Гэртээ хиймэл талстыг хэрхэн ургуулах вэ. Гэртээ бадмаараг талст ургуулж байна. Хайлах бүсийн арга
Шинжлэх ухааны алхимичид
Түүний оршин тогтнох түүхийн туршид хүмүүс гайхамшгийг олохыг хичээгээд зогсохгүй түүгээр мөнгө олох, жишээлбэл, хар тугалганаас алт авах эсвэл рок болорыг алмаз болгон хувиргах гэж оролдсон. Хамгийн домогт алхимич бол Францын Николас Фламел бөгөөд тугалгыг алт болгон хувиргах философийн чулууг (талст цагаан нунтаг) олж авсан гавьяатай хүн юм. Фламелийн шинжлэх ухааны бүтээлүүд бидэнд ирээгүй ч даруухан номын худалдаачин гэнэт баяжсан тухай баримтууд Парисын архивт хадгалагдан үлджээ: тэрээр Парис, Булон хотод 13 байшин, том газар худалдаж авсан, 12 сүм, хэд хэдэн эмнэлэг барьсан.
Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд мэдээжийн хэрэг Дундад зууны үед хэн ч жинхэнэ алт, очир алмааз авч чадсан гэдэгт итгэдэггүй - эдгээр нь бүгд үлгэр юм. Хувьсгал нь технологи, технологид хүрсэн 20-р зуунд болсон шаардлагатай хөгжил. Ямар ч алхими, цэвэр шинжлэх ухааны арга.
Таны мэдэж байгаагаар жинхэнэ (байгалийн) эрдэнийн чулуунууд нь янз бүрийн металлын хатуу давс бөгөөд тэдгээрийн молекулууд нь эмх цэгцтэй бүтэц гэж нэрлэгддэг бүтэцтэй байдаг. болор тор. Байгалийн хувьд талстууд нь дэлхийн царцдасын гүнд, өндөр температурт (2000 ° C хүртэл), олон зуун мянган атмосферийн асар их даралт дор олон сая жилийн туршид үүссэн. Ийм нөхцөл бий болсон газар маш цөөхөн байдаг бөгөөд энэ нь үнэт чулууны ховор байдлыг тайлбарладаг (үнэн хэрэгтээ тэдгээрийг үнэлдэг). Байгалийн ашигт малтмалын аналогийг нэгтгэхийн тулд эрдэмтэд байгалийн үзэгдлийг лабораторийн нөхцөлд, хурдасгасан хувилбараар хуулбарлах шаардлагатай байв. Ийм өндөр температур, даралтыг зөвхөн өнгөрсөн зууны эхээр авах боломжтой болсон.
Энэ бизнес нь маш өндөр технологи, өртөг өндөртэй байсан ч утга учиргүй биш - уул уурхайн компаниуд объектив шалтгааны улмаас чулууны хэрэгцээг хангаж чадахгүй байсан бөгөөд хурдацтай хөгжиж буй салбар нь шинэ алмаз, индранил, бадмаараг шаарддаг байв. Одоо нийлэгжүүлсэн чулууны дэлхийн зах зээл 6 тэрбум гаруй доллараар үнэлэгдэж байна; Ойролцоогоор 86% нь үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд зориулж гаргаж авсан талстууд, 14% нь үнэт эдлэлийн хэрэгцээг хангахад зарцуулагддаг.
Бараг бүх төрлийн талстыг Орос улсад нийлэгжүүлдэг боловч бага хэмжээгээр хийдэг. Москвагийн ойролцоох Троицк хотод алмаз, Зеленоградад индранил, анар, бадмаараг, Нижний Новгородын ойролцоо бадмаараг, Новосибирскт маргад эрдэнэ ургадаг. Михаил Борик, IOFAN n.a. Лазер материал ба технологийн шинжлэх ухааны төвийн ахлах судлаач. А.М. Прохоров: Энэ нь түүхэнд тохиолдсон: ЗХУ-ын үед аль хотод энэ эсвэл өөр талстыг олж авах аргыг боловсруулж байсан бол одоо хүртэл тэнд нийлэгжсээр байна. Шинэ бүтээл бараг гараагүй. Гэвч хиймэл талстуудын хэрэгцээ байнга нэмэгдэж, мэргэжилтнүүд хангалтгүй байдаг.
Хачик Багдасаров: "Болор ургуулах тоног төхөөрөмж 300-400 мянган долларын үнэтэй, хоёр дахь жилдээ үр дүнгээ өгч эхэлнэ"
бадмаараг халууралт
1902 онд Францын инженер Вернейль олон тооны амжилтгүй оролдлого хийсний дараа эцэст нь 6 гр жинтэй жижиг бадмаараг болорыг нэгтгэж чадсан нь үнэн хэрэгтээ тэрээр байгалийнхтай ижил төстэй анхны хиймэл эрдэнийн чулуу болжээ. Худалдааны үүднээс авч үзвэл Вернейлийн яг бадмаараг авах хүсэл нь нэлээд үндэслэлтэй байсан - бадмаараг нь байгальд маш ховор байдаг. Одоо дэлхий дээр жилд таван тонн орчим бадмаараг олборлож байгаа бол эрэлт хэрэгцээ нь хэдэн зуун тонн байдаг (ихэвчлэн үнэт эдлэлчид биш, харин цаг үйлдвэрлэгчид хэрэгтэй).
Эхлэх материал гэж нэрлэгддэг. цэнэг (хромын хольцтой хөнгөн цагаан ислийн нунтаг), Вернеуил 2150 хэмийн температуртай хийн шарагчаар дамжин өнгөрч, температур буурахад үүссэн хайлмал аажмаар талсжиж, бадмаараг болж хувирав. Verneuil аргын илэрхий энгийн бөгөөд найдвартай байдал нь эхлээд Францад, дараа нь бараг бүх өндөр хөгжилтэй орнуудад бадмаараг талстыг үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийг хурдан зохион байгуулахад хүргэсэн. Синтетик бадмаарагны ачаар хэд хэдэн нээлт хийх боломжтой болсон. Жишээлбэл, бадмаараг дээр үндэслэн лазерыг зохион бүтээсэн бөгөөд энэ нь дэлхийгээс сар хүртэлх зайг нарийн хэмжих, гадаад орон зайг харилцаа холбооны зориулалтаар ашиглах гэх мэт боломжтой болсон.
Хожим нь бадмаараг синтезийн технологийн тусламжтайгаар бусад үнэ цэнэтэй талстууд болох индранил ба анарыг олж авах боломжтой болох нь тогтоогдсон: эхлээд анхны бодис нь өндөр температурт хайлж, дараа нь хэт хөргөж, үр дүнд нь талсждаг. Технологи нь энгийн бөгөөд хамгийн сонирхолтой нь бэлэн байна Хачик Багдасаров,Кристаллографийн хүрээлэнгийн Өндөр температурын талстжилтын тэнхимийн эрхлэгч. А.В. Шубников РАС (индранил, бадмаараг, анарын нийлэгжилтэнд оролцдог). Орос улсад талстыг нийлэгжүүлэх ажилд хэдхэн компани, эрдэм шинжилгээний хүрээлэнгийн лаборатори оролцдог нь илүү хачирхалтай. Одоо Оросын ШУА-ийн Кристаллографийн судалгааны хүрээлэнд зохион бүтээсэн Багдасаровын аргыг хамгийн ашигтай гэж үздэг. Хачик Багдасаров: Би анх 1965 онд анарын нийлэгжилтэнд хэвтээ чиглэлтэй талстжуулалтыг ашигласан бөгөөд энэ технологи нь Вернейлийн энгийн аргаас хамаагүй хэмнэлттэй болсон. Бүх зүйлийг энгийнээр тайлбарладаг: талстуудын өртөгт цахилгаан нь өндөр температур, даралтыг хадгалах хэрэгцээ шаардлагаас болж зардлын ихэнх хэсгийг эзэлдэг. Босоо саваа биш, хэвтээ хавтанг нэгтгэх үед эрчим хүч хамаагүй бага зарцуулагдана.
Гэсэн хэдий ч шинжээчдийн үзэж байгаагаар электроникийн үйлдвэрлэлийн хөгжлөөр өдөөгдсөн бадмаараг, индранил, анар чулуунуудын эрэлт дэлхий даяар хангагдаагүй хэвээр байна. Саффирийн талстууд нь зөвхөн цагны компаниудад (ялангуяа Швейцарийнх) сансрын хөлгийн нүх, пуужингийн толгой үйлдвэрлэхэд төдийгүй жилийн хэрэгцээ нь 6 тэрбум орчим шилтэй гар утас үйлдвэрлэгчдэд шаардлагатай байдаг! Неодимийн ион идэвхижүүлсэн анараар хамгийн сайн лазерыг үйлдвэрлэдэг. Үнэт эдлэлчид одоо ногоон, ягаан анарыг маш их үнэлдэг бөгөөд үүнийг тус тусад нь тулиум эсвэл эрбиум нэмсэний ачаар олж авдаг (1 кг - 20-25 доллар).
Гэсэн хэдий ч галд тэсвэртэй талстуудын эрэлт зөвхөн барууны компаниудаас нэмэгдэж байгаа бол Орост электроникийн үйлдвэрлэл буурсантай холбоотойгоор тэглэх хандлагатай байна. Хачик Багдасаров: Хамгийн гол нь индранил нь Солонгосын (цагны үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд зориулагдсан) болон Японы (оптикийн хувьд) компаниудын эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Дэлхий дээр жилд нийтдээ мянга орчим тонн индранил нийлэгжүүлдэг. Орос улс энэ асуудалд илт гадны байр суурь эзэлдэг. Жишээлбэл, 90-ээд оноос өмнө ЗХУ-д 180 орчим тонн бадмаараг, 50 орчим тонн индранил тариалж байсан бол одоо ЗХУ-д ердөө 10-20 тонн бадмаараг, 20 орчим тонн индранил, 100-120 кг анар тариалсан байна. .
ROKOR компанийн дэд захирал (индранил бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг) Игорь Алябьевын хэлснээр 1 кг индранил талстыг ургуулах зардал нь ойролцоогоор 600 доллар бөгөөд 5 гр жинтэй, тус бүр нь 12 долларын үнэтэй 100 ширхэг хавтан үйлдвэрлэх боломжтой. Үнэт эдлэлийн салбарт нийлэг бадмаараг нь килограмм тутамд 60 доллар (харьцуулбал: нэг карат (0.2 грамм) байгалийн чулуу 50 доллар), техникийн зориулалтаар нэг килограмм нь 70 доллараас үнэтэй байдаг. Түүгээр ч барахгүй нэг талст том байх тусмаа илүү үнэтэй, нийлэгжилтийн зардал бага байдаг. Ийнхүү 6 кг хүртэл жинтэй индранил дан болорыг 5-10 мянган ам.доллараар үнэлдэг бол нэг килограмм нь 200 орчим ам.доллар (мөн 1 кг-ыг нь борлуулах үнэ нь 500 ам.доллар) гэнэ. Бизнесийн ашигт ажиллагааг тооцоолоход тийм ч хэцүү биш бөгөөд тоонуудын энэ дараалал дээр дурдсан бүх гурван талстуудад хамаарна. Индранил чулууны синтезийн дэлхийн хэмжээ мянга орчим тонн байдаг.
