Utumiaji wa fuwele katika sayansi na teknolojia Matumizi ya fuwele katika sayansi na teknolojia ni mengi sana na ni tofauti kiasi kwamba ni vigumu kuorodhesha.

Almasi Madini magumu na adimu zaidi ya asili, almasi. Leo, almasi kimsingi ni jiwe la mfanyakazi, sio jiwe la mapambo.

Kwa sababu ya ugumu wake wa kipekee, almasi ina jukumu kubwa katika teknolojia. Misumeno ya almasi hutumiwa kukata mawe. Almasi ya kuona ni kubwa (hadi mita 2 mduara) disk ya chuma inayozunguka, kwenye kando ambayo kupunguzwa au notches hufanywa. Poda nzuri ya almasi iliyochanganywa na aina fulani ya dutu ya wambiso hutiwa ndani ya kupunguzwa hivi. Diski kama hiyo, inayozunguka na kasi kubwa, haraka huona jiwe lolote.

Almasi ni muhimu sana wakati wa kuchimba miamba na katika shughuli za uchimbaji madini. Pointi za almasi huingizwa kwenye zana za kuchora, mashine za kugawanya, vifaa vya kupima ugumu, na kuchimba mawe na chuma. Poda ya almasi hutumiwa kusaga na kung'arisha mawe magumu, chuma kigumu, aloi ngumu na ngumu sana. Almasi yenyewe inaweza tu kukatwa, polished na kuchonga na almasi. Sehemu muhimu zaidi za injini katika utengenezaji wa magari na ndege huchakatwa na vikata na kuchimba almasi.

Ruby na yakuti ni kati ya mazuri na ya gharama kubwa zaidi mawe ya thamani. Mawe haya yote yana sifa nyingine, zaidi ya kawaida, lakini muhimu. Akiki nyekundu ya damu na yakuti ya bluu ni ndugu, kwa ujumla ni madini sawa ya corundum, oksidi ya alumini A 12 O 3. Tofauti ya rangi ilitokea kwa sababu ya uchafu mdogo sana wa oksidi ya alumini: nyongeza isiyo na maana ya chromium hugeuza corundum isiyo na rangi kuwa damu. akiki nyekundu, oksidi ya titan ndani ya yakuti. Kuna corundums ya rangi nyingine. Pia wana kaka ya kawaida, isiyo ya kawaida: kahawia, opaque, faini ya corundum emery, ambayo hutumiwa kusafisha chuma ambayo sandpaper hufanywa. Corundum, pamoja na aina zake zote, ni mojawapo ya mawe magumu zaidi duniani, magumu zaidi baada ya almasi.

Sekta nzima ya saa inaendeshwa na rubi bandia. Katika viwanda vya semiconductor, mizunguko bora zaidi hutolewa na sindano za ruby . Katika tasnia ya nguo na kemikali, miongozo ya nyuzi za rubi huchota nyuzi kutoka kwa nyuzi bandia, nailoni na nailoni.

Boriti yenye nguvu ya laser yenye nguvu nyingi sana. Inaungua kwa urahisi karatasi ya chuma, welds waya za chuma, huwaka mabomba ya chuma, huchimba mashimo bora zaidi katika aloi ngumu na almasi. Kazi hizi zinafanywa na laser imara, ambayo hutumia ruby, garnet na neodite. Katika upasuaji wa macho, lasers za neodyne na lasers za ruby hutumiwa mara nyingi. Katika mifumo ya masafa mafupi ya msingi wa ardhini, lasers ya sindano ya gallium arsenide hutumiwa mara nyingi.

Flint, amethisto, yaspi, opal, kalkedoni ni aina zote za quartz. Nafaka ndogo za quartz huunda mchanga.

Na aina nzuri zaidi, ya ajabu zaidi ya quartz ni rhinestone, yaani fuwele za quartz za uwazi. Kwa hiyo, lenses, prisms na sehemu nyingine za vyombo vya macho hufanywa kutoka kwa quartz ya uwazi. Mali ya umeme ya quartz ni ya kushangaza sana. Ikiwa unapunguza au kunyoosha kioo cha quartz, malipo ya umeme yanaonekana kwenye kando yake. Hii ni athari ya piezoelectric katika fuwele.

Siku hizi, sio tu quartz inayotumiwa kama piezoelectrics, lakini pia vitu vingine vingi, hasa vilivyoundwa kwa njia ya bandia: chumvi ya synthetic, titanati ya bariamu, phosphates ya potasiamu na ammoniamu ya dihydrogen (KDA na ADR) na wengine wengi. Fuwele za piezoelectric hutumiwa sana kuzaliana, kurekodi na kusambaza sauti.

Pia kuna mbinu za piezoelectric za kupima shinikizo la damu katika mishipa ya damu ya binadamu na shinikizo la juisi kwenye shina na shina za mimea. Sahani za piezoelectric hutumiwa kupima, kwa mfano, shinikizo kwenye pipa la bunduki ya artillery wakati wa kurushwa, shinikizo wakati wa mlipuko wa bomu, na shinikizo la papo hapo kwenye mitungi ya injini wakati wa mlipuko wa gesi moto ndani yao.

Sekta ya edectro-optical ni sekta ya fuwele ambazo hazina kituo cha ulinganifu. Sekta hii ni kubwa sana na tofauti; viwanda vyake hukua na kuchakata mamia ya aina za fuwele kwa ajili ya matumizi ya macho, acoustics, umeme wa redio na teknolojia ya leza.

Nyenzo za polycrystalline Polaroid pia imepata matumizi yake katika teknolojia. Polaroid ni filamu nyembamba ya uwazi, iliyojazwa kabisa na fuwele ndogo za uwazi za umbo la sindano za dutu ambayo hupiga pande mbili na kugawanya mwanga. Fuwele zote ziko sambamba kwa kila mmoja, kwa hivyo zote zinaweka sawa mwanga unaopita kupitia filamu. Filamu za polaroid hutumiwa katika glasi za polaroid. Polaroids hughairi mng'ao wa mwanga ulioakisiwa, na kuruhusu mwanga mwingine wote kupita. Ni muhimu kwa wavumbuzi wa polar ambao mara kwa mara wanapaswa kutazama kutafakari kwa kupendeza miale ya jua kutoka nyuma ya uwanja wa theluji.

Miwani ya Polaroid itasaidia kuzuia migongano na magari yanayokuja, ambayo mara nyingi hutokea kwa sababu taa za gari linalokuja hupofusha dereva, na haoni gari hili. Ikiwa vioo vya magari na glasi za taa za gari zimetengenezwa na Polaroid, na sehemu zote mbili za rodi zimezungushwa ili shoka zao za macho zibadilishwe, basi kioo cha mbele hakitaruhusu taa za gari zinazokuja, na. "itaizima".

Fuwele zilicheza jukumu muhimu Katika nyingi ubunifu wa kiufundi Karne ya 20 Baadhi ya fuwele kuzalisha malipo ya umeme inapoharibika. Maombi yao ya kwanza muhimu yalikuwa utengenezaji wa oscillators za masafa ya redio zilizoimarishwa na fuwele za quartz. Kwa kusababisha sahani ya quartz kutetemeka uwanja wa umeme redio frequency oscillating mzunguko, unaweza hivyo kuleta utulivu wa kupokea au kusambaza frequency.

