为什么水也能“削铁如泥”V4

水是一种液体，它没有固定的形状。一定量的水除了具有重力以外，看不出有什么坚硬之处。可是科学工作者却使水变成了“刀”，不但用来挖泥、采矿，甚至用来切削钢板。难道水真有那么大的力量？

是的，人们发现，高压水流在撞击物体表面最初的百万分之几秒时，瞬间压力非常大。这种压力足以冲跨岩层、泥土。当这个压力达到7000个大气压时，超过了薄钢板的强度极限，水流便一穿而过，在钢板上钻出一个洞。这时如水流按一定线型顺延下去，就可以将钢板切开了。

通常采煤用的高压水为1000个大气压。它是用高压系将水压升高，然后像消防队灭火时那样，使高压水从管口喷出，冲击在煤层上，将煤冲落下来。冲落下来的煤与水一起用泵提升到地面。这种方法叫水力采煤。还有水力挖泥、挖隊道等，都是用高压水代替机械作动力的一种方法。

用水来切削钢板时，问题就要复杂得多了。首先，如果将水压增加到7000个大气压，再好的密封设备也很容易磨损而导致渗漏。为了解决密封问题，科学家们在水中加入了5%的可溶性乳化油。这样既起到润滑作用，又提高了密封效果。同时对密封的高压泵也作了特殊的处理，在双层密封环中注入油液，利用油液在高压下粘性变得很大的特点，保证高压水泵设备的密封性。

其次是水没有固定的形态，因此当水从喷管喷出后，会立即散开。密集的水柱一散射，不仅降低了水的压力，而且也不能准确地进行切削。于是科学家们设法在水中加了一些长链聚合物，如聚乙烯氧化物。水分子依附在这种长链聚合物上，使喷嘴射出的水流宛如粘合起来的一条长线，在很长一段距离内不会散开，保持着强大的压力。

第三个问题是因为水流压力大，喷管上喷嘴的强度要高，同时孔径要小，使喷出的水流压力大。我们平时用手指头堵住水龙头，急流而下的水流通过手指与水龙头之间的小缝隙，会喷射出很远，就是这个道理。现在高压水的喷嘴是用高级硬质合金、蓝宝石、金刚石等材料制成，其孔径仅有0.05毫米，而且孔内壁光滑平整。水流的压力可达17000个大气压。

用水作刀有许多优点，首先是它的用途很广。钢板、铜材、玻璃、塑料等，都可以用“水刀”来加工；其次它切削材料的切面光滑，不会像锯子那样留下毛口；不像激光和乙炔那样，使被切削的部分的温度升高而变形；也不会在切削某些化工合成材料时放出有毒气体或产生尘烟；甚至不会将材料弄湿，因为水穿过的速度非常之快。

现在有些国家已将高压水切削工艺投入实际的使用，随着科学技术的进步，“水刀”的应用将越来越广泛。