Одоо хамгийн том синтетик бадмаараг үйлдвэрлэл (жилд хэдэн зуун сая карат) Швейцарь, Франц, Герман, АНУ, Их Британид төвлөрдөг. Тусгай талстжуулах үйлдвэрүүдийг Таганрогийн цахилгаан дулааны төхөөрөмжийн үйлдвэр үйлдвэрлэдэг. Хачик Багдасаров: Дотоодын тоног төхөөрөмж нь ойролцоогоор 50,000 доллар, барууны тоног төхөөрөмж нь 300-400,000 долларын үнэтэй байдаг.Хамгийн чухал зүйл бол ашигтай эзлэхүүнээр дор хаяж арван нэгж бүхий үйлдвэрлэлийн байгууламжийг бий болгох нь зүйтэй юм. Нэг үйлдвэрлэлийн мөчлөг нь хоёроос гурван өдөр шаардагдах бөгөөд энэ хугацаанд нэг суурилуулалтаас 2 кг талстыг зайлуулж болно. Тоног төхөөрөмж хоёр дахь жилдээ аль хэдийн "цохих" болно.
Чулуу таних
Багдасаровын хэлснээр, хиймэл болон байгалийн чулуунуудын бүтэц (мөн гадаад төрх) нь адилхан бөгөөд хуурамчаар үйлдэгчид лабораторийн аргаар нийлэгжүүлсэн үнэт эрдсийг сонирхож байгаа нь зүйн хэрэг юм. "Арван жилийн өмнө нэг Хинду хүн над дээр ирээд байгалийн чулуунаас ялгагдахааргүй бадмаараг нийлэгжүүлэхийг гуйсан. Гэвч хэсэг хугацааны дараа Энэтхэгчүүд алга болж, байгалийн чулуу олборлогчид үүнийг арилгасан гэж ярьдаг. Гэсэн хэдий ч байгалийн чулуутай ижил үнэт чулууг олж авах нь тийм ч хэцүү биш юм. Бид үүнийг ургуулдаг бөгөөд худалдан авагч үүнийг байгалийнхаас нь хэзээ ч ялгахгүй" гэж тэр хэлэв.
Михаил Борик: Үнэт эдлэлийн дэлгүүрүүдэд лабораторид олж авсан бадмаараг, индранил зэрэг бүтээгдэхүүнүүд хангалттай байдаг. Энгийн худалдан авагч тэднийг нүдээр нь ялгаж чаддаггүй. Үнэт эдлэлийн дэлгүүрийн ихэнх худалдагчид хүртэл юу зарж байгаагаа мэддэггүй. Нэр хүндээ үнэлдэг алдартай үнэт эдлэл үйлдвэрлэгчид синтетик материал хаана байдгийг хэзээ ч нуудаггүй нь үнэн. Гэсэн хэдий ч үнэтэй үнэт эдлэл худалдаж авахдаа та чулууны жинхэнэ байдлын гэрчилгээг үргэлж шаардах хэрэгтэй.
Хачик Багдасаровын хэлснээр 1950-иад оны дундуур шинжлэх ухаан алмазыг нийлэгжүүлэхэд ойртоход бүх хөгжингүй орнуудын Сангийн яамны дэргэд эрдэмтдийн ахиц дэвшлийг хянах тусгай хэлтсүүд байгуулагдсан. Зах зээлийг байгалийн гаралтай алмазаас ялгах аргагүй синтетик алмазаар дүүргэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ - хэд хэдэн орны эдийн засаг зүгээр л сүйрч, хэд хэдэн орны стратегийн алмаазын нөөц тоос болон хувирна.
Сайн найзуудөрөмдөгч
Дэлхий дээр жил бүр дунджаар 100-110 сая каратын (20 орчим тонн) алмаз олборлодог бөгөөд дэлхийн зах зээл дээр 1 каратын байгалийн алмаз 55 долларын үнэтэй байдаг ч ихэнх чулуунууд үнэт эдлэлд тохиромжгүй байдаг. согог, хагарал, гадны хольцтой боловч үйлдвэрлэлд, ялангуяа үйлдвэрлэлд эрэлт хэрэгцээтэй, ашигт малтмалын өндөр бат бэх шинж чанарыг шаарддаг. Гэсэн хэдий ч шинжээчдийн үзэж байгаагаар багаж хэрэгсэл, металл, чулуу боловсруулах үйлдвэрүүд олборлож байгаагаас дөрөв дахин их алмаз шаарддаг бөгөөд өндөр технологийн хэд хэдэн салбарт (цахим эд анги, хэт ягаан туяаны мэдрэгч үйлдвэрлэхэд) бараг боломжгүй юм. байгалийн алмаазын 98% нь азотын агууламжтай байдаг тул байгалийн түүхий эдийг ашиглах. Хиймэл алмаз нь байгалийн бүх согоггүй, учир нь. Хүн тэдгээрийг нэгтгэх хамгийн тохиромжтой нөхцлийг бүрдүүлж чадсан.
1953-1954 онд Шведийн ASEA болон Америкийн General Electric хоёр бие даасан судалгааны бүлгийн эрдэмтэд анх удаа 1 мм-ээс бага хэмжээтэй алмазыг нэгтгэж чадсан. Үүнийг хийхийн тулд бал чулуу, төмрийн холимогийг 2500 ° C-ийн температурт хайлуулж, дараа нь үүссэн хайлмалыг 70-80 мянган атмосферийн даралттай хатуу шахдаг орчинд байрлуулсан. Василий Бугаков,Өндөр даралтын физикийн хүрээлэнгийн дэд захирал (Троицк; алмаазын нийлэгжилтийн ажил эрхэлдэг): Байгалийн алмаз шиг нийлэг алмаз нь каратаар хэмжигддэг бөгөөд дэлхийн зах зээл дээр нэг карат нь 10 орчим ам.доллар буюу байгалийнхаас тав дахин хямд байдаг. Үүний зэрэгцээ түүхий эд, цахилгаан эрчим хүчний үнэ нэг карат нь ердөө 5 доллар байна. Одоо Орос жил бүр 25 сая карат үйлдвэрлэдэг синтетик алмааз үйлдвэрлэлээрээ гуравдугаарт бичигдэж байна.
Үнэн бол алмазыг зөвхөн үйлдвэрлэлийн ашиг сонирхолд нийцүүлэн нийлэгжүүлдэг бол эрдэнийн чанартай хиймэл чулуу нь байгалийнхаас илүү өртөгтэй хэвээр байна. Үүнээс гадна, нийлэгжүүлсэн алмазын хэмжээ нь 3 мм-ээр хязгаарлагддаг, учир нь Одоогоор том тасалгааны эзэлхүүнтэй ийм өндөр температур, даралтыг тэсвэрлэх материал ердөө л байхгүй байна. Сард 200 кг алмаз нийлэгжүүлэх суурилуулалтыг 30 мянган ам.доллараар худалдаж авах боломжтой.
Алмазаас ялгаатай нь нийлэгжүүлсэн маргад эрдэнийн чулууг зөвхөн үнэт эдлэлийн зориулалтаар ашигладаг боловч бодитойгоор хэлэхэд тэдгээр нь тархалтгүйн улмаас тийм ч үзэсгэлэнтэй биш юм. нарны гэрлийг спектр болгон задалдаг бөгөөд зөвхөн ховор тохиолддог, мөн бага хэмжээний үйлдвэрлэлийн хэмжээгээрээ үнэлэгддэг (дэлхийд жилд ердөө 500 кг байгалийн маргад олборлодог бөгөөд үүний 300 кг нь Оросын Уралд байдаг).
Маргад нь талстуудын дийлэнх хэсгээс ялгаатай нь түүхий эдийн хайлмалаас (маргад нь халах үед задардаг) биш харин харьцангуй бага температурт (ойролцоогоор 400 ° C) ба даралтаар тусгай гидротермаль камерт нийлэгжүүлсэн борын ангидридын уусмалаас гаргаж авдаг. 500 орчим атмосфер). Маргад эрдэнийн нийлэгжилтэнд зориулсан гидротермаль суурилуулалт нь харьцангуй хямд (5-10 мянган доллар), гэхдээ үр ашиггүй (сард 10 кг талст). 1 кг маргад эрдэнийн үнэ 100-200 доллар, нэг каратын зарах үнэ нь байгалийн чулууны үнэтэй ойролцоогоор 2 доллар орчим байдаг.
ОХУ-д жил бүр Новосибирскийн үйлдвэрт 100 кг хүртэл маргад эрдэнийн нийлэгжүүлдэг, дэлхийд нэг тонноос ихгүй байна.
байгальд харш
1968 онд Оросын физикчид байгалийн ихэр байхгүй тунгалаг талстыг олж аваад Шинжлэх ухааны академийн Физик хүрээлэнгийн (FIAN) хүндэтгэн куб циркон гэж нэрлэсэн боловч ийм талстыг нийлэгжүүлэх анхны туршилтууд хийгдсэн. 20-иод онд Францын химичүүд.
Фианитын нийлэгжилтийн зорилго нь лазерд ашиглах талстыг олж авах явдал байв. Үнэн бол куб циркони нь "лазер" шинж чанараараа анарыг давж чадахгүй байсан ч үнэт эдлэлчид түүний ер бусын гоо үзэсгэлэн, олон өнгийн, хямд үнээр үнэлдэг (куб цирконигийн 98 хүртэлх хувийг тэдний хэрэгцээнд зориулж үйлдвэрлэдэг). Хагалгааны хувьд цирконы хутгуур (500 доллар) үйлдвэрлэдэг - үнэндээ зарим хүмүүс металлын харшилтай байдаг бөгөөд циркон ир нь харшлын урвалаас зайлсхийдэг.
Фианитуудыг циркони, хөнгөн цагаан, натрийн оксидын холимогоос нийлэгжүүлдэг. Процесс нь бараг хоггүй, учир нь хэлтэрхий болон бүтэлгүйтсэн талстуудыг дахин хайлуулна. Өндөр давтамжийн генератор (ойролцоогоор 50 мянган доллар) ашиглан өдөрт 100 кг түүхий эдээс 30 кг куб цирконийн талстыг гаргаж авдаг. Чулууны ил тод байдал нь хайлах температураас хамаардаг - температур өндөр байх тусам болор илүү ил тод байдаг. Елена Ломонова, IOFAN лазер материал, технологийн шинжлэх ухааны төвийн лабораторийн эрхлэгч: Куб циркониа ургуулах нь хялбар бөгөөд тааламжтай бөгөөд янз бүрийн хольцыг нэмэх нь лаванда цэцэг гэх мэт байгальд байдаггүй өвөрмөц өнгөт талстыг бий болгох, эсвэл гэрэлтүүлэг өөрчлөгдөх үед өнгө өөрчлөгдөх гэх мэт ер бусын оптик эффектийг бий болгох боломжийг олгодог. александритын нөлөө.
ЗСБНХУ удаан хугацааны туршид куб цирконий үйлдвэрлэлд монополист хэвээр байсан бөгөөд үнийг тогтоодог байсан бөгөөд энэ нь эхлээд кг тутамд 3000 долларт хүрсэн (хэдийгээр шоо цирконий үйлдвэрлэлийг нэн тэргүүнд тавих асуудал маш их маргаантай байсан ч америкчууд үүнийг шүүхэд хүртэл эсэргүүцсэн). Вячеслав Осико, IOFAN лазер материал, технологийн шинжлэх ухааны төвийн захирал: Луйврын аргаар тэд ЗСБНХУ-аас куб циркониа экспортолж, алмааз болгон дамжуулж эхлэв. Үнэт эдлэлийн луйвартай тэмцэхийн тулд КГБ-ын ажилтнууд хүртэл үнэт чулууг хуурамчаас ялгах сургамж авсан.Солонгийн өнгийн бүх өнгөөр тоглох чадварын хувьд үнэт эдлэлчид куб цирконыг бүдүүлэг чулуу гэж нэрлэдэг. Одоо дэлхий даяар жил бүр 1000 гаруй тонн куб цирконийг нийлэгжүүлдэг бөгөөд үнэ нь 1 кг тутамд 60 доллар болж буурчээ. Үүний зэрэгцээ нэг кг фианитын өртөг нь шинжээчдийн үзэж байгаагаар 30 орчим доллар байдаг.