Vifaa vya semiconductor, ambavyo vilibadilisha umeme, vinatengenezwa kutoka kwa vitu vya fuwele, hasa silicon na germanium. Katika kesi hii, uchafu wa alloying ambao huletwa kwenye kimiani ya kioo huwa na jukumu muhimu. Diode za semiconductor hutumiwa katika kompyuta na mifumo ya mawasiliano, transistors zimebadilisha zilizopo za utupu katika uhandisi wa redio, na. paneli za jua, kuwekwa uso wa nje nafasi Ndege, kubadilisha nguvu ya jua kwa umeme. Semiconductors pia hutumiwa sana katika waongofu mkondo wa kubadilisha kwa kudumu.

Fuwele pia hutumika katika baadhi ya seva ili kukuza mawimbi ya microwave na katika leza ili kukuza mawimbi ya mwanga. Fuwele zilizo na sifa za piezoelectric hutumiwa katika vipokezi vya redio na visambazaji, katika vichwa vya picha na kwa sonari. Fuwele zingine hurekebisha miale ya mwanga, wakati zingine hutoa mwanga chini ya ushawishi wa voltage inayotumika. Orodha ya matumizi ya fuwele tayari ni ndefu na inakua kila wakati.

Utumizi wa fuwele katika sayansi na teknolojia ni nyingi sana na ni tofauti kiasi kwamba ni vigumu kuorodhesha. Kwa hiyo, tutajiwekea kikomo kwa mifano michache.

Madini ngumu zaidi na adimu zaidi ya asili ni almasi.

Kwa sababu ya ugumu wake wa kipekee, almasi ina jukumu kubwa katika teknolojia. Misumeno ya almasi hutumiwa kukata mawe. Almasi ni muhimu sana wakati wa kuchimba miamba na katika shughuli za uchimbaji madini.

Pointi za almasi huingizwa kwenye zana za kuchora, mashine za kugawanya, vifaa vya kupima ugumu, na kuchimba mawe na chuma.

Poda ya almasi hutumiwa kusaga na kung'arisha mawe magumu, chuma kigumu, aloi ngumu na ngumu sana. Almasi yenyewe inaweza tu kukatwa, polished na kuchonga na almasi. Sehemu muhimu zaidi za injini katika utengenezaji wa magari na ndege huchakatwa na vikata na kuchimba almasi.

Ruby na yakuti ni kati ya mawe mazuri na ya gharama kubwa zaidi ya mawe ya thamani. Mawe haya yote yana sifa nyingine, zaidi ya kawaida, lakini muhimu.

Maisha mapya ya ruby ni laser au, kama inavyoitwa katika sayansi, jenereta ya macho ya quantum (OQG). Mnamo 1960 Laser ya kwanza ya ruby iliundwa. Ilibadilika kuwa fuwele ya ruby huongeza nuru. Kwa laser ya ruby , kipenyo kidogo cha doa nyepesi ni takriban mikroni 0.7. Kwa njia hii, msongamano wa juu sana wa mionzi unaweza kuundwa. Hiyo ni, kuzingatia nishati iwezekanavyo. Boriti yenye nguvu ya laser yenye nguvu nyingi sana. Inachoma kwa urahisi kupitia karatasi ya chuma, inachoma waya za chuma, inachoma kupitia mabomba ya chuma, na kutoboa mashimo nyembamba zaidi katika aloi ngumu na almasi. Kazi hizi zinafanywa na laser imara kwa kutumia ruby, garnet na neodite. Katika upasuaji wa macho, lasers za neodyne na lasers za ruby hutumiwa mara nyingi. Mifumo ya masafa mafupi ya ardhini mara nyingi hutumia leza za sindano za gallium arsenide. Fuwele mpya za laser pia zimeonekana: fluorite, garnets, gallium arsenide, nk.

Sapphire ni ya uwazi, kwa hivyo sahani za vyombo vya macho hufanywa kutoka kwayo.

Wingi wa fuwele za yakuti huenda kwenye tasnia ya semiconductor.

Flint, amethisto, yaspi, opal, kalkedoni ni aina zote za quartz. Kwa hiyo, lenses, prisms na sehemu nyingine za vyombo vya macho hufanywa kutoka kwa quartz ya uwazi. Kioo cha Quartz kina sifa zifuatazo:

Usawa wa juu na upitishaji mzuri katika safu za ultraviolet, inayoonekana na karibu na infrared;

Hakuna fluorescence;

Mgawo wa chini wa upanuzi wa joto;

Upinzani mkubwa kwa uharibifu wa mitambo na mshtuko wa joto;

Bubble ya chini.

Mali ya umeme ya quartz ni ya kushangaza sana. Ikiwa unapunguza au kunyoosha kioo cha quartz, malipo ya umeme yanaonekana kwenye kando yake. Hii ni athari ya piezoelectric katika fuwele.

Siku hizi, sio tu quartz inayotumiwa kama piezoelectrics, lakini pia vitu vingine vingi, hasa vilivyoundwa kwa njia ya bandia: chumvi ya bluu, titanate ya bariamu, potasiamu na phosphates ya dihydrogen ya amonia (KDP na ADP) na wengine wengi.

Fuwele za piezoelectric hutumiwa sana kuzaliana, kurekodi na kusambaza sauti.

Pia kuna njia za piezoelectric za kupima shinikizo la damu katika mishipa ya damu ya binadamu na shinikizo la juisi kwenye shina na shina za mimea.Sahani za piezoelectric hupima, kwa mfano, shinikizo katika pipa la bunduki ya artillery wakati wa kurushwa, shinikizo kwa sasa. mlipuko wa bomu, shinikizo la papo hapo katika mitungi ya injini wakati gesi moto hulipuka ndani yake .

Nyenzo za polycrystalline Polaroid pia imepata matumizi yake katika teknolojia.

Polaroid ni filamu nyembamba ya uwazi iliyojazwa kabisa na fuwele ndogo za uwazi zenye umbo la sindano za dutu ambayo huweka pande mbili na kugawanya mwanga. Fuwele zote ziko sambamba kwa kila mmoja, kwa hivyo zote zinaweka sawa mwanga unaopita kupitia filamu.

Filamu za polaroid hutumiwa katika glasi za polaroid. Polaroids hughairi mng'ao wa mwanga ulioakisiwa, na kuruhusu mwanga mwingine wote kupita. Ni muhimu sana kwa wavumbuzi wa polar, ambao mara kwa mara wanapaswa kutazama mwonekano mzuri wa miale ya jua kutoka kwenye uwanja wa theluji yenye barafu.

Fuwele za kioevu

Fuwele za kioevu ni vitu ambavyo wakati huo huo vina mali ya kioevu (umiminiko) na fuwele (anisotropy). Kwa upande wa muundo, fuwele za kioevu ni kioevu kama jeli, inayojumuisha molekuli zilizoinuliwa, zilizoamriwa kwa njia fulani kwa kiasi kizima cha kioevu hiki. Sifa ya tabia zaidi ya LC ni uwezo wao wa kubadilisha mwelekeo wa molekuli chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme, ambao hufungua. fursa nyingi kwa matumizi yao katika tasnia. Kulingana na aina yao, fuwele za kioevu kawaida hugawanywa katika vikundi viwili vikubwa: nematics na smectics. Kwa upande wake, nematics imegawanywa katika fuwele za kioevu za nematic na cholesteric.

