揪」，瓶口還是敞開的，能夠接通空氣。
灌水清洗
在準備鍍銀之前，還要對冷卻下來的玻璃內膽進行一次徹底水洗。從底部的中空玻璃管里注入蒸餾水，水在整個內膽的內外壁之間空隙旋轉清洗，再到豎立排水，最後乾燥水汽，整個過程一氣呵成~
做鍍銀層
內膽製作鍍銀層和灌水清洗的環節也幾乎一模一樣，只是把水換成了銀氨絡合物溶液和作為還原劑的醛類溶液，緩慢轉動內膽，進行銀鏡反應，銀離子被還原沉積在玻璃表面，就形成了鏡面銀膜薄層，就這樣給內瓶外側和外瓶內側均勻地覆上銀亮閃閃的鍍層了。
夾層抽真空
鍍了銀層的內膽再次經過洗凈和乾燥。就可以將底部中空玻璃管連接抽真空裝置，準備邊抽去夾層內的空氣，邊熱熔融玻璃做密封啦！
熔斷分離
最後那個小揪揪的形成，就是玻璃被燒融後一點點地拉扯開、分離留下的結果啦！
等等！Cast 還有話說
現代的玻璃暖水瓶據說是英國物理學家和化學家杜瓦在 1892 年發明的，至今已經有一百多年。發明的過程也特別有意思，杜瓦是某次要使壓縮氫氣變成液態氫，得用瓶子裝起來，可當時並沒有現在這樣的保溫瓶，他才開始自己研製的。
他當時就採用把瓶身做成真空的方法，就是現在的雙層中空瓶身，再在真空的隔層里塗一層銀或反射塗料，最後用一個塞子把瓶口堵住，到現在都 100 多年了，暖壺還是一樣的設計。這種玻璃真空膽塗銀的熱水瓶曾經就風靡世界，算是人類生活質量提高的一個標誌性產物了。
校對：Cast、江小喪
文中 Gif 截取自：日本 The Science Channel 頻道的 THE MAKING 視頻（９7）《魔法瓶ができるまで》
本文經授權轉載自公眾號：有趣的製造
（ID：MadeWithFun）
果殼
ID：Guokr42
整天不知道在科普啥的果殼
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