Ирээдүйн Кристал
Гэсэн хэдий ч дэлхийн үйлдвэрлэлийн хэмжээ, ашигт ажиллагааны өсөлтийн хувьд микроэлектроникийн үйлдвэрлэл, нарны зай болон бусад технологийн төхөөрөмжүүдэд зайлшгүй шаардлагатай синтезжүүлсэн цахиур ойрын ирээдүйд ямар ч болорыг гүйцэхгүй. Дэлхий дээр жилд 30 гаруй мянган тонн цахиур үйлдвэрлэгддэг бөгөөд урьдчилсан мэдээгээр энэ үзүүлэлт 2010 он гэхэд хоёр дахин өснө (одоо цахиурын талстууд бүх хиймэл талстуудын дэлхийн зах зээлийн 80 хувийг эзэлж байна). Гэсэн хэдий ч мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар компьютер, микропроцессорын технологийн үйлдвэрлэлийн өсөлтөөс шалтгаалж дэлхий даяар цахиурын хомсдол гамшгийн байдалтай байна.
Вячеслав Осико: "Нэгэн цагт куб цирконийг очир алмааз болгон гадагш гаргаж байсан"
Орос улсад цахиурын хэрэглээ, түүнчлэн түүний үйлдвэрлэл маш бага байдаг нь электроникийн үйлдвэрлэл буурсантай ижил шалтгаантай. Хэрэв 1990 онд ЗХУ-д 360 тонн цахиур тарьсан бол өнгөрсөн жил ОХУ-д ердөө 270 тонн, үүний 50 тонн нь л дотоодын зах зээлд үйлдвэрлэгдсэн байна. Одоо 1 кг цахиур нь 100 долларын үнэтэй байдаг бол үйлдвэрлэлийн ашиг нь мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар 100% -иас давсан байна.
Хачик Багдасарян хэлэхдээ, цахиурын үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэхэд шаардлагатай бүтээгдэхүүнд хөрөнгө оруулалт хийх нь алтны уурхай болж хувирах бөгөөд түүнийг нийлэгжүүлэх түүхий эд (энгийн элс) шууд утгаараа "Гурван жил орчим" гэж мэдэгджээ. Өмнө нь Германд би нэг гагнуурын төмрөөр нарны батарей үйлдвэрлэж эхэлсэн, одоо жилд 20 сая еврогийн ашигтай ажиллаж байгаа залуу бизнесмэнтэй танилцсан.Цахиур нь улс орны шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийг тодорхойлдог стратегийн материал байсаар ирсэн. ."
Улсын ховор металлын шинжлэх ухааны төвийн лабораторийн дарга Михаил Милвидский нарны эрчим хүч нь газрын тос, хий, нүүрстэй харьцуулахад хямд, байгаль орчинд ээлтэй, хязгааргүй учраас дэлхийн эрдэмтэд цахиурын үйлдвэрлэлийн хэмжээг нэмэгдүүлэхээр ажиллаж байна гэж мэдэгдэв. . Хачик Багдасарян: Олон эрдэмтдийн үзэж байгаагаар 21-р зууны эцэс гэхэд дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний 80 хүртэлх хувийг нар эсвэл салхины эрчим хүчнээс гарган авах болно. Эхний тохиолдолд цахиур бол зайлшгүй шаардлагатай материал юм.
Үнэн бол Орос дахь "цөмийн" лобби үүнийг сонирхохгүй байгаа тул дэлхийн цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх аюулгүй, байгаль орчинд ээлтэй аргууд руу шилжих хөдөлгөөн эрт дээр үеэс илэрхий байсан бол бид урвуу үйл явцтай байна.
Олеся Дейнега, Дмитрий Тихомиров
|
ХЭЭРИЙН СУДАЛГАА Алмазны тухай ямар нэг зүйл Хамгийн үнэтэй байгалийн чулуу бол алмаз бөгөөд одоогоор дэлхийн 26 оронд олборлодог (тэдгээрийн хамгийн том нь Орос, Ботсвана, Өмнөд Африк). Дэлхий дээр жилд дунджаар 100-110 сая карат (20 тонн) алмаз олборлодог. Тэдний өндөр үнэ (нэг карат нь 55 доллар) нь зөвхөн чулуунуудын шинж чанараас гадна худалдааны монопольчлолын түвшингээр тайлбарлагддаг: мэдэгдэж байгаагаар De Beers корпораци зах зээлд нийлүүлж буй байгалийн алмаазын 70-80% -ийг хянадаг. Сангийн яамны мэдээлснээр, 2005 оны эхний хагаст ОХУ-д алмазны үйлдвэрлэлийн хэмжээ 17.7 сая карат, нэг каратын дундаж үнэ 51 доллар байв. 2005 оны 1-9-р сард ОХУ-ын нутаг дэвсгэрээс барзгар байгалийн алмаз экспортолсон нь 23.6 сая карат бөгөөд үүний 20-25% нь эрдэнийн алмаз байв. ӨӨРӨӨГӨӨ ҮНДЭСЛЭЛ Чулууны нууц хүч Эрт дээр үеэс үнэт чулуу нь гоёл чимэглэл, сахиусны үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, Египетчүүд маргад, оюу, аметист, рок болороор хийсэн үнэт эдлэлийг дуртайяа өмсдөг байв. Ромчууд алмаз, индранил чулууг юу юунаас илүү эрхэмлэдэг байв. Ихэнхдээ чулуу нь эзнийхээ мэргэжлийг илтгэдэг. Далайчид маргад эрд нь урт хугацааны аялалд гарах аюулаас хамгаалж, турмалинаар урам зориг өгсөн зураачдыг, аметист нь лам нарыг уруу таталтаас хамгаалдаг гэж үздэг байв. Зөвхөн бэлэглэсэн эсвэл өвлөн авсан чулуу нь сахиус болдог гэж үздэг. |
Физик шинж чанар, химийн найрлагын хувьд синтетик эрдэнийн чулуу нь байгалийнхаас бараг ялгаатай байдаггүй. Үнэт эдлэлийн дэлгүүрт зарагддаг бүх бүтээгдэхүүнд байгалийн чулуу байдаггүй. Мөн энэ нь нэлээд хэвийн зүйл юм. Гэртээ бадмаараг болор ургуулах бизнесээ хэрхэн нээх талаар бодож үзээрэй.
Хамгийн гол асуудал бол ихэнх байгалийн чулуунууд үнэт эдлэлээр харуулахад шаардлагатай бүх шинж чанаруудыг агуулдаггүй явдал юм. Үйлдвэр эсвэл лабораторид олж авсан чулуу нь бараг ижил шинж чанартай байдаг. Түүнчлэн, нийлэг үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэл нь гүний болон амь насанд аюултай уурхайд байгалийн олборлолтоос хамаагүй хямд байдаг.
Хязгаарлагдмал давстай ургадаг
Энэ аргад калийн алим тохиромжтой. Гэртээ зэсийн сульфатаас талстыг ургуулах нь хамгийн сайн арга юм. Тэд энгийн давснаас сайн ургадаггүй. Гэхдээ зэсийн сульфатыг худалдаж авахад хялбар байдаг бөгөөд үүнээс маш үзэсгэлэнтэй цэнхэр хиймэл эрдэнүүд ургадаг.
1. Бид савыг бэлтгэдэг.Бид түүнд ханасан давсны уусмал хийнэ. Хэдэн халбага давс хийнэ, усаар асгаж, хутгана. Уусахаа болих хүртэл давс нэмнэ. Пропорцоор алдаа гаргахгүйн тулд халуун ус хэрэглээрэй. Өөр өөр давсны уусах чадварын муруй байдаг. Тэд тодорхой температурт 100 мл усанд хэдэн грамм уусгаж болохыг харуулдаг.
Уусах чадварын муруй
2. Уусмалыг шүүнэ.Энэ алхам нь маш чухал, ялангуяа та цэцэрлэгжүүлэлтийн дэлгүүрээс цэнхэр витриол худалдаж авах юм бол. Хэрэв уусмал нь бохир байвал болор нь согогтой ургах болно. Илүүдэл талстууд унахын тулд бид уусмалыг нэг өдрийн турш үлдээдэг. Тэд шилний ёроолд суурьшиж, бидний хувьд үр болж өгдөг (шинэ ургах гол элементүүд).
3. Бид болорыг загас барих шугам руу холбоно.Бид загас барих шугамыг харандаагаар боож, энэ төхөөрөмжийг ханасан уусмалаар шилэн дээр өлгөдөг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд ус ууршиж, уусмалын ханасан байдал нэмэгддэг. Манай бүтээгдэхүүн дээр уусдаггүй бодисын илүүдэл хуримтлагддаг.
4. Хоёр долоо хоногт нэг удаа шилэн дээр ханасан уусмал нэмнэ.Яагаад тэгдэг вэ? Цаг хугацаа өнгөрөхөд ус ууршиж, өсөлтийн зарим үед энэ нь хангалтгүй бөгөөд өсөлт зогсох болно.
Чухал!Нэмсэн уусмал нь болор ургадаг уусмалтай ижил температуртай байх ёстой. Хэрэв энэ нь хамгийн өндөр бол бид бүх зүйлийг сүйтгэж чадна.
5. Гурван сарын дараа бид болорыг гаргаж авдагмөн алчуураар хатаана.
6. Бид бүтээгдэхүүнийг 1-2 давхаргаар өнгөгүй хумсны лакаар бүрхдэг.Энэ нь хатаж, гялбаа алдахгүйн тулд зайлшгүй шаардлагатай. Хатаасны дараа бүтээгдэхүүнийг гараар авч болно.
Энд та гэртээ ургуулж болох гайхалтай бадмаарагуудыг санал болгож байна!
Гэртээ бадмаараг талст ургуулах нь хүн бүрт боломжтой. Ажил нь тоноглогдсон лаборатори, эрдэс судлалын чиглэлээр онолын болон практик мэдлэг олж авах, тусгай химийн бодис худалдан авах шаардлагагүй. Танд хэрэгтэй бүх зүйлийг гал тогооны өрөөнөөс олж болно.
Бага хэмжээгээр бадмаараг ургуулж эхлэхийг зөвлөж байна. Эхлээд туршлага хуримтлуулж, бүх үйл явцыг ойлгож, дараа нь шууд системтэй ажил эхэлдэг. синтетик бүтээл өөрийн гарбайгалийн ашигт малтмалын гоо үзэсгэлэн, сэтгэл татам байдлыг өгөхгүй. Чулуунууд үнэт эдлэлчдийн дунд эрэлт хэрэгцээтэй байдаг тул амжилттай туршлага нь зах зээл олдвол нэмэлт орлого авчрах болно.
Өсөх хэд хэдэн арга байдаг. Бүх сонголтыг туршиж үзэхийг зөвлөж байна, дараа нь дуртай нэгийг нь зогсоо.