Moja ya maeneo muhimu ya matumizi ya fuwele za kioevu ni thermography. Kwa kuchagua muundo wa dutu ya fuwele ya kioevu, viashiria vinaundwa kwa viwango tofauti vya joto na kwa miundo mbalimbali. Kwa mfano, fuwele za kioevu kwa namna ya filamu hutumiwa kwa transistors, nyaya zilizounganishwa na bodi za mzunguko zilizochapishwa za nyaya za elektroniki. Vipengele vibaya - moto sana au baridi, haifanyi kazi - huonekana mara moja na matangazo ya rangi mkali. Madaktari wamepokea fursa mpya: kiashiria cha kioo kioevu kwenye ngozi ya mgonjwa hutambua haraka kuvimba kwa siri na hata tumor.

Fuwele za kioevu hutumiwa kugundua mvuke hatari misombo ya kemikali na mionzi ya gamma na urujuanimno ambayo ni hatari kwa afya ya binadamu. Mita za shinikizo na detectors za ultrasound zimeundwa kulingana na fuwele za kioevu. Lakini eneo la kuahidi zaidi la matumizi ya dutu za fuwele za kioevu ni teknolojia ya habari. Miaka michache tu imepita kutoka kwa viashiria vya kwanza, vinavyojulikana kwa kila mtu kutoka kwa saa za digital, hadi rangi za televisheni na skrini za LCD za ukubwa wa kadi ya posta. Televisheni kama hizo hutoa picha ambayo ni nzuri sana Ubora wa juu, hutumia nishati kidogo.

Uendeshaji wa jopo lolote la LCD inategemea kanuni ya kubadilisha uwazi (kwa usahihi zaidi, kubadilisha polarization ya mwanga uliopitishwa) wa fuwele za kioevu chini ya ushawishi wa sasa wa umeme. Katika tumbo la TFT, safu ya fuwele za kioevu inadhibitiwa na matrix ya swichi za analog ya transistor microscopic, kubadili moja kwa kila pixel ya picha, ambayo inafanya uwezekano wa kufikia kasi ya juu ya kubadili na kuzima dots na kuongeza tofauti ya picha. Kwa kuwa fuwele za kioevu zenyewe hazina rangi, jopo la rangi lina tabaka tatu za fuwele za kioevu (au muundo maalum wa mosai wa safu moja) na vichungi vya taa vinavyolingana kwa kila sehemu ya rangi (nyekundu, kijani kibichi, bluu). Fuwele za kioevu haziwezi kujiangaza wenyewe, hivyo ili kutoa skrini uonekano wa kawaida unaowaka, taa maalum ya gorofa imewekwa nyuma ya jopo la LCD, ikiangaza skrini kutoka upande wa nyuma. Kwa hivyo, inaonekana kwa mtumiaji kuwa matrix "inang'aa", kama skrini ya kawaida ya CRT.

Aina ya etching: kavu (plasma) na kioevu (katika etchants kioevu, HF asidi). Faida kavu etching: uwezo wa kudhibiti anisotropy, uwezo wa kudhibiti kuchagua, utegemezi dhaifu wa etching juu ya kujitoa kwa mask ya kinga kwa substrate, hauhitaji shughuli za kuosha na kukausha baadae, zaidi ya kiuchumi kuliko etching katika vitendanishi kioevu. Mapungufu: uharibifu wa uso wa vifaa kutokana na bombardment na ions, elektroni na photoni. Etching kavu imegawanywa katika:

Tabia kuu za etching kavu: anisotropy- uwiano wa kiwango cha etching ya nyenzo ya kazi ya kawaida kwa uso wa sahani kwa kiwango cha etching yake ya kando; kuchagua- uwiano wa viwango vya etching vya vifaa mbalimbali (kwa mfano, mfanyakazi na mask) chini ya hali sawa.

Uchoraji wa ion- mchakato ambao tabaka za uso wa nyenzo huondolewa tu kwa kunyunyizia dawa. Kunyunyizia hufanywa na ioni zenye nguvu za gesi ambazo haziingii katika athari za kemikali na nyenzo zinazosindika (kawaida ioni za gesi za ajizi). Ikiwa nyenzo zinazosindika zimewekwa kwenye elektroni au wamiliki wanaowasiliana na plasma ya kutokwa, basi etching chini ya hali kama hizo huitwa. ion-plasma. Ikiwa nyenzo zimewekwa kwenye eneo la usindikaji wa utupu, lililotengwa na eneo la plasma, basi etching inaitwa etching ya boriti ya ion.

KATIKA plasmachemical Katika etching, tabaka za uso wa nyenzo huondolewa tu kama matokeo ya athari za kemikali kati ya chembe za kemikali na atomi za dutu iliyowekwa. Ikiwa nyenzo zinazosindika ziko katika eneo la plasma ya kutokwa, basi etching inaitwa plasma. Katika kesi hii, athari za etching za kemikali kwenye uso wa nyenzo zitaamilishwa na bombardment ya elektroni za nishati ya chini na ions, na pia bombardment ya photon. Ikiwa nyenzo iko katika eneo la usindikaji wa utupu, kawaida huitwa eneo la athari na kutengwa na eneo la plasma, basi etching hufanywa na chembe za kemikali bila kuanzishwa kwa bombardment ya elektroni na ioni, na katika hali nyingine, kwa kukosekana kwa mfiduo. kwa fotoni. Etching hii inaitwa mkali.

Plasma hutumiwa katika michakato mitatu kuu: kwa vifaa vya etching, kwa kunyunyiza filamu nyembamba (vifaa vingine) kwenye uso wa nyenzo, na kwa doping (kupandikiza) chembe nyingine ndani ya nyenzo.

Matumizi ya kisasa ya teknolojia za plasma. Mchakato kuu katika teknolojia ya photolithography (etching ya chuma, ashing plasma, plasma de-scum (kupinga kuondolewa))! Pia hutumika katika teknolojia za uumbaji: NEMS, MEMS, microelectronics, nanoelectronics, gyroscopes, accelerometers, etching polymer, microstructures polymer, microstructures kauri, teknolojia ya kina ya etching (yenye uwiano wa juu: uwiano kati ya ukubwa wa kipengele cha sifa na kina cha etching) .

