✿贝壳和陶瓷发动机

英国帝国化学工业公司的威廉·克莱格博士和他的伙伴很早就想制造一台陶瓷发动机，因为陶瓷能够耐1000℃以上的高温，不像用金属制造的发动机一样，不到900℃就会“瘫痪”，而且陶瓷发动机不需要配置冷却水箱。这样，发动机的总重量就可减少，并且可节省燃料20%~30%。可是陶瓷发动机也有一个弱点，它的质地很脆，遇到激烈颠簸和振动容易碎裂，所以陶瓷发动机无法在快速行驶的汽车上使用。由于陶瓷易碎的问题没有解决，威廉·克莱格一直闷闷不乐。

一日，威廉·克莱格想起了人们常见的贝壳，贝壳这东西很硬，却又很不容易摔破，这是什么道理呢？于是，他决定研究贝壳又硬又韧的原因。他收集了许多贝壳，把它们制成可以在显微镜下观察的样片。他发现，贝壳原来是由许多层状的碳酸钙组成的，但在每层碳酸钙中间夹着一层有机质，把层层碳酸钙粘在一起。然后，他试着用力在地上摔打贝壳，他发现，贝壳之所以不易碎裂，是因为在每层碳酸钙中出现的裂纹不会扩张到其他的碳酸钙层中去，裂纹被中间的那层软的有机质给阻挡住了。这和一个瓷碗一样，碗上即使有点裂纹，但裂纹如果不继续延长，碗也不至于成为两半或碎片。

威廉·克莱格研究完贝壳的结构后，心中一亮，决定模仿贝壳的结构来制造陶瓷。首先他选择了碳化硅做陶瓷，把碳化硅烧结成薄薄的陶瓷片，然后在每片碳化硅陶瓷上涂上石墨层，再把涂上石墨层的碳化硅陶瓷一层层叠起来加热挤压，使坚硬的碳化硅陶瓷粘在石墨层上，就像“千层饼”似的。

石墨和贝壳中的有机质一样，起黏结剂作用，而且粘得很牢固。在正常情况下能把所有的碳化硅层紧紧粘在一起，只是在遇到冲击力产生裂纹时才分开。但这种冲击力也只能使表面的几层脱掉，而在表面很薄的几层脱掉时就已把大部分冲击能量吸收掉了，避免了使整个零件碎裂。

威廉·克莱格博士进行了一系列实验，得出了可喜的结果，他发现想折断这种涂有石墨层的碳化硅陶瓷，所花的力比折断没有石墨结合的整块碳化硅陶瓷所花的力约大100倍。涂石墨的碳化硅陶瓷不仅成本低，而且熔点极高，韧性和木头的韧性很接近，因此不怕颠簸和振动。

找到了摔不破的陶瓷材料，威廉·克莱格和他的同伙在1990年为英国帝国化学工业公司制造了一台能耐高温而不需要冷却系统的陶瓷汽车发动机，并在实验室进行了成功的试验。

现在能制造陶瓷发动机的国家很少，目前只有美国、德国、日本、英国和中国。我国第一辆用陶瓷发动机做动力的大客车，于1991年3月在上海——北京之间的公路上行驶了3500 千米，沿途不用加冷却水，因为它不需要要冷却系统。1991 年3月22日，《光明日报》在第一版显著位置上报道了这个振奋人心的消息。

这种不易碎、耐高温的陶瓷是又一种高质量的人造材料，它的应用前景未可限量。