Хүний бүтээсэн хиймэл үнэт чулуулаг нь химийн найрлага, физик шинж чанарын хувьд байгалийнх биш юм. Гэрийн технологийн давуу тал нь төгс цэвэр үүлдрийг бий болгох боломжийг олгодог. Байгалийн хувьд энэ нь маш ховор тохиолддог. Лабораторийн сорьцын үнэт эдлэлийн чанар нэлээд сайн байдаг. Ашигт малтмалын өөр нэг давуу тал бол өртөг юм. Чулуунууд нь гүний уурхайнуудаас гаралтай анхныхаасаа хямд байдаг.
органик давс
Янз бүрийн давснаас бадмаараг болор ургуулахад хялбар байдаг.
- зэсийн сульфат;
- калийн хөнгөн цагаан;
- ердийн давс.
Давс дээр суурилсан хамгийн урт процесс, хамгийн үзэсгэлэнтэй дээжийг витриолоос гаргаж авдаг. бадмаараг талстыг үйлдвэрлэх нь дараах үе шатууд дээр суурилдаг.
- Танкны бэлтгэл. Энэ нь давс, ханасан ус-давсны уусмалыг агуулсан байх ёстой. Халуун ус ав. Үйл явц нь аажмаар явагддаг. Хоёр хоолны халбагыг усаар шингэлж, сайтар холино. Дараа нь давс нэмээд холино. давс уусах хүртэл шүршүүрт орох шаардлагатай. Пропорцийг хадгалахын тулд тэд зөвлөгөө авдаг: 100 мл усанд янз бүрийн давсны уусах чадвар, тэдгээрийн шингэний температуртай хамаарлын хүснэгт.
- Уусмалыг шүүх. Шийдэл нь цэвэр байх ёстой. Шороон хольц нь чулууны бүтцийг сүйтгэдэг. Энэ нь согогийг харуулах болно. Уусмалыг 24 цагийн турш хадгална. Энэ хугацаанд савны ёроолд талстууд үүсдэг. Тэд бадмаарагны үндэс болно.
- Хиймэл ашигт малтмалын өсөлт. Шилний ёроолд үүссэн чулуунд загас агнуурын шугам уядаг. Энэ нь харандаа эсвэл модон саваагаар шархаддаг. Төхөөрөмжийг танк дээр суурилуулсан. Кристал нь уусмалд, түдгэлзүүлсэн байна. Ус нь уурших хандлагатай байдаг, ханасан давсны уусмал нь үүссэн дээжинд бэхлэгдсэн илүүдэлийг ялгаруулдаг.
- Давсны уусмал нэмнэ. Ус үргэлж тодорхой хэмжээгээр шаардлагатай байдаг, хэрэв энэ нь хомсдвол болор ургахаа болино. Өрөөний хэвийн температурт усыг 2 долоо хоногт нэг удаа нэмнэ.
хиймэл талстууд
Хүн төрөлхтөн байгалийн нөхцөлд байдаг шиг үнэ цэнэтэй чулууг нэгтгэхийг мөрөөддөг байсан. 20-р зуун хүртэл ийм оролдлого амжилтгүй болсон. Гэвч 1902 онд байгалийн чулуун шинж чанартай бадмаараг, индранил чулууг олж авсан. Хожим 1940-өөд онд маргад эрдэнийн нийлэгжүүлэлт хийж, 1955 онд Женерал Электрик компани болон ЗХУ-ын ШУА-ийн Физикийн хүрээлэн хамтран хиймэл алмаз үйлдвэрлэх талаар мэдээлсэн.
Талстуудын технологийн олон хэрэгцээ нь урьдчилан тодорхойлсон хими, физик, цахилгаан шинж чанар бүхий талстыг ургуулах аргыг судлах хөшүүрэг болсон. Судлаачдын ажил дэмий хоосон байсангүй, олон зуун бодисын том талстыг ургуулах арга замыг олсон бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь байгалийн аналоггүй юм. Лабораторид талстыг хүссэн шинж чанарыг хангахын тулд нарийн хяналттай нөхцөлд ургуулдаг боловч зарчмын хувьд лабораторийн талстууд нь байгальд байдаг шиг уусмал, хайлмал эсвэл уураас үүсдэг. Тиймээс Рошелийн давсны пьезоэлектрик талстыг атмосферийн даралт дахь усан уусмалаас гаргаж авдаг. Оптик кварцын том талстууд нь мөн уусмалаас ургадаг боловч 350-450 ° C температурт, 140 МПа даралттай байдаг. Бадмаараг нь атмосферийн даралтад хөнгөн цагаан ислийн нунтагаас нийлэгжүүлж, 2050 хэмд хайлуулж, зүлгүүр болгон ашигладаг цахиурын карбидын талстыг цахилгаан зууханд уураас гаргаж авдаг.
Төхөөрөмжүүдэд шингэн талстыг ашиглах
мэдээллийн дэлгэц
Тэр үед шингэн талстууд байгаа нь ямар нэгэн сониуч зан мэт санагдаж байсан бөгөөд бараг зуун жилийн дараа тэдгээрийг техникийн хэрэглээнд асар их ирээдүйтэй болно гэж хэн ч төсөөлөөгүй. Тиймээс, шингэн талстыг нээсэн даруйдаа сонирхсоны дараа хэсэг хугацааны дараа бараг мартагдсан.
19-р зууны сүүлч, 20-р зууны эхэн үед олон нэр хүндтэй эрдэмтэд Рейнцер, Леманн нарын нээлтэд маш их эргэлзэж байсан. Баримт нь шингэн талстуудын тайлбарласан зөрчилтэй шинж чанарууд нь олон эрх баригчдад маш эргэлзээтэй мэт санагдаж байсан төдийгүй янз бүрийн шингэн болор бодисын шинж чанар эрс ялгаатай болсон явдал юм. Зарим шингэн талстууд нь маш өндөр зуурамтгай чанартай байсан бол зарим нь бага зуурамтгай чанартай байдаг. Цаг хугацаа өнгөрч, шингэн талстуудын тухай баримтууд аажмаар хуримтлагдаж байсан боловч шингэн талстуудын талаархи үзэл баримтлалд ямар нэгэн систем бий болгох ерөнхий зарчим байхгүй байв. Шингэн талстуудын орчин үеийн ангиллын үндэс суурийг бий болгосон гавьяа нь Францын эрдэмтэн Ж.Фриделийнх юм. 1920-иод онд Фридел бүх шингэн талстыг хоёр том бүлэгт хуваахыг санал болгов. Нэг бүлгийг нематик, нөгөөг нь смектик гэж нэрлэдэг байв. Тэрээр мөн шингэн талст (мезоморф үе) гэсэн ерөнхий нэр томъёог санал болгосон. Фридел шингэн талстууд нь температур болон физик шинж чанараараа жинхэнэ талст ба шингэний хооронд завсрын байр суурь эзэлдэг гэдгийг онцлон тэмдэглэхийг хүссэн. Фриделийн ангилал дахь нематик шингэн талстууд нь дээр дурьдсан холестерины шингэн талстуудыг анги болгон оруулсан. Шингэн талстуудын хамгийн "талст" нь smectic юм. Смектик талстууд нь хоёр хэмжээст захиалгаар тодорхойлогддог. Молекулууд нь тэнхлэгүүд нь параллель байхаар байрладаг. Түүгээр ч барахгүй тэд "тэнцүү" командыг "ойлгож", smectic онгоцонд эмх цэгцтэй эгнээнд, харин нематик онгоцонд эгнээнд байрлуулдаг.
Өргөдөл
Температур, даралт, цахилгаан соронзон орон зэрэг хүчин зүйлийн нөлөөн дор шингэн талст дахь молекулуудын зохион байгуулалт өөрчлөгддөг; молекулуудын зохион байгуулалтын өөрчлөлт нь өнгө, ил тод байдал, дамжуулж буй гэрлийн туйлшралын хавтгайг эргүүлэх чадвар зэрэг оптик шинж чанарыг өөрчлөхөд хүргэдэг. Шингэн талстуудын олон тооны хэрэглээ үүн дээр суурилдаг. Жишээлбэл, температурын өнгөний хамаарлыг эмнэлгийн оношлогоонд ашигладаг. Эмч өвчтөний биед тодорхой шингэн болор материалыг хэрэглэснээр эдгээр эдүүд их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг өнгөний өөрчлөлтөөр өвчтэй эдийг хялбархан тодорхойлж чадна. Өнгөний температурын хамаарал нь бүтээгдэхүүний чанарыг устгахгүйгээр хянах боломжийг олгодог. Хэрэв метал бүтээгдэхүүнийг халаавал түүний дотоод согог нь гадаргуу дээрх температурын хуваарилалтыг өөрчилнө. Эдгээр согогууд нь шингэн болор материалын гадаргуу дээр хэрэглэсэн өнгөний өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. Шингэн талстыг цаг, тооны машин үйлдвэрлэхэд өргөн ашигладаг. Нимгэн шингэн болор дэлгэцтэй хавтгай телевизор бүтээгдэж байна. Харьцангуй саяхан шингэн болор матриц дээр суурилсан нүүрстөрөгч ба полимер утас гаргаж авсан.
Ирээдүйд шингэн талстуудын хэрэглээ
Хяналттай оптик ил тод. Шингэн талст дээр том хавтгай дэлгэцийг бөөнөөр нь бүтээх нь зарчимгүй боловч технологийн шинж чанартай бэрхшээлтэй тулгардаг нь мэдэгдэж байна. Хэдийгээр ийм дэлгэцийг бүтээх боломжийг зарчмын хувьд нотолсон боловч орчин үеийн технологиор үйлдвэрлэх нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан өртөг нь маш өндөр байдаг. Тиймээс жижиг хэмжээтэй шингэн болор дэлгэц дээр авсан дүрсийг кино театрт киноны жаазтай байдаг шиг томруулсан хэлбэрээр ердийн дэлгэцэн дээр гаргах боломжтой шингэн болор проекц хийх санаа гарч ирэв. Ийм төхөөрөмжийг шингэн болор давхаргад фото-хагас дамжуулагчийн давхаргыг багтаасан сэндвич бүтэц ашиглан шингэн талст дээр хэрэгжүүлэх боломжтой болсон. Гэрэл зургийн хагас дамжуулагчийн тусламжтайгаар шингэн болор дахь дүрс бичлэгийг гэрлийн туяагаар гүйцэтгэдэг. Зургийг бичих зарчим нь маш энгийн. Фото хагас дамжуулагчийн гэрэлтүүлэг байхгүй тохиолдолд түүний дамжуулах чанар маш бага байдаг тул фото хагас дамжуулагчийн давхаргыг нэмж оруулдаг оптик эсийн электродуудад хэрэглэсэн бараг бүх боломжит ялгаа нь энэ давхарга дээр унадаг. фото хагас дамжуулагч. Энэ тохиолдолд шингэн болор давхаргын төлөв байдал нь үүн дээр хүчдэл байхгүйтэй тохирч байна. Фото хагас дамжуулагчийг гэрэлтүүлэх үед гэрэл нь нэмэлт гүйдэл дамжуулагч (чөлөөт электрон ба нүх) үүсгэдэг тул цахилгаан дамжуулах чанар нь огцом нэмэгддэг. Үүний үр дүнд үүрэн дэх цахилгаан хүчдэлийн дахин хуваарилалт явагдаж байна - одоо шингэн болор давхарга дээр бараг бүх хүчдэл буурч, давхаргын төлөв байдал, ялангуяа түүний оптик шинж чанар нь хэрэглэсэн хүчдэлийн дагуу өөрчлөгддөг. Ийнхүү давхаргын үйл ажиллагааны үр дүнд шингэн болор давхаргын оптик шинж чанар өөрчлөгддөг.