Kuishi kwenye Dunia inayojumuisha miamba ya fuwele, sisi, bila shaka, hatuwezi kuepuka tatizo la fuwele: tunatembea juu ya fuwele, tunajenga na fuwele, tunasindika fuwele katika viwanda, tunakuza katika maabara, tunazitumia sana katika teknolojia na sayansi, tunakula. fuwele, na kupokea matibabu... Sayansi ya fuwele hutafiti aina mbalimbali za fuwele. Anachunguza kwa kina vitu vya fuwele, husoma mali na muundo wao. Katika nyakati za kale, fuwele zilionekana kuwa nadra. Hakika, ugunduzi wa fuwele kubwa za homogeneous katika asili ni jambo la kawaida. Walakini, vitu vya fuwele laini ni vya kawaida sana. Kwa mfano, karibu miamba yote: granite, mchanga, chokaa ni fuwele. Mbinu za utafiti zilipoboreshwa, vitu ambavyo hapo awali vilizingatiwa kuwa amofasi viligeuka kuwa fuwele. Sasa tunajua kuwa hata sehemu zingine za mwili ni fuwele, kwa mfano, konea ya jicho, vitamini, safu ya mishipa ya neva ni fuwele. Mwendo wa muda mrefu utafutaji na ugunduzi, kuanzia kupima umbo la nje la fuwele kwa kina, hadi hila za muundo wao wa atomiki bado haujakamilika. Lakini sasa watafiti wamesoma muundo wake vizuri na wanajifunza kudhibiti mali ya fuwele.

Fuwele ni nzuri, mtu anaweza kusema aina fulani ya muujiza, wanakuvutia; Wanasema "mtu wa nafsi ya kioo" kuhusu mtu ambaye ana nafsi safi. Kioo kinamaanisha kung'aa kwa nuru, kama almasi ... Na ikiwa tunazungumza juu ya fuwele na mtazamo wa kifalsafa, basi tunaweza kusema kwamba hii ni nyenzo ambayo ni kiungo cha kati kati ya jambo hai na lisilo hai. Fuwele zinaweza kutokea, kuzeeka, na kuanguka. Kioo, wakati wa kukua kwenye mbegu (kwenye kiinitete), hurithi kasoro za kiinitete hiki. Kwa ujumla, mtu anaweza kutoa mifano mingi ambayo huweka mtu katika hali hiyo ya kifalsafa, ingawa bila shaka kuna uovu mwingi hapa ... Kwa mfano, kwenye televisheni sasa mtu anaweza kusikia kuhusu uhusiano wa moja kwa moja kati ya kiwango cha utaratibu wa maji. molekuli na maneno, pamoja na muziki, na kwamba maji hubadilika kulingana na mawazo, juu ya hali ya afya ya mwangalizi. Sichukulii kwa uzito. Kwa kweli, kuna udanganyifu mwingi na uvumi karibu na sayansi. Lakini maombi yanapatanishwa, yanatenda kwa njia ya Roho Mtakatifu na hayahitaji kuchanganywa mbinu ya kisayansi na mambo ya kiroho.

Lakini kwa kuongea kwa umakini sana, sasa labda haiwezekani kutaja taaluma moja, sio eneo moja la sayansi na teknolojia ambalo linaweza kufanya bila fuwele. Nilipokuwa nikifanya kazi, madaktari walinijia na kunionyesha mawe ya figo ya wagonjwa: walipendezwa na mazingira ambayo uundaji wa fuwele ulitokea. Na tulitembelea wafamasia wengi, kwa sababu vidonge ni fuwele zilizoshinikwa. Kunyonya na kufutwa kwa vidonge hutegemea ni kingo gani chembechembe hizi zimefunikwa. Vitamini, sheath ya myelin ya neva, protini, na virusi vyote ni fuwele. Na mashauriano yetu yalileta kuridhika sana, kujibu maswali yaliyotokea ...

Kioo kina mali ya miujiza, hufanya kazi mbalimbali. Tabia hizi ni za asili katika muundo wake, ambao una muundo wa kimiani wa pande tatu.

Mfano wa matumizi ya fuwele ni kioo cha quartz kinachotumiwa katika simu za mkononi. Ikiwa sahani ya quartz imeathiriwa na mitambo, malipo ya umeme yatatokea ndani yake kwa mwelekeo unaofanana. Katika bomba la kipaza sauti, quartz inabadilisha vibrations ya hewa ya mitambo inayosababishwa na msemaji ndani ya umeme. Mitetemo ya umeme kwenye simu ya msajili wako hubadilishwa kuwa zile za oscillatory, na, ipasavyo, anasikia hotuba.

Kwa kuwa kimiani, kioo kina sura na kila uso, kama utu, ni wa kipekee. Ikiwa uso umejaa sana kwenye kimiani na chembe za nyenzo (atomi au molekuli), basi ni uso unaokua polepole sana. Kwa mfano, almasi. Nyuso zake zina sura ya octahedron, zimejaa sana atomi za kaboni, na kwa sababu ya hii zinatofautiana katika uzuri na nguvu.

Crystallography sio sayansi mpya. M.V. Lomonosov anasimama kwenye asili yake. Lakini kukua fuwele za bandia ni suala la baadaye. Kitabu maarufu cha Shubnikov "Malezi ya Fuwele" kilichapishwa mnamo 1947. Mazoezi haya ya kisayansi yalikua kutokana na madini, sayansi ya fuwele na yabisi amofasi. Kukua kwa fuwele kuliwezekana kwa shukrani kwa utafiti wa data ya madini juu ya malezi ya fuwele katika hali ya asili. Kwa kusoma asili ya fuwele, waliamua muundo ambao walikua na hali ya ukuaji wao. Na sasa taratibu hizi zinaigwa, kupata fuwele na mali maalum. Kemia na wanafizikia wanashiriki katika utengenezaji wa fuwele. Ikiwa wa zamani huendeleza teknolojia ya ukuaji, mwisho huamua mali zao. Je, fuwele za bandia zinaweza kutofautishwa na zile za asili? Hili hapa swali. Naam, kwa mfano, almasi ya bandia bado ni duni kwa almasi ya asili katika ubora, ikiwa ni pamoja na katika uzuri. Almasi ya bandia haitoi furaha ya kujitia, lakini yanafaa kabisa kwa matumizi ya teknolojia, na kwa maana hii ni sawa na asili. Tena, wakulima wasio na adabu (wanaoitwa wanakemia wanaokuza fuwele bandia) wamejifunza kukuza sindano bora kabisa za fuwele zenye nguvu nyingi sana. Hii inafanikiwa kwa kudhibiti kemia ya mazingira, joto, shinikizo, na athari za zingine masharti ya ziada. Na hii tayari ni sanaa nzima, ubunifu, ustadi - sayansi halisi haitasaidia hapa, inafanya kazi vibaya katika eneo hili. Msomi wa marehemu Nikolai Vasilyevich Belov alisema kuwa sanaa ya kukuza fuwele ni ya mtaalamu ambaye ana hisia kali za fuwele.

Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini

Wanafunzi, wanafunzi waliohitimu, wanasayansi wachanga wanaotumia msingi wa maarifa katika masomo na kazi zao watakushukuru sana.

