圖1：成刀

平衡斷裂概念

在科學(xué)級(jí)質(zhì)量的玻璃條中制造受控的筆直斷裂，要求制刀機(jī)在劃痕的兩側(cè)施加相同的重量和壓力。此外，從底部接觸玻璃的支撐元件盡可能減小表面接觸，以免在斷裂之前對(duì)玻璃施加非受控的壓力。

采用平衡斷裂法（圖2）制刀時(shí)，一根玻璃條會(huì)從中間劃痕處斷裂成相等的兩半。劃痕兩側(cè)的玻璃重量相等，斷裂是平衡的，新產(chǎn)生的斷裂面是平整的。不斷將新產(chǎn)生的玻璃條斷成相等的兩半，可以得到一定數(shù)量的方形玻璃板。

所有方形玻璃板都擁有平直的側(cè)邊以及準(zhǔn)確的直角，而連續(xù)斷裂法得到的方形玻璃板的表面常常會(huì)彎曲變形。

圖2：平衡斷裂法

劃痕和斷裂原理

制作高質(zhì)量玻璃刀通常需要制作出一批相等的方形玻璃板，在玻璃上準(zhǔn)確地劃出劃痕，準(zhǔn)確地施加壓力，使其斷裂。

通常情況下，當(dāng)斷裂發(fā)生在靠近拐角的地方（長(zhǎng)劃痕）時(shí)，刀鋒更加平直，對(duì)面刀肩更窄。過(guò)去建議使用短劃痕制作冷凍超薄切片，因?yàn)檫@樣一來(lái)自由斷裂的時(shí)間較長(zhǎng)，可以制得鋒利、較長(zhǎng)的可用刀鋒[1, 2]。

每個(gè)劃痕已經(jīng)預(yù)設(shè)好，劃痕距離方塊兩個(gè)角的距離相等。斷裂發(fā)生時(shí)，玻璃下方墊著兩枚不銹鋼半球，上方則由兩枚斷裂銷(xiāo)固定。這種斷裂可以讓劃痕向其兩側(cè)盡可能地延伸，直至自由斷裂發(fā)生。自由斷裂的方向由斷裂兩側(cè)玻璃的重量以及兩側(cè)施加的力決定。

自由斷裂向方形玻璃板的邊緣彎曲，制得一把刀，且刀鋒對(duì)面出現(xiàn)平邊（刀肩）（圖3a）。若劃痕沿著方塊的中心延伸，則產(chǎn)生的刀肩會(huì)非常窄，此時(shí)刀的角度更加接近45°（圖3b）。

這是冷凍超薄切片的優(yōu)選設(shè)置。進(jìn)行樹(shù)脂切片時(shí)，則可以將刀肩設(shè)置得稍微大一些（~0.5 mm），產(chǎn)生更大的刀角度，這樣能更加穩(wěn)定。

圖3a

圖3b

玻璃刀真實(shí)刀角度

在方形玻璃板上劃出劃痕時(shí)，所有劃痕距離方形玻璃板直角還有一定距離。對(duì)劃痕兩側(cè)施加壓力，斷裂開(kāi)始，首先可以看到劃痕開(kāi)始變深。斷裂沿著劃痕向方形玻璃板兩角延伸。劃痕到達(dá)兩個(gè)角后，自由斷裂開(kāi)始。斷裂沿著劃痕延伸，到達(dá)兩角時(shí)向方形玻璃板的一邊偏離彎曲。因此，玻璃刀的真實(shí)刀角會(huì)略大于劃痕角度。

玻璃刀的真實(shí)角度會(huì)隨著劃痕偏離對(duì)角線角度的變大而變大。這種情況下，刀肩就會(huì)變寬。

例如，用方形玻璃板制作玻璃刀時(shí)，若刀肩較?。?lt;0.5 mm），則真實(shí)刀角度會(huì)接近45°。刀肩變大（>0.5 mm）后，會(huì)進(jìn)一步放大真實(shí)刀角度，甚至可能使其大于55°（圖4）。

圖4