Сансрын нисгэгчдэд зориулсан нүдний шил
Цахилгаан гагнуурчинд зориулсан маск, стерео телевизийн нүдний шилтэй танилцахдаа эдгээр төхөөрөмжүүдэд хяналттай шингэн болор шүүлтүүр нь нэг эсвэл хоёр нүдний харааны талбайг бүхэлд нь хааж байгааг бид анзаарсан. Хүний харах талбарыг бүхэлд нь хаах боломжгүй нөхцөл байдал байдаг бөгөөд нэгэн зэрэг харах талбайн зарим хэсгийг хаах шаардлагатай болдог.
Жишээлбэл, сансрын нисгэгчид нарны хурц гэрэлд сансарт ажиллах нөхцөлд ийм хэрэгцээ гарч ирж магадгүй юм. Цахилгаан гагнуурчинд зориулсан маск эсвэл стерео телевизийн нүдний шилний нэгэн адил энэ ажлыг хяналттай шингэн болор шүүлтүүрээр шийдэж болно. Эдгээр нүдний шилний хувьд нүд бүрийн харах талбарыг нэг шүүлтүүрээр биш, бие даан удирддаг хэд хэдэн шүүлтүүрээр бүрхсэн байх ёстой. Жишээлбэл, шүүлтүүрийг нүдний шилний төвд төвлөрсөн төвлөрсөн цагираг хэлбэрээр эсвэл шилний шилний судал хэлбэрээр хийж болно, тус бүр нь асаалттай үед нүдний харааны хэсгийг л хамардаг.
Ийм нүдний шил нь зөвхөн сансрын нисгэгчдэд төдийгүй бусад мэргэжлийн хүмүүс, жишээлбэл, асар олон тооны төхөөрөмж байдаг орчин үеийн нисэх онгоцны нисгэгчдэд ашигтай байж болно. Ийм нүдний шил нь их хэмжээний харааны мэдээллийг хүлээн авахтай холбоотой операторын ажлын биоанагаахын судалгаанд маш их хэрэгтэй болно.
Энэ төрлийн шүүлтүүр ба шингэн талст дээрх үзүүлэлтүүд нь кино, гэрэл зургийн төхөөрөмжид өргөн хэрэглээг олох нь дамжиггүй. Эдгээр зорилгын үүднээс тэдгээрийг хянахын тулд бага хэмжээний эрчим хүч шаардагддаг бөгөөд хэд хэдэн тохиолдолд эд ангиудыг тоног төхөөрөмжөөс хасах боломжтой болгодог; механик хөдөлгөөн хийх. Кино болон гэрэл зургийн төхөөрөмжийн ямар механик хэсгүүдийг та хэлж байна вэ? Эдгээр нь диафрагм, шүүлтүүр - гэрлийн урсгалыг сулруулагч, эцэст нь хальсны хөдөлгөөнтэй синхрончлогдсон камер дахь гэрлийн урсгалыг таслан зогсоож, жааз тус бүрийг үзүүлэх боломжийг олгодог.
Фотоник талстууд- 21-р зууны технологийн үндэс болсон салбар хоорондын салбар болох нанотехнологийн объектуудын нэг. хүний үйл ажиллагааны бүх салбарт (компьютерийн шинжлэх ухаан, анагаах ухаан, металлын технологи гэх мэт). "Фотоник болор" гэсэн нэр томъёо нь XX зууны 80-аад онд гарч ирсэн.
Сүүлийн 10 жилийн хугацаанд физикчид болон цэрэг-аж үйлдвэрийн цогцолборын тэргүүлэгч өндөр технологийн аж ахуйн нэгж, аж ахуйн нэгжүүдээс фотоник талстууд, тэдгээрт суурилсан төхөөрөмжүүдийн сонирхол нэмэгдэж байна. Нөхцөл байдлыг 1960-аад оны нэгдсэн микроэлектроникийн хурдацтай хөгжлийн үетэй харьцуулж, сонгодог микроэлектроникийн хэлхээтэй адилтган оптик микро схемийг бий болгох боломжоор тодорхойлдог. Шинэ төрлийн материал (фотоник) дээр суурилсан мэдээллийг хадгалах, дамжуулах, боловсруулах цоо шинэ арга замуудын боломж нээгдэв. Бага үеийн босго, оптик унтраалга бүхий шинэ төрлийн лазеруудыг бүтээхээр төлөвлөж байна. Гэсэн хэдий ч гурван хэмжээст фотоник талстыг бий болгох (тухайлбал, тэдгээр нь технологийн үндсэн өөрчлөлтөд хүргэх ёстой) нь нэлээд хэцүү ажил юм.
Фотоник талстууд нь мэдээллийг хадгалах, боловсруулах гайхалтай боломжийг нээж өгсөн - фотонуудын урхи үүсгэх. Энэ бол эргэн тойрон дахь материалд фотоник дамжуулах зурвас байхгүйгээс фотонууд гарахыг хориглодог талст дахь бүс юм. Нөхцөл байдлыг диэлектрикээр хүрээлэгдсэн цэнэглэгдсэн дамжуулагчтай харьцуулж үздэг. Масс нь 0-тэй тэнцүү "фотоныг зогсоох" парадоксик нөхцөл байдал нь физикийн хуулиудтай зөрчилддөггүй, учир нь бид чөлөөт фотоны үечилсэн бүтэцтэй харьцах тухай яриагүй байна. Үүнийг аль хэдийн хүнд фотон гэж нэрлэсэн. Хүнд фотонуудыг санах ойн элементүүд, оптик транзисторууд гэх мэт ажилд ашиглахаар төлөвлөж байна.
Ойрын ирээдүйд аль хэдийн бодит болсон фотоник талстыг ашиглах хоёр дахь талбар бол улайсдаг чийдэнгийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх дараалал юм. Цаашид электроник дээр суурилсан компьютерээс хэд хэдэн давуу талтай зөвхөн фотоник дээр суурилсан компьютерт шилжихээр төлөвлөж байна.
2004 онд хиймэл урвуу опал дээр суурилсан лазер бүтээх тухай тайлан гарч ирэв. 4.5 нм диаметртэй кадми селенидийн коллоид хэсгүүдийг 240-650 мм-ийн зайд байрлах хөндий бөмбөрцөгт оруулав. Лазер импульсийн тусламжтайгаар эдгээр "хиймэл атомууд" нь өдөөгдсөн төлөвт шилжиж, ялгарах хугацааг хянах боломжтой болсон. Жишээлбэл, нарны зайны хавтанд, хурдасгасан ялгаралттай, мини-лазер, LED-д зориулж ялгаруулдаг лазерыг ашиглах нь давуу талтай гэдгийг анхаарна уу.
Эрдэнийн гарал үүсэл, бүтэц
Бүх үнэт чулуу, ховор үл хамаарах зүйл нь ашигт малтмалын ертөнцөд хамаардаг. Тэдний гарал үүсэл, бүтцийг эргэн сана. Энэ үгийн хатуу утгаараа ашигт малтмал биш үнэт чулуу үүсэх нөхцөлийн талаар (жишээлбэл, хув, шүр, сувд).
Ашигт малтмал гарч ирж магадгүй янз бүрийн арга замууд. Зарим нь дэлхийн хэвлий дэх галт шингэн хайлмал, хий эсвэл түүний гадаргуу дээр дэлбэрч буй галт уулын лаваас (магтын эрдэс) үүсдэг. Бусад нь усан уусмалаас унадаг эсвэл дэлхийн гадаргуу дээрх (эсвэл ойролцоо) организмын тусламжтайгаар ургадаг (тунамал эрдэс). Эцэст нь дэлхийн царцдасын гүн давхаргад өндөр даралт, өндөр температурын нөлөөгөөр нэгэнт байгаа ашигт малтмалыг дахин талсжуулах замаар шинэ эрдсүүд үүсдэг.
Ашигт малтмалын химийн найрлагыг томъёогоор илэрхийлнэ. Ашигт малтмалын өнгийг бүрэн өөрчлөх хүртэл өнгөт сүүдэр үүсгэдэг байсан ч хольцыг тооцохгүй. Бараг бүх эрдсүүд тодорхой хэлбэрээр талсждаг. Өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь торонд атомуудын тогтмол зохион байгуулалттай нэгэн төрлийн биетийн талстууд юм. Кристалууд нь хатуу геометрийн хэлбэрээр тодорхойлогддог бөгөөд голчлон гөлгөр хавтгай нүүрээр хязгаарлагддаг. Талстуудын ихэнх нь жижиг боловч аварга том сорьцууд байдаг. Талстуудын дотоод бүтэц нь гадаад хэлбэр, хатуулаг ба хуваагдал, хугарлын төрөл, нягтрал, оптик үзэгдлүүд зэрэг физик шинж чанарыг тодорхойлдог.
Үндсэн ойлголтууд
Эрдэнийн чулуу эсвэл эрдэнийн чулуу.Энэ бүх бүлгийн чулуунууд нь нэг нийтлэг шинж чанараар ялгагдана - онцгой гоо үзэсгэлэн. Өмнө нь хэдхэн чулууг эрдэнийн чулуу гэж нэрлэдэг байсан. Өнөөдөр тэдний тоо эрс нэмэгдэж, нэмэгдсээр байна. Тэдгээрийн ихэнх нь ашигт малтмал, бага нь чулуулаг юм. Органик гаралтай зарим ашигт малтмалыг үнэт чулуу гэж ангилдаг: хув, шүр, сувд. Чулуужсан органик үлдэгдэл (чулуужсан яс) хүртэл гоёл чимэглэлийн зориулалтаар ашиглагддаг. Зориулалтын хувьд бусад хэд хэдэн үнэт эдлэлийн материалууд нь үнэт чулуутай ойролцоо байдаг: мод, яс, шил, металл.
Хагас үнэт чулуу -худалдаанд одоо ч гэсэн ойлголт байсаар байгаа боловч үүнээс үүдэлтэй гутаан доромжилсон утгыг харгалзан үүнийг ашиглах ёсгүй. Өмнө нь бага үнэ цэнэтэй, тийм ч хатуу биш чулууг хагас үнэт гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд тэдгээрийг "жинхэнэ" үнэт чулуунаас ялгаатай болгодог.
Чимэглэлийн чулуу.Энэ нь гоёл чимэглэлийн болон чулуун хайчлах бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг бүх чулууг илэрхийлдэг хамтын нэр томъёо юм. Заримдаа үнэ багатай эсвэл тунгалаг чулууг гоёл чимэглэлийн гэж нэрлэдэг.
Эрдэнийн чулуу.Үнэт эдлэлийг үнэт металлаар хийсэн нэг буюу хэд хэдэн үнэт чулуунаас бүрдсэн гоёл чимэглэл гэж ойлгодог. Заримдаа обудгүй өнгөлсөн чулуу, түүнчлэн чулуугүй үнэт металлаар хийсэн үнэт эдлэлийг үнэт эдлэл гэж нэрлэдэг.
Үнэт чулуу, гоёл чимэглэлийн чулуу
Эрдэнийн чулууг хүн төрөлхтөн долоон мянга гаруй жилийн турш мэддэг байсан. Эдгээрийн эхнийх нь аметист, чулуун болор, хув, хаш, шүрэн, номин, сувд, могой, маргад, оюу байв. Эдгээр чулуунууд удаан хугацааны туршид зөвхөн давуу эрх бүхий ангиудын төлөөлөгчдөд л боломжтой хэвээр байсан бөгөөд гоёл чимэглэлийн үүрэг гүйцэтгэдэг төдийгүй эздийнхээ нийгмийн байдлыг бэлэгддэг.