Iliyotumwa kwenye http://www.allbest.ru/

Utafiti

FUWELE NA MATUMIZI YAKE

Mwandishi wa kazi: Krivosheev Evgeniy

mwanafunzi 7 "B" darasa MBOUSOSH No. 1

Zavitinsk, Mkoa wa Amur

Mkuu wa kazi: Konchenko N.S.

mwalimu wa fizikia MBUSOSH Nambari 1

Zavitinsk, Mkoa wa Amur

Zavitinsk

2013

Utangulizi
1. Kioo. Tabia zake, muundo na fomu
2. Fuwele za kioevu
3. Utumiaji wa LCD
4. Utumiaji wa fuwele katika sayansi na teknolojia
5. Sehemu ya vitendo
Hitimisho
Bibliografia
Utangulizi
Umuhimu wa kazi:
Kwa kuwa fuwele hutumiwa sana katika sayansi na teknolojia, ni vigumu kutaja tawi la uzalishaji ambapo fuwele hazitumiwi. Kwa hiyo, kujua na kuelewa mali ya fuwele ni muhimu sana kwa kila mtu.
Madhumuni ya utafiti: Kukuza fuwele kutoka kwa suluhisho nyumbani, soma matumizi ya vitendo fuwele katika sayansi na teknolojia.
Kazi:
1. Utafiti wa nadharia ya fuwele.
2. Utafiti wa nyenzo juu ya kukua kioo chini ya hali ya kawaida na katika hali ya maabara.
3.Uchunguzi wa malezi ya kioo.
4.Maelezo ya uchunguzi.
5. Utafiti wa matumizi ya fuwele katika maisha ya kisasa.

1. Kioo. Tabia zake, muundo na fomu

Neno "kioo" linatokana na Kigiriki " crustallos", yaani, "barafu". Mango ambayo atomi au molekuli huunda muundo wa upimaji uliopangwa (kioo cha kioo).

Uundaji wa kioo.

Fuwele huundwa kwa njia tatu: kutoka kuyeyuka, kutoka kwa suluhisho na kutoka kwa mvuke. Mfano wa fuwele kutoka kwa kuyeyuka ni malezi ya barafu kutoka kwa maji. maabara ya kukuza kioevu cha kioo

Katika ulimwengu unaozunguka, mara nyingi mtu anaweza kuchunguza uundaji wa fuwele moja kwa moja kutoka kwa mazingira ya gesi, kutoka kwa ufumbuzi na kutoka kwa kuyeyuka. Katika usiku wenye baridi kali chini ya anga tupu, katika mwanga mkali wa mwezi au taa, nyakati fulani tunaona miale ya barafu ikishuka polepole ikimeta kwa cheche. Hizi ni fuwele za barafu zinazofanana na sahani ambazo huunda karibu nasi kutokana na hewa yenye unyevunyevu na iliyopozwa.

Muundo yabisi inategemea hali ambayo mpito kutoka kioevu hadi imara hutokea. Ikiwa mpito huo hutokea kwa haraka sana, kwa mfano, na baridi kali ya kioevu, basi chembe hazina muda wa kujipanga katika muundo sahihi na mwili mzuri wa fuwele hutengenezwa. Wakati kioevu kilichopozwa polepole, fuwele kubwa na za umbo la mara kwa mara hupatikana. Katika baadhi ya matukio, ili dutu iweze kuangaza, lazima iwekwe joto tofauti. Shinikizo la nje pia huathiri ukuaji wa kioo. Kwa kuongezea, sehemu kubwa ya fuwele ambazo zilikatwa kikamilifu siku za nyuma ziliweza kuipoteza chini ya ushawishi wa maji, upepo, na msuguano na vitu vingine vyabisi. Kwa hivyo, nafaka nyingi za uwazi zenye mviringo ambazo zinaweza kupatikana kwenye mchanga wa pwani ni fuwele za quartz ambazo zimepoteza kingo zao kwa sababu ya msuguano wa muda mrefu dhidi ya kila mmoja.

Muundo wa kioo

Aina ya fuwele katika sura ni kubwa sana.

Fuwele zinaweza kuwa na pande nne hadi mia kadhaa. Lakini wakati huo huo, wana mali ya ajabu - chochote ukubwa, sura na idadi ya nyuso za kioo sawa, nyuso zote za gorofa zinaingiliana kwa kila mmoja kwa pembe fulani. Pembe kati ya nyuso zinazofanana daima ni sawa. Sura huathiriwa na mambo kama vile joto, shinikizo, mzunguko, mkusanyiko na mwelekeo wa harakati ya suluhisho. Kwa hiyo, fuwele za dutu sawa zinaweza kuonyesha aina mbalimbali za fomu.

Fuwele za chumvi za mwamba, kwa mfano, zinaweza kuwa na umbo la mchemraba, bomba la parallelepiped, prism, au mwili mkubwa zaidi. sura tata, lakini nyuso zao daima huingiliana kwa pembe za kulia. Nyuso za quartz zina umbo la hexagons zisizo za kawaida, lakini pembe kati ya nyuso daima ni sawa - 120 °.

Sheria ya uthabiti wa pembe, iliyogunduliwa mnamo 1669 na Dane Nicholas Steno, ni sheria muhimu zaidi sayansi ya fuwele - crystallography.

Kupima pembe kati ya nyuso za fuwele ni umuhimu mkubwa sana wa vitendo, kwani kutokana na matokeo ya vipimo hivi katika hali nyingi asili ya madini inaweza kuamua kwa uhakika.

Kifaa rahisi zaidi cha kupima pembe za kioo ni goniometer iliyotumiwa.

Aina za fuwele

Kwa kuongeza, tofauti hufanywa kati ya fuwele moja na polycrystals.

Kioo kimoja ni monolith yenye kimiani moja isiyo na usumbufu. Fuwele za asili za ukubwa mkubwa ni nadra sana.

Fuwele moja ni pamoja na quartz, almasi, ruby na mawe mengine mengi ya thamani.

Safu nyingi za fuwele ni polycrystalline, yaani, zinajumuisha fuwele nyingi ndogo, wakati mwingine huonekana tu chini ya ukuzaji wa juu.

Metali zote ni polycrystals.

2. Fuwele za kioevu

Kioo cha kioevu -Hii hali maalum vitu vya kati kati ya hali ya kioevu na imara. Katika kioevu, molekuli zinaweza kuzunguka kwa uhuru na kusonga kwa mwelekeo wowote. Katika kioo kioevu kuna kiwango fulani cha utaratibu wa kijiometri katika mpangilio wa molekuli, lakini uhuru fulani wa harakati pia unaruhusiwa.

Uthabiti wa fuwele za kioevu zinaweza kuwa tofauti - kutoka kwa kioevu kinachopita kwa urahisi hadi kuweka-kama. Fuwele za kioevu zina sifa zisizo za kawaida za macho, ambazo hutumiwa katika teknolojia. Fuwele za kioevu huundwa kutoka kwa molekuli ambazo zina tofauti. sura ya kijiometri. kama vile rangi, uwazi n.k. Matumizi mengi ya fuwele za kioevu yanategemea haya yote.

3. Utumiaji wa LCD

Mpangilio wa molekuli katika fuwele za kioevu hubadilika chini ya ushawishi wa mambo kama vile joto, shinikizo, umeme na mashamba ya sumaku; mabadiliko katika mpangilio wa molekuli husababisha mabadiliko katika mali ya macho, kama vile rangi, uwazi na uwezo wa kuzunguka ndege ya polarization ya mwanga unaopitishwa. Matumizi mengi ya fuwele za kioevu yanategemea haya yote. Kwa mfano, utegemezi wa rangi kwenye joto hutumiwa kwa uchunguzi wa matibabu. Kwa kutumia nyenzo fulani za fuwele za kioevu kwenye mwili wa mgonjwa, daktari anaweza kutambua kwa urahisi tishu zilizo na ugonjwa kwa mabadiliko ya rangi mahali ambapo tishu hizi huzalisha kiasi kikubwa cha joto. Utegemezi wa joto wa rangi pia inakuwezesha kudhibiti ubora wa bidhaa bila kuharibu. Kama bidhaa ya chuma pasha moto kasoro ya ndani itabadilisha usambazaji wa joto kwenye uso. Kasoro hizi zinatambuliwa na mabadiliko katika rangi ya nyenzo za kioo kioevu zilizowekwa kwenye uso.

Filamu nyembamba za fuwele za kioevu zilizowekwa kati ya miwani au karatasi za plastiki zimepata matumizi mengi kama vifaa vya kiashirio. Fuwele za kioevu hutumiwa sana katika utengenezaji saa ya Mkono na vikokotoo vidogo. Televisheni za gorofa zenye skrini nyembamba za kioo kioevu zinaundwa.

4. Utumiaji wa fuwele katika sayansi na teknolojia

Siku hizi, fuwele zina matumizi makubwa sana katika sayansi, teknolojia na dawa.

Misumeno ya almasi hutumiwa kukata mawe. Almasi ya kuona ni kubwa (hadi mita 2 mduara) disk ya chuma inayozunguka, kwenye kando ambayo kupunguzwa au notches hufanywa. Poda nzuri ya almasi iliyochanganywa na dutu fulani ya wambiso hupakwa kwenye mikato hii. Disk kama hiyo, inayozunguka kwa kasi ya juu, haraka huona jiwe lolote.

Almasi ni muhimu sana wakati wa kuchimba miamba na katika shughuli za uchimbaji madini. Pointi za almasi huingizwa kwenye zana za kuchora, mashine za kugawanya, vifaa vya kupima ugumu, na kuchimba mawe na chuma. Poda ya almasi hutumiwa kusaga na kung'arisha mawe magumu, chuma kigumu, aloi ngumu na ngumu sana. Almasi yenyewe inaweza tu kukatwa, polished na kuchonga na almasi yenyewe. Sehemu muhimu zaidi za injini katika utengenezaji wa magari na ndege huchakatwa na vikata na kuchimba almasi.

Corundum inaweza kutumika kuchimba, kusaga, polishing, kunoa mawe na chuma. Imetengenezwa kutoka kwa corundum na emery kusaga magurudumu na mawe ya ngano, unga wa kusaga na kuweka. Katika viwanda vya semiconductor, mizunguko bora zaidi hutolewa na sindano za ruby .

Garnet pia hutumiwa katika tasnia ya abrasive. Poda za kusaga, magurudumu ya kusaga, na ngozi hufanywa kutoka kwa garnet. Wakati mwingine hubadilisha ruby katika utengenezaji wa chombo.

Lenses, prisms na sehemu nyingine za vyombo vya macho hufanywa kutoka kwa quartz ya uwazi. "Jua la mlima" bandia ni kifaa kinachotumiwa sana katika dawa. Inapowashwa, kifaa hiki hutoa mwanga wa ultraviolet, mionzi hii inaponya. Taa katika kifaa hiki imefanywa kwa kioo cha quartz. taa ya quartz haitumiki tu katika dawa, lakini pia katika kemia ya kikaboni, madini, husaidia kutofautisha chapa bandia, noti kutoka kwa halisi. Fuwele safi za miamba zisizo na kasoro hutumiwa katika utengenezaji wa prism, spectrographs, na sahani za polarizing.

Fluorite hutumiwa kutengeneza lenzi za darubini na darubini, kutengeneza prismu za spectrograph na katika ala zingine za macho.

5. Sehemu ya vitendo

Kukuza Fuwele sulfate ya shaba.

Sulfate ya shaba ni pentahydrate ya sulfate ya shaba, kwani fuwele kubwa hufanana na glasi ya rangi ya samawati. Sulfate ya shaba hutumiwa ndani kilimo kwa udhibiti wa wadudu na magonjwa ya mimea, katika sekta wakati wa uzalishaji nyuzi za bandia, rangi za kikaboni, rangi za madini, kemikali za arseniki.

Njia ya kukua nyumbani:

1) Kwanza, jitayarisha suluhisho la vitriol iliyojilimbikizia. Baada ya hayo, joto kidogo mchanganyiko ili kuhakikisha kufutwa kabisa kwa chumvi. Ili kufanya hivyo, weka glasi kwenye sufuria na maji ya joto.

2) Mimina suluhisho la kujilimbikizia linalosababisha kwenye jar au kopo; Pia tutapachika "mbegu" ya fuwele kwenye uzi - kioo kidogo cha chumvi sawa - ili iweze kuzamishwa kwenye suluhisho. Ni juu ya "mbegu" hii ambapo maonyesho ya baadaye ya mkusanyiko wako wa kioo yatakua.

3) Weka chombo na suluhisho ndani fomu wazi kwa mahali pa joto. Wakati kioo kinakua kikubwa cha kutosha, kiondoe kwenye suluhisho, kauka kwa kitambaa laini au kitambaa cha karatasi, kata thread na kufunika kando ya kioo na varnish isiyo rangi ili kuilinda kutokana na "hali ya hewa" ya hewa.

Uchunguzi wa mchakato wa ukuaji wa fuwele za sulfate ya shaba.

Kuanza, tulimwaga suluhisho la sulfate ya shaba ndani ya glasi na tukafunga mbegu kwenye uzi. Nao wakatupa kioo kwenye kioo. Siku iliyofuata tulikuwa na polycrystal kubwa, karibu sentimita 2 kwa urefu. kioo yenyewe ilikuwa kutofautiana sana, na nguzo ndogo. Crystallization haikuendelea zaidi, haijalishi tulingoja kwa muda gani.

Lakini hatukuishia hapo na tukatengeneza fuwele mbili zaidi za sulfate ya shaba. Tulichukua tu mbegu kutoka kwa safu ya fuwele iliyoshindwa. Katika suluhisho moja hali ya joto ilikuwa ikibadilika kila wakati, wakati katika glasi nyingine ilikuwa mara kwa mara. Baada ya siku chache, tulipata fuwele mbili zilizojaa za sulfate ya shaba. Ziligeuka kuwa na kingo laini, zenye ulinganifu kabisa. Kwa hiyo nilitambua kwamba ili kufanya fuwele laini, mbegu lazima pia iwe laini na yenye ulinganifu.

Kuchunguza mchakato wa ukuaji wa kioo katika ufumbuzi wa chumvi chini ya darubini.

Kuchunguza fuwele chini ya darubini ni ya kuvutia sana, kwa kuwa "mdogo" kioo, zaidi ya mara kwa mara sura yake. Kusoma fuwele chini ya darubini haichukui muda mwingi na rasilimali: gramu chache tu za chumvi zinahitajika ili kuandaa suluhisho, na hauchukua muda mwingi kwa fuwele kukua.