19-р зууны эхэн үе хүртэл. эрдэнийн чулууг эмчилгээний зориулалтаар ч ашигладаг байсан. Зарим тохиолдолд тодорхой чулуу байхад хангалттай гэж үзэж, заримд нь зовиуртай газар түрхэж, заримд нь нунтаглаж, амаар уудаг байсан. Эртний анагаах ухааны номонд ямар чулуу тодорхой өвчинд тусалж болох талаар "яг нарийн" мэдээлэл байдаг. Үнэт чулуугаар эмчлэхийг litotherapy гэж нэрлэдэг. Заримдаа энэ нь амжилт авчирдаг байсан ч энэ нь чулуу өөрөө биш, харин өвчтөнд сайнаар нөлөөлсөн сэтгэл зүйн зөвлөмжтэй холбоотой байх ёстой. Эмчилгээний бүтэлгүйтлийг чулуу "хуурамч" болсонтой холбон тайлбарлав. Японд өнөөг хүртэл нунтаг сувдан (өөрөөр хэлбэл кальцийн карбонатаар) хийсэн эмийг эмнэлгийн зориулалтаар зардаг.
Мөн орчин үеийн шашинд үнэт чулуу нь тусдаа байр суурь эзэлдэг. Тиймээс Еврейн тэргүүн тахилчийн цээжийг дөрвөн эгнээ үнэт чулуугаар чимэглэсэн байна. Үүнтэй төстэй чулуунууд нь Христийн сүмийн пап, бишопуудын тиара, хонгил, хөвөгч авдар, мангас, дурсгалт газар, дүрсний чимэглэл дээр гялалздаг.
Хагархай ба хугарал
Олон тооны ашигт малтмал нь гөлгөр, тэгш гадаргуу дээр хагарч, хуваагддаг. Ашигт малтмалын энэ шинж чанарыг нэрлэдэг задрал ба тэдгээрийн талст торны бүтэц, атомуудын хоорондох наалдацын хүчнээс хамаарна. Маш төгс зүсэлт (euclase), төгс (топаз) болон төгс бус (анар) байдаг. Олон тооны үнэт болон гоёл чимэглэлийн чулуунууд (жишээлбэл, кварц) энэ нь огт байдаггүй. Тусгаар тогтнол талстыг параллель чиглэсэн гадаргуугийн дагуу тодорхой хэсэгт хуваах чадварыг нэрлэдэг.
Чулууг нунтаглах, огтлох, түүнчлэн тэдгээрийг бэхэлгээнд оруулахдаа зүсэлт байгаа эсэхийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Хүчтэй механик нөлөөлөл нь хагарлын дагуу хагарал (хагарал) үүсгэдэг. Ихэнхдээ хатуулгийг тодорхойлохдоо хөнгөн цохилт эсвэл хэт их даралт нь хангалттай байдаг. Өмнө нь том чулууг хэсэг хэсгээр нь хэрчиж, эсвэл гэмтэлтэй хэсгийг салгахад зүсэлт хийдэг байсан. Одоо ийм үйл ажиллагаа нь ихэвчлэн хөрөөдөх замаар хийгддэг бөгөөд энэ нь чулууны хэлбэрийг илүү сайн ашиглах, түүнчлэн хүсээгүй хагарал, хуваагдлаас зайлсхийх боломжийг олгодог.
Цохилтод ашигт малтмал задрах хэсгүүдийн гадаргуугийн хэлбэрийг нэрлэдэг завсарлага. Энэ нь хугарал (бүрхүүлтэй төстэй), тэгш бус, хагархай, ширхэгтэй, шаталсан, жигд, шороон гэх мэт байж болно. Заримдаа хугарал нь оношлогооны шинж тэмдэг болж, гадаад төрхөөрөө ижил төстэй ашигт малтмалыг ялгах боломжийг олгодог. Конкоидын хугарал нь жишээлбэл, бүх төрлийн кварц, шилнээс үнэт чулууг дуурайлган хийдэг.
Нягт
Нягт (өмнө нь хувийн жин гэж нэрлэдэг) нь бодисын массыг ижил эзэлхүүнтэй усны масстай харьцуулсан харьцаа юм. Тиймээс 2.6 нягттай чулуу нь ижил хэмжээний уснаас хэд дахин их жинтэй байдаг.
Үнэт чулууны нягтрал нь 1-ээс 7 хооронд хэлбэлздэг. 2-оос доош нягттай чулуунууд бидэнд хөнгөн мэт санагддаг (хув 1.1), 2-оос 4 хүртэл - хэвийн жинтэй (кварц 2.65), 5-аас дээш - хүнд (касситерит 7.0). Алмаз, бадмаараг, индранил зэрэг хамгийн үнэтэй чулуунууд нь үндсэн чулуулаг үүсгэгч эрдэс, ялангуяа кварц, хээрийн жоншоос өндөр нягтралтай байдаг.
Үнэт чулууны массын хэмжүүр
Карат -Эрт дээр үеэс үнэт чулууны худалдаа, үнэт эдлэлийн салбарт ашиглагдаж ирсэн массын нэгж. "Карат" гэдэг үг нь өөрөө үрийг нь алтан элсийг жинлэхэд ашигладаг Африкийн шүрэн модны нутгийн нэрээс (куара) гаралтай байж магадгүй ч энэ нь Грек нэрнээс (керация) гаралтай байх магадлалтай. ) Газар дундын тэнгист өргөн тархсан кароб модны жимс, үнэт чулууг жинлэхдээ анх "жин" үүрэг гүйцэтгэдэг жимс (нэг жингийн жин дунджаар нэг караттай тэнцүү).
Грам -бага үнээр үнэт чулууны худалдаанд ашигласан массын нэгж үнэтэй чулуунууд, ялангуяа түүхий чулуун өнгөтэй түүхий эдэд (жишээлбэл, кварцын бүлэг)
Гранд -сувдны массын хэмжүүр. 0.05 г, өөрөөр хэлбэл 0.25 ct-тэй тохирч байна. Одоо граныг каратэгоор сольж байна.
Үнэ.Үнэт чулууны худалдаанд ихэвчлэн 1 каратын үнээр үнэлдэг. Чулууны нийт зардлыг тооцоолохын тулд үнэ болон түүний каратын жинг үржүүлэх хэрэгтэй.
Оптик шинж чанарууд
Үнэт чулууны олон тооны физик шинж чанарт оптик шинж чанар нь давамгайлах үүрэг гүйцэтгэдэг; тэдгээрийн өнгө, гялбаа, гялалзах, "гал" болон гэрэлтэх, астеризм, цахилдаг болон бусад гэрэлтүүлгийн эффектийг тодорхойлох. Үнэт чулууг турших, тодорхойлохдоо оптик үзэгдлүүдэд илүү их анхаарал хандуулдаг.
Өнгө
Өнгө- аливаа үнэт чулууг харахад хамгийн түрүүнд анхаарал татдаг зүйл. Гэсэн хэдий ч ихэнх чулуунуудын хувьд тэдгээрийн өнгө нь оношлогооны шинж чанар болж чадахгүй, учир нь тэдгээрийн олонх нь ижил өнгөтэй, зарим нь хэд хэдэн өнгөт хэлбэрээр харагддаг.
Янз бүрийн өнгөний шалтгаан нь гэрэл, өөрөөр хэлбэл тодорхой долгионы уртад орших цахилгаан соронзон чичиргээ юм. Хүний нүд зөвхөн 400-аас 700 нм хүртэлх оптикийн долгионыг л мэдэрдэг. Үзэгдэх гэрлийн энэ хэсэг нь улаан, улбар шар, шар, ногоон, цэнхэр, индиго, нил ягаан гэсэн спектрийн тодорхой өнгөт тохирсон долоон үндсэн хэсэгт хуваагддаг. Бүх спектрийн өнгийг холих үед цагаан өнгөтэй болно. Гэсэн хэдий ч долгионы уртын аль нэг интервалыг шингээж авбал үлдсэн өнгөний хольцоос цагаан байхаа больсон тодорхой өнгө үүсдэг. Оптик хүрээний бүх долгионы уртыг дамжуулдаг чулуу нь өнгөгүй харагдаж байна; хэрэв эсрэгээр бүх гэрлийг шингээж авбал чулуу нь харагдахуйц хамгийн бараан өнгөтэй хар өнгөтэй болно. Бүх долгионы уртын хүрээнд гэрлийг хэсэгчлэн шингээж авснаар чулуу нь үүлэрхэг цагаан эсвэл саарал өнгөтэй харагдаж байна. Гэхдээ эсрэгээр, зөвхөн тодорхой долгионы уртыг шингээдэг бол чулуу нь цагаан гэрлийн спектрийн үлдсэн шингээгдээгүй хэсгүүдийг холиход тохирох өнгийг олж авдаг. Өнгөний гол тээвэрлэгчид - үнэт чулууны өнгийг тодорхойлдог хромофорууд нь төмөр, кобальт, никель, манган, зэс, хром, ванади, титан зэрэг хүнд металлын ионууд юм.
Хиймэл (цахилгаан) ба өдрийн (нарны гэрэл) гэрлийн спектр өөр өөр байдаг тул үнэт чулууны өнгө нь гэрэлтүүлгээс хамаарна. Өнгө нь хиймэл гэрэлд сөргөөр нөлөөлдөг чулуунууд (индранил), зөвхөн үдшийн (хиймэл) гэрлээс ашиг тусыг нь авч, гэрэлтэлтийг нь (бадмаараг, маргад) нэмэгдүүлдэг. Гэхдээ өнгөний өөрчлөлт нь александрит дээр хамгийн тод илэрдэг: өдрийн цагаар ногоон өнгөтэй, орой нь улаан өнгөтэй харагддаг.
хугарал
Бага наснаасаа ч гэсэн усанд бүрэн дүрээгүй хурц өнцөгт саваа усны гадаргуу дээр "хагарч" байгааг бид олон удаа хардаг байв. Усанд байгаа саваагийн доод хэсэг нь агаарт байгаа дээд хэсгээс өөр налууг олж авдаг. Энэ нь гэрлийн хугаралтай холбоотой бөгөөд гэрлийн туяа нэг орчноос нөгөөд шилжих үед, өөрөөр хэлбэл хоёр бодисын зааг дээр, хэрэв цацраг нь тэдгээрийн интерфэйс рүү ташуу чиглэсэн байвал үргэлж илэрдэг.
Нэг төрлийн ашигт малтмалын үнэт чулууны бүх талстуудын гэрлийн хугарлын утга тогтмол байдаг (заримдаа энэ нь хэлбэлздэг, гэхдээ маш нарийн хязгаарт байдаг). Тиймээс энэ утгын тоон илэрхийлэл - хугарлын индекс (ихэвчлэн энгийн хугарал эсвэл гэрлийн хугарал гэж нэрлэдэг) - эрдэнийн чулууг оношлоход ашигладаг. Хугарлын илтгэгчийг агаар ба болор дахь гэрлийн хурдны харьцаагаар тодорхойлдог. Баримт нь болор дахь гэрлийн цацрагийн хазайлт нь оптик нягтралтай орчинд энэ цацрагийн тархалтын хурд буурсантай холбоотой юм.
Очирт гэрэл агаараас 2.4 дахин удаан тархдаг. Техникийн асар их бэрхшээл, зардалгүйгээр гэрлийн хугарлыг усанд дүрэх аргаар хэмжих боломжтой - хугарлын илтгэгч нь мэдэгдэж байгаа шингэнд чулууг дүрж, интерфэйсүүдийг ажиглах замаар. Чулууны контур эсвэл ирмэгүүдийн хоорондох ирмэгүүд нь хэр хөнгөн, хурц байхаас гадна интерфэйсийн харагдах өргөнөөс хамааран эрдэнийн чулууны хугарлын илтгэгчийг үнэн зөв тооцоолох боломжтой.