Matone machache ya suluhisho iliyojaa ya chumvi mbalimbali yalitumiwa kwenye slide ya darubini. Kioo kilichomwa moto kidogo na taa ya roho na kuwekwa kwenye hatua ya darubini. Kwa kusonga slaidi na kurekebisha ukuzaji, tulipata nafasi hiyo kwamba tone lilichukua uwanja mzima wa mtazamo wa darubini. Baada ya muda mfupi (kama dakika 1), fuwele ilianza kwenye ukingo wa tone, ambapo hukauka kwa kasi zaidi. Fuwele ndogo zilizosababisha ziliunda ukoko usio wazi kwenye kingo za tone, ambayo inaonekana giza katika mwanga unaopitishwa. Hatua kwa hatua, kutoka kwa wingi huu wa fuwele, vidokezo vya mtu binafsi vya fuwele za mtu binafsi vilianza kujitokeza, vilivyoelekezwa kwenye tone, ambayo, kukua, iliunda maumbo mbalimbali. Mara nyingi, vituo vipya vya fuwele kwenye nafasi ya bure ndani ya matone, kama sheria, haikujitokeza mara moja. Baada ya muda, uwanja mzima wa maoni ulijazwa na fuwele, na fuwele ilikuwa karibu kukamilika.

Hitimisho

Kwa hivyo, fuwele ni moja ya ubunifu mzuri na wa ajabu wa asili. Tunaishi katika ulimwengu unaojumuisha fuwele, tunajenga nazo, kuzichakata, kula, kuponya nazo ... Sayansi ya crystallography inahusika na utafiti wa aina mbalimbali za fuwele. Anachunguza kwa kina vitu vya fuwele, husoma mali na muundo wao. Katika nyakati za kale, fuwele zilionekana kuwa nadra. Hakika, ugunduzi wa fuwele kubwa za homogeneous katika asili ni jambo la kawaida. Walakini, vitu vya fuwele laini ni vya kawaida sana. Kwa mfano, karibu miamba yote: granite, mchanga, chokaa ni fuwele. Hata sehemu zingine za mwili ni fuwele, kwa mfano, konea ya jicho, vitamini, na safu ya mishipa. Njia ndefu ya utafutaji na ugunduzi, kutoka kupima umbo la nje la fuwele hadi ndani ya siri za muundo wao wa atomiki, bado haijakamilika. Lakini sasa watafiti wamesoma muundo wake vizuri na wanajifunza kudhibiti mali ya fuwele.

Kama matokeo ya kazi iliyofanywa, naweza kufikia hitimisho zifuatazo:

1. Kioo ni hali dhabiti ya maada. Amewahi fomu fulani na idadi fulani ya kingo.

2. Kuna fuwele rangi tofauti, lakini ni wazi zaidi.

3. Fuwele si adimu ya makumbusho hata kidogo. Fuwele hutuzunguka kila mahali. Yabisi ambayo tunajenga nyumba na kutengeneza mashine, vitu ambavyo tunatumia katika maisha ya kila siku - karibu yote ni ya fuwele. Mchanga na granite, chumvi na sukari, almasi na emerald, shaba na chuma - haya yote ni miili ya fuwele.

4. Ya thamani zaidi kati ya fuwele ni vito.

5. Nilikua kioo nyumbani kutoka kwa ufumbuzi uliojaa wa sulfate ya shaba.

Kwa hivyo, malengo na malengo ambayo nilielezea mwanzoni mwa kazi yangu yamefikiwa. Kama matokeo ya kazi hiyo, nilipata ushahidi wa majaribio kwa dhana ambayo ilifanywa na mwandishi wa fuwele wa Kiingereza Frank juu ya ukuaji wa hatua kwa hatua wa fuwele.

Kazi iliyofanywa ilikuwa ya kuvutia sana na ya kuburudisha. Ningependa pia kukuza fuwele kutoka kwa vitu vingine, kwa sababu kuna nyingi kati yao karibu nasi...

Iliyotumwa kwenye Allbest.ru

...

Nyaraka zinazofanana

Fuwele imara: muundo, ukuaji, mali. "Uwepo wa utaratibu" katika mwelekeo wa anga wa molekuli kama mali ya fuwele za kioevu. Linearly polarized mwanga. Nematic, smectic na cholesteric fuwele. Dhana ya jumla kuhusu ferroelectrics.

kazi ya kozi, imeongezwa 11/17/2012

Mifano ya matumizi ya fuwele moja. Mifumo saba ya kioo: triclinic, monoclinic, rhombic, tetragonal, rhombohedral, hexagonal na cubic. Fomu rahisi fuwele. Kupata suluhisho la supersaturated na kukuza fuwele.

uwasilishaji, umeongezwa 04/09/2012

Historia ya ugunduzi wa fuwele za kioevu, sifa za muundo wao wa Masi, muundo. Uainishaji na aina za fuwele za kioevu, mali zao, tathmini ya faida na hasara matumizi ya vitendo. Njia za kudhibiti fuwele za kioevu.

kazi ya kozi, imeongezwa 05/08/2012

sifa za jumla matukio ya uso katika fuwele za kioevu. Kuzingatia sifa tofauti fuwele za kioevu za smectic, digrii mbalimbali za kuagiza kwao. Utafiti wa anisotropy ya mali ya kimwili ya mesophase, kiwango cha kuagiza.

muhtasari, imeongezwa 10/10/2015

Kimiminiko cha fuwele (mesomorphic) hali ya maada. Uundaji wa awamu mpya. Aina za fuwele za kioevu: smematic, nematic na cholesteric. Fuwele za kioevu za thermotropic na lyotropic. Kazi ya D. Forlander, ambayo ilichangia usanisi wa misombo.

uwasilishaji, umeongezwa 12/27/2010

Historia ya ugunduzi wa fuwele za kioevu. Uainishaji wao, muundo wa Masi na muundo. Fuwele za kioevu za thermotropiki: aina ya smectic, nematic na cholesteric. Fuwele za kioevu za Lyotropic. Anisotropy ya mali ya kimwili. Jinsi ya kudhibiti fuwele za kioevu.

muhtasari, imeongezwa 05/27/2010

Wazo la muundo wa jambo na sababu kuu zinazoathiri malezi yake. Tabia kuu za vitu vya amorphous na fuwele, aina za lati za kioo. Ushawishi wa aina ya dhamana juu ya muundo na mali ya fuwele. Kiini cha isomorphism na polymorphism.

mtihani, umeongezwa 10/26/2010

Kimwili na sifa za physicochemical feri. Muundo wa mgongo wa kawaida na wa nyuma. Muhtasari wa njia ya sintering na moto kubwa. Fuwele za sumaku zilizo na muundo wa hexagonal. Utumiaji wa feri katika umeme wa redio na teknolojia ya kompyuta.

kazi ya kozi, imeongezwa 12/12/2016

Epitaxy ni ukuaji unaoelekezwa wa fuwele moja kwenye uso wa nyingine (substrate). Utafiti wa aina za fuwele za NaCl zilizoundwa wakati wa usablimishaji kutoka kwa mmumunyo wa maji; mawasiliano ya miundo ya jozi za epitaxial pamoja na nyuso zinazoongezeka na safu za kibinafsi.

kazi ya kozi, imeongezwa 04/04/2011

Utafiti wa dhana, aina na mbinu za malezi ya fuwele - yabisi ambayo atomi hupangwa mara kwa mara, na kutengeneza mpangilio wa anga wa tatu-dimensional - kimiani ya kioo. Uundaji wa fuwele kutoka kwa kuyeyuka, suluhisho, mvuke.