Тархалт
Талст бодисуудын хугарлын үзүүлэлтүүд туссан гэрлийн долгионы уртаас хамаардаг тул болороор дамжин өнгөрөхөд цагаан гэрэл нь хугарлыг мэдрэхээс гадна спектрийн өнгө болж задардаг. Цагаан гэрлийг талстаар солонгын бүх өнгө болгон задлах үзэгдлийг гэнэ. тархалт. Алмазан дахь өнгөний тархалтын үнэ цэнэ нь онцгой ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь түүний гайхамшигтай өнгөт тоглоом болох алдарт "гал"-аас үүдэлтэй бөгөөд энэ чулууны гол сэтгэл татам зүйл юм.
Тархалт нь зөвхөн өнгөгүй чулуунд сайн байдаг. Өндөр тархалттай байгалийн болон синтетик чулууг (жишээлбэл, фабулит, рутил, сфарлерит, титанит, циркон) үнэт эдлэлд алмаз орлуулагч болгон ашигладаг.
Гадаргуугийн оптик нөлөө:
цайвар дүрс, өнгөт халилт
Олон үнэт эдлэлийн чулуунууд нь чиглэсэн гэрлийн тууз, түүнчлэн гадаргуугийн өнгөт халих хэлбэрээр цайвар дүрстэй байдаг.
Муурны нүдний эффектЗэрэгцээ нийлсэн утаслаг эсвэл зүү хэлбэртэй биетүүдийн нэгдэл буюу нимгэн параллель чиглэсэн хөндий суваг агуулсан чулуунд агуулагддаг. Үр нөлөө нь ийм зэрэгцээ өсөлтөд гэрлийн тусгалаас үүдэлтэй бөгөөд чулууг эргүүлэхэд түүний дагуу нарийхан гэрлийн тууз гүйж, муурны гэрэлтсэн ангархай шиг хүүхэн харааг санагдуулдаг. Чулууг кабочон хэлбэртэй болгон хайчилж, кабочоны хавтгай суурь нь чулууны ширхэгт бүтэцтэй параллель байх үед энэ нөлөө хамгийн гайхалтай юм.
Астеризм -чулуун гадаргуу дээр нэг цэгт огтлолцсон, одны туяатай төстэй гэрлийн судлууд хэлбэртэй гэрлийн дүрсүүд; Эдгээр цацрагуудын тоо ба тэдгээрийн огтлолцлын өнцгийг талстуудын тэгш хэмээр тодорхойлно. Энэ нь мөн чанараараа муурны нүдтэй төстэй бөгөөд цорын ганц ялгаа нь цацруулагч оруулгууд - нимгэн утас, зүү эсвэл хоолой зэрэг нь өөр өөр газарт өөр өөр чиглэлтэй байдаг. Бадмаараг ба индранил кабочоноор хийсэн зургаан хошуут одууд гайхалтай сэтгэгдэл төрүүлдэг.
Насанд хүрэх -Сарны чулууны хөхөвтөр цагаан гялалзсан туяа, нандин төрөл бүрийн адулария. Сарны чулуун кабочоныг хөдөлгөхөд энэхүү туяа буюу уналт нь түүний гадаргуу дээгүүр гулсдаг.
Иризаци -Зарим үнэт эдлэлийн чулуунуудын цахилдаг өнгөт тоглоом нь чулуун дахь жижиг цоорхой, хагарал дээр цагаан өнгө задралын үр дүнд спектрийн өнгө болж хувирдаг.
"Торго" -Зарим эрдэнийн чулуун дахь торгомсог гялбаа, цахилдаг байдал нь тэдгээрт нарийн ширхэгт эсвэл цуу хэлбэртэй эрдэс бодис эсвэл хөндий хоолой зэрэг зэрэгцээ чиглэгдсэн орцууд байдгаас үүдэлтэй. Энэ нь өнгөт бадмаараг, индранил чулуугаар өндөр үнэлэгддэг.
Кристал өсөлтийн аргууд
Лабораторид олж авсан анхны дан болор нь бадмаараг байж магадгүй юм. бадмаараг авахын тулд их бага идэмхий калийн барийн хайлуур жонш, хоёр хромын калийн давс агуулсан усгүй хөнгөн цагааны ислийн хольцыг халаасан. Сүүлийнх нь бадмаараг өнгө үүсгэхийн тулд нэмж, хөнгөн цагааны ислийг бага хэмжээгээр авдаг. Энэ хольцыг шавар тигелд хийж, 1500 ° C хүртэл температурт цуурайт зууханд (100 цагаас 8 хоног хүртэл) халаана. Туршилтын төгсгөлд тигель дотор талст масс олдож, ханыг хучсан байна. сайхан ягаан өнгийн бадмаараг талстуудтай.
Синтетик эрдэнийн талстыг ургуулах хоёр дахь нийтлэг арга бол Czochralski арга юм. Энэ нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ: чулууг талсжих ёстой бодисын хайлалтыг галд тэсвэртэй металл (цагаан алт, родий, иридий, молибден, вольфрам) хийсэн галд тэсвэртэй тигелд хийж, өндөр давтамжийн индукторт халаана. Ирээдүйн болорын материалаас үрийг яндангийн босоо амны хайлмал руу буулгаж, синтетик материалыг хүссэн зузаан хүртэл ургуулдаг. Үртэй гол нь 30-150 эрг / мин эргэлтийн давтамжтайгаар ургах үед 1-50 мм/цаг хурдтайгаар аажмаар дээшээ татагдана. Хайлмалын температурыг тэнцүүлж, хольцын жигд тархалтыг хангахын тулд босоо амыг эргүүлнэ. Кристалын диаметр нь 50 мм хүртэл, урт нь 1 м хүртэл. Синтетик корунд, шпинель, анар болон бусад хиймэл чулууг Czochralski аргаар ургуулдаг.
Уур өтгөрөх үед талстууд ургаж болно - ийм байдлаар хүйтэн шилэн дээрх цасан ширхгийг олж авдаг. Илүү идэвхтэй металлын тусламжтайгаар металыг давсны уусмалаас нүүлгэн шилжүүлэхэд талстууд бас үүсдэг. Жишээлбэл, төмрийн хадаасыг зэсийн сульфатын уусмалд хийнэ, энэ нь зэсийн улаан давхаргаар хучигдсан байх болно. Гэвч үүссэн зэсийн талстууд нь маш жижиг тул зөвхөн микроскопоор л харагддаг. Хумсны гадаргуу дээр зэс маш хурдан ялгардаг тул талстууд нь хэтэрхий жижиг байдаг. Гэхдээ процесс удааширвал талстууд том болж хувирна. Үүнийг хийхийн тулд зэсийн сульфатыг ширээний давсны зузаан давхаргаар хучиж, дээр нь шүүлтүүрийн цаас, дээр нь арай бага диаметртэй төмрийн хавтан тавина. Хоолны давсны ханасан уусмалыг саванд хийнэ. Зэсийн сульфат нь давсны уусмалд аажмаар уусч эхэлнэ. Зэсийн ионууд (ногоон ногоон анион хэлбэрээр) дээшээ маш удаан, олон өдрийн турш тархах болно; үйл явцыг өнгөт хилийн хөдөлгөөнөөр ажиглаж болно. Төмрийн хавтанд хүрсний дараа зэсийн ионууд нь төвийг сахисан атомууд болж буурдаг. Гэхдээ энэ үйл явц маш удаан явагддаг тул зэсийн атомууд металл зэсийн гоёмсог гялалзсан талстуудаар эгнэж байна. Заримдаа эдгээр талстууд нь мөчир үүсгэдэг - дендрит.
Кристал өсөлтийн технологи
гэртээ
Гэртээ талстыг ургуулахын тулд би хэт ханасан давсны уусмал бэлдсэн. Би зэсийн сульфатын давсыг анхан шатны материал болгон сонгосон. Халуун усыг 50 хэмийн температурт цэвэр шилэн аяганд хийж, эзэлхүүнийг 500 мг хүртэл болгосон. Уг бодисыг жижиг хэсгүүдэд шилэн аяганд хийж, хутгах бүртээ бүрэн уусах болно. Уусмалыг ханасан болмогц би таглаад тогтмол температуртай байх ёстой өрөөнд үлдээв. Уусмалыг тасалгааны температурт хөргөхөд хэт их талстжилт үүсдэг. Тухайн бодисын уусмалд өгөгдсөн температурт уусах чадварт тохирсон хэмжээгээр үлдэж, илүүдэл нь жижиг талст хэлбэрээр ёроолд унадаг. Тэгээд би ээж архи авсан.
Дараа нь би эхийн дарсыг өөр аяганд хийж, талстыг доороос нь байрлуулж, таваг усан ваннд халааж, бүрэн уусч, хөргөнө. Энэ үе шатанд ноорог, температурын гэнэтийн өөрчлөлт нь уусмалыг хүсээгүй. Хоёр хоногийн дараа би агуулгыг шалгаж үзээд ёроол, ханан дээр жижиг хавтгай параллелограмм талстууд үүссэнийг анзаарав. Эдгээрээс би хамгийн зөв талстыг сонгосон.
Дахин би эхийн нөөц дээр үндэслэн ханасан уусмал бэлтгэж, бага зэрэг нэмж (0.5 цайны халбага) бодис нэмж, халааж, хольсон. Уусмалыг цэвэр, халаасан таваг руу юүлж, 20-30 секундын турш байлгана, ингэснээр шингэн бага зэрэг тайвширна. Талстууд 2.5 см орчим хэмжээтэй байх үед би тэдгээрийг нэг нэгээр нь хавтгай ёроолтой колбонд хийж, эхийн шингэнийг урьдчилан шүүж, гидролиз байгаа эсэхийг шалгасан. Шаардлагатай бол талстыг угааж цэвэрлэв.
дүгнэлт
Кристалуудыг өргөнөөр ашигладаг бүх физик шинж чанарууд нь тэдгээрийн бүтэц - орон зайн торноос хамаардаг.
Хатуу төлөвт талстуудын зэрэгцээ шингэн талстыг одоогоор ашиглаж байгаа бөгөөд ойрын ирээдүйд фотоник талст дээр суурилсан төхөөрөмжүүдийг ашиглах болно.
Талстууд нь үнэт эдлэлийн чулууг агуулдаг бөгөөд тэдгээрээс үнэт эдлэл хийдэг. Хүний үнэт чулуунд хандах хандлага олон зууны туршид өөрчлөгдсөн: бурханчлах, анагаах ухаанд ашиглахаас эхлээд өөрийн амьдрах чадварыг харуулах эсвэл чулууны гоо үзэсгэлэн, зохицолоос гоо зүйн таашаал авах хүртэл.
Гэртээ ургуулсан талстыг физикийн хичээлд ашиглаж, физик, химийн шинж чанар, хэрэглээг нь судлах боломжтой.
хиймэл замаг
Хиймэл замаг ургуулахын тулд би хагас литрийн колбонд натрийн силикат (усны шил) -ийн тавин хувийн уусмалаар дүүргэсэн. Дараа нь тэр уусмал руу төмрийн хлорид, зэс хлорид, никель хлорид, хөнгөн цагаан хлоридын хэд хэдэн талстыг шидэв. Хэсэг хугацааны дараа хачин хэлбэртэй, янз бүрийн өнгөтэй "замаг" ургаж эхлэв. Төмрийн давсны уусмалд "замаг" нь бор, никелийн давс нь ногоон, зэсийн давс нь цэнхэр, хөнгөн цагааны давс нь өнгөгүй байдаг.
Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Шингэн шилний уусмалд хаясан талстууд нь натрийн силикаттай урвалд ордог. Үүссэн нэгдлүүд нь талстыг нимгэн хальсаар бүрхдэг боловч тархалтын улмаас ус түүгээр нэвтэрч, талст дахь даралт нэмэгдэж, хальс нь хагардаг.
Цоорхойгоор давсны уусмал нь эргэн тойрон дахь шингэн рүү нэвтэрч, дахин хальсаар бүрхэгдсэн болно. Дараа нь кино дахин тасарна. Салбарласан "замаг" ингэж ургадаг.
Уран зохиол:
- Өрсөлдөөн
Дүүргийн тэмцээн боловсролын-судалгаатөслүүд талстууд тэд програмууд. Гэсэн хэдий ч тэмдэглэв ...
"Эврика" сургуулийн сурагчдын боловсрол, судалгааны төслүүд "Хими" хэсэг
ӨрсөлдөөнДүүргийн тэмцээн боловсролын-судалгаатөслүүдсургуулийн сурагчид "Эврика" Хэсэг: "Хими" ... - эдгээр нь цагаан жижиг зүү юм талстуудэсвэл цайвар талст нунтаг. ... зардал тэдүйлдвэрлэл, хамгийн гол нь эрсдэлийг бууруулах програмууд. Гэсэн хэдий ч тэмдэглэв ...
- Програм
... боловсролын-судалгаатөслүүд судалгаатөслүүдболон тэдхэвлэл. боловсролын-судалгаатөслүүд... байдаг талстууд. талстууд– ... ба боломжууд тэдпрограмуудбаримт бичгийн аюулгүй байдал...
Онолоос практик руу Судалгааны төсөл Онолоос практик руу
Програм... боловсролын-судалгаатөслүүд. Энэ үе шатанд хураангуйг бас бичдэг. судалгаатөслүүдболон тэдхэвлэл. боловсролын-судалгаатөслүүд... байдаг талстууд. талстууд– ... ба боломжууд тэдпрограмуудбаримт бичгийн аюулгүй байдал...
Ахметов Н.С. Органик бус хими - М.Боловсрол, 1985
Васильев В.Н., Беспалов В.Г. Мэдээллийн технологи. Оптик компьютер ба фотоник талстууд.
Желудов И.С. Талстуудын физик ба тэгш хэм. M. Шинжлэх ухаан, 1987
Жувинов Г.Н. Фотоник талстуудын лабиринтууд. (Сэтгүүлийн цахим хувилбар).
Звездин А.К. Баригдсан фотонуудын квант механик. Оптик микрорезонатор, долгион хөтлүүр, фотоник талстууд. Байгаль 2004 оны №10.
Кабардин О.Ф. Физик: Физикийн хичээлийг гүнзгийрүүлсэн сургуулийн 10-р ангийн сурах бичиг. - М.Гэгээрэл, 2001 он
Корнилов Н.И., Солодова Ю.П. Үнэт эдлэлийн чулуу. - М.Недра, 1983 он
Кособукин В.А. Фотоник талстууд // Дэлхий рүү харах цонх (Сэтгүүлийн цахим хувилбар).
Гүйцэтгэсэн: Мошева Диана, ... Sepych 2012 паспорт боловсролын-судалгаатөсөл: « талстуудболон тэдөргөдөл"Дарга: оюутан 10 "В" ...
Би хиймэл чулуунуудын тухай домог, өрөөсгөл ойлголттой байнга тулгардаг.
Зарим шалтгааны улмаас ихэнх хүмүүст энэ нь найдваргүй, чулуу нь чанар муутай, ерөнхийдөө "гэхдээ байгалийн ..." юм шиг санагддаг.
Үүний зэрэгцээ Swarovski rhinestones, шил болон бусад үнэт эдлэлийн бус гарал үүсэлтэй, амархан эвдэрдэг "гялбаа" нь илүү өндөр итгэл үнэмшилтэй байдаг.
Лабораторийн чулууг нийлэгжүүлээгүй, ургадаг, байгалийнхаас шинж чанараараа ялгаатай бүх зүйл бол үнэ юм.
Тиймээс би чулуу үйлдвэрлэх үйл явц, тэдгээрийн шинж чанар, хэрэглээний талаар дэлгэрэнгүй ярихаар шийдсэн.
Хиймэл чулууг бүтээх ажил эрт дээр үеэс эхэлсэн. МЭӨ хэдэн мянган жилийн өмнө. д. Египетэд эртний хүмүүс байгалийн чулууг дуурайж, янз бүрийн өнгийн шилээр бүтээдэг байв. Ийм чулуугаар үнэт эдлэл хийдэг байв. Ромын эзэнт гүрний үед ийм дуураймал нь түгээмэл байдгийг түүх мэддэг.
Дундад зууны үед алхимичид байгалийн чулууг зохиомлоор үржүүлэх оролдлого хийсэн боловч дэмий хоосон байв. Зөвхөн 1758 онд алдартай химич Жозеф Страсс тусгай шилэн хайлш үйлдвэрлэх аргыг олж чаджээ. Чулуу нь ямар ч өнгөгүй, зүсэх, өнгөлөхөд тохиромжтой. Энэ нь төмрийн исэл, цахиур, сод, хөнгөн цагаан, шохойгоор хийгдсэн. Чулууг бүтээгчийн нэрийг хүндэтгэн нэрлэсэн - rhinestone.
Тэгээд дараа нь зуун жилийн дараа Францын алдартай эрдэмтэн нийлэг бадмаараг ургуулж чаджээ. Энэ эрдэмтний нэрийг Вернеуил гэдэг. Тэрээр үнэт эдлэлийн урлалд ер бусын нээлт хийсэн. Түүний арга нь хиймэл корунд, алмааз болон бусад чулууг ургуулах үндэс болсон. Хэсэг хугацааны дараа энэ аргыг индранил, маргад, кварц ургуулахад ашигласан.
Хиймэл талстыг зөвхөн гоёл чимэглэлийн зориулалтаар ашигладаггүй. Тэд мөн радио инженерчлэл, цаг үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Өнөө үед байгалийн чулуун хиймэл аналогийг хамгийн сүүлийн үеийн орчин үеийн аргыг ашиглан олборлож байна. Өнөөдөр тэдгээрийг хоёр төрөлд хуваадаг. Эхний төрөл нь байгалийн чулуутай зүйрлүүлэн бүтээсэн чулуунуудын бүлгүүд юм: бадмаараг, опал, маргад, кварц болон бусад. Хоёрдахь төрөлд аналогийг байгальд хэзээ ч олж чадахгүй чулуунууд орно. Тэдгээрийг Зөвлөлтийн эрдэмтэд зохион бүтээсэн. Ийм чулуунуудын жишээ бол корунд, куб циркон юм.
Би фианитад онцгой анхаарал хандуулахыг хүсч байна. Энэхүү болор нь химийн хувьд тэсвэртэй, тунгалаг чанар сайтай, галд тэсвэртэй. Энэ нь сайн хугарлын илтгэгчтэй. Фианит нь алмаазтай маш төстэй. Өндөр хугарлын чадвартай тул янз бүрийн гэрэлтүүлгийн нөхцөлд модуляцаар тоглох боломжтой. Эдгээр шинж чанаруудыг харгалзан энэхүү хиймэл чулуу нь үнэт чулууны аналогийг бий болгох боломжийг олгодог. Хэт ягаан туяаны дор куб циркон нь шар, хөхөөс ягаан хүртэл янз бүрийн өнгөөр гялалзах чадвартай. ЗХУ-ын үед тэрээр маш их нэр хүндтэй болсон. Энэ нь янз бүрийн зориулалтаар үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн. Энэ нь зөвхөн үнэт эдлэл төдийгүй техникийн салбарт ч хэрэгтэй байсан. Энэ нь нүдний шил, оптик багажийн өндөр чанартай линз хийхэд хэрэглэгддэг.
Синтетик чулууг тусгай даралт, тодорхой температурын горим, шаардлагатай химийн бодисын тусгай харилцан үйлчлэлийн дор үйлдвэрлэдэг. Сонирхолтой зүйл бол байгалийн чулуун өөр хэд хэдэн аналогийг нэг хиймэл болороос авах боломжтой юм. Жишээлбэл, болор үйлдвэрлэх явцад ямар төрлийн исэл нэмж байгаагаас хамааран корундаас индранил, бадмаараг авч болно.
Эрдэмтэд сувд ургуулахыг маш сонирхолтой аргаар бодож байсан. Бяцхан бөмбөлгийг нялцгай биетний нялцгай биетэнд оруулдаг бөгөөд ердийнх шигээ түүн дээр цахилдаг сувд нааж, давхаргаар эхэлдэг. Ийм дунд хэмжээний сувд ургуулахын тулд 5-7 жилийн хугацаа хэрэгтэй. Үүнд шинэ арга байхгүй. Одоо хиймэл сувдыг зөвхөн ийм аргаар олборлодог.
Хиймэл алмаз бүтээх ажилд олон эрдэмтэд ажилласан. Эдгээр ажилд Зөвлөлтийн физикч Лейпуновский шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэсэн. Түүний мэдлэгийг нийлэг алмаз бүтээх үндэс болгон авчээ. Тиймээс 1953 онд Шведийн эрдэмтэд боржин чулуунаас нийлэгжүүлсэн дэлхийн анхны алмазыг бүтээж чаджээ.
Дараа нь янз бүрийн эрдэмтэд янз бүрийн цаг үед бал чулуунаас алмаз гаргаж авах өөрийн аргыг зохион бүтээсэн боловч ийм чулуунууд бага байв. Нэг том алмазыг Америкийн нэгэн компани олж авсан байна. Эдгээр чулуунууд нь өндөр чанартай, үнэт эдлэл хийхэд тохиромжтой байв. Энэ аргын сул тал нь маш үнэтэй байдаг. Байгалийн алмазыг нийлэгжүүлэхээс хамаагүй хямдаар олборлодог.
Хиймэл алмазыг зүлгүүрийн хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Шүдний ховил, нунтаглах толгой, баар, төрөл бүрийн дугуй, нунтаглах зориулалттай оо, шилэн зүсэгч болон бусад олон багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд. Саяхан шинжлэх ухаан нийлэг алмазыг бүтээхэд шинэ нээлт хийсэн. Том хэмжээтэй үнэт эдлэлийн очир алмаазыг бий болгох боломжтой байсан.
Байгалийн бүх чулуунууд нь зохиомлоор бий болсон чулуунаас ялгаатай байдаг. Байгалийн чулуунууд нь янз бүрийн ашигт малтмалын орц, байгалийн нөхцлөөр үүссэн ан цавыг агуулдаг. Гэхдээ синтетик талстууд нь ямар ч өө сэвгүй байдаг. Учир нь тэдгээр нь лабораторид ижил аргаар бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь тэдгээрийн бүтцийн ялгааг арилгадаг. Байгалийн чулуу болон тэдгээрийн аналоги хоорондын өөр нэг ялгаа нь үнэ юм. Байгалийн чулуу нь хиймэл чулуунаас хэд дахин илүү үнэтэй байдаг. Алмазаас бусад нь. Үйлдвэрлэхэд хүндрэлтэй тул байгалийн алмазаас үнийн хувьд дутахгүй.