Utumiaji wa fuwele katika sayansi na teknolojia

Utumizi wa fuwele katika sayansi na teknolojia ni nyingi sana na ni tofauti kiasi kwamba ni vigumu kuorodhesha. Kwa hiyo, tutajiwekea kikomo kwa mifano michache.

Madini ngumu zaidi na adimu zaidi ya asili ni almasi. Leo, almasi kimsingi ni jiwe la kufanya kazi, sio jiwe la mapambo.

Kwa sababu ya ugumu wake wa kipekee, almasi ina jukumu kubwa katika teknolojia. Misumeno ya almasi hutumiwa kukata mawe. Almasi ya kuona ni kubwa (hadi mita 2 mduara) disk ya chuma inayozunguka, kwenye kando ambayo kupunguzwa au notches hufanywa. Poda nzuri ya almasi iliyochanganywa na dutu fulani ya wambiso hupakwa kwenye mikato hii. Disk kama hiyo, inayozunguka kwa kasi ya juu, haraka huona jiwe lolote.

Almasi ni muhimu sana wakati wa kuchimba miamba na katika shughuli za uchimbaji madini.

Pointi za almasi huingizwa kwenye zana za kuchora, mashine za kugawanya, vifaa vya kupima ugumu, na kuchimba mawe na chuma.

Ruby na yakuti ni kati ya mawe mazuri na ya gharama kubwa zaidi ya mawe ya thamani. Mawe haya yote yana sifa nyingine, zaidi ya kawaida, lakini muhimu. Ruby nyekundu ya damu na yakuti ya bluu-bluu ni ndugu, kwa ujumla ni madini sawa - corundum, oksidi ya alumini A12O3. Tofauti ya rangi iliibuka kwa sababu ya uchafu mdogo sana katika oksidi ya alumini: nyongeza isiyo na maana ya chromium inabadilisha corundum isiyo na rangi kuwa akiki nyekundu ya damu, oksidi ya titani kuwa samafi. Kuna corundums ya rangi nyingine. Pia wana kaka ya kawaida kabisa, isiyo ya kawaida: kahawia, opaque, corundum nzuri - emery, ambayo hutumiwa kusafisha chuma, ambayo sandpaper hufanywa. Corundum pamoja na aina zake zote ni moja ya mawe magumu zaidi Duniani, magumu zaidi baada ya almasi. Corundum inaweza kuchimbwa, kusagwa, kung'olewa, na kunolewa kwa mawe na chuma. Magurudumu ya kusaga, mawe ya mawe, na poda za kusaga hufanywa kutoka kwa corundum na emery.

Maisha mapya ya ruby ni laser au, kama inavyoitwa katika sayansi, jenereta ya macho ya quantum (OQG), kifaa cha ajabu cha siku zetu. Mnamo 1960 Laser ya kwanza ya ruby iliundwa. Ilibadilika kuwa kioo cha ruby huongeza mwanga. Laser huangaza zaidi kuliko jua elfu.

Boriti yenye nguvu ya laser yenye nguvu nyingi sana. Inachoma kwa urahisi kupitia karatasi ya chuma, inachoma waya za chuma, inachoma kupitia mabomba ya chuma, na kutoboa mashimo nyembamba zaidi katika aloi ngumu na almasi. Kazi hizi zinafanywa na laser imara, ambayo hutumia ruby, garnet na neodite. Katika upasuaji wa macho, lasers za neodyne na lasers za ruby hutumiwa mara nyingi. Katika mifumo ya masafa mafupi ya msingi wa ardhini, lasers ya sindano ya gallium arsenide hutumiwa mara nyingi.

Fuwele mpya za laser pia zimeonekana: fluorite, garnets, gallium arsenide, nk.

Sapphire ni ya uwazi, kwa hivyo sahani za vyombo vya macho hufanywa kutoka kwayo.

Wingi wa fuwele za yakuti huenda kwenye tasnia ya semiconductor.

Flint, amethisto, yaspi, opal, chalkedoni - haya yote ni aina ya quartz. Nafaka ndogo za quartz huunda mchanga. Na aina nzuri zaidi, ya ajabu zaidi ya quartz ni kioo cha mwamba, i.e. fuwele za quartz za uwazi. Kwa hiyo, lenses, prisms na sehemu nyingine za vyombo vya macho hufanywa kutoka kwa quartz ya uwazi.

Mali ya umeme ya quartz ni ya kushangaza sana. Ikiwa unapunguza au kunyoosha kioo cha quartz, malipo ya umeme yanaonekana kwenye kando yake. Hii ni athari ya piezoelectric katika fuwele.

Fuwele za piezoelectric hutumiwa sana kwa uzazi, kurekodi na kusambaza sauti.

Pia kuna njia za piezoelectric za kupima shinikizo la damu katika mishipa ya damu ya binadamu na shinikizo la juisi kwenye shina na shina za mimea.Sahani za piezoelectric hutumika kupima, kwa mfano, shinikizo kwenye pipa la bunduki ya artillery wakati wa kurushwa, shinikizo. wakati wa mlipuko wa bomu, shinikizo la papo hapo katika mitungi ya injini wakati wa mlipuko ndani yao gesi za moto.

Nyenzo za polycrystalline Polaroid pia imepata matumizi yake katika teknolojia.

Miwani ya Polaroid itasaidia kuzuia migongano na magari yanayokuja, ambayo mara nyingi hutokea kutokana na ukweli kwamba taa za gari linalokuja hupofusha dereva, na haoni gari hili. Ikiwa vioo vya magari na glasi za taa za gari zimetengenezwa na Polaroid, na polaroids zote mbili zimezungushwa ili shoka zao za macho zibadilishwe, basi kioo cha mbele hakitaruhusu taa za mbele za gari linalokuja, na "itazima." hilo.”

Fuwele zilichukua jukumu muhimu katika uvumbuzi mwingi wa kiufundi wa karne ya 20. Baadhi ya fuwele hutoa chaji ya umeme inapoharibika. Maombi yao ya kwanza muhimu yalikuwa utengenezaji wa oscillators za masafa ya redio zilizoimarishwa na fuwele za quartz. Kwa kulazimisha sahani ya quartz kutetemeka kwenye uwanja wa umeme wa mzunguko wa oscillatory wa mzunguko wa redio, inawezekana kuimarisha mzunguko wa kupokea au kusambaza.
Vifaa vya semiconductor, ambavyo vilibadilisha umeme, vinatengenezwa kutoka kwa vitu vya fuwele, hasa silicon na germanium. Katika kesi hii, uchafu wa alloying ambao huletwa kwenye kimiani ya kioo huwa na jukumu muhimu. Diode za semiconductor hutumiwa katika kompyuta na mifumo ya mawasiliano, transistors zimebadilisha mirija ya utupu katika uhandisi wa redio, na paneli za jua zilizowekwa kwenye uso wa nje wa chombo cha anga hubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya umeme. Semiconductors pia hutumiwa sana katika vibadilishaji vya AC-DC.
Fuwele pia hutumika katika baadhi ya seva ili kukuza mawimbi ya microwave na katika leza ili kukuza mawimbi ya mwanga. Fuwele zilizo na sifa za piezoelectric hutumiwa katika vipokezi vya redio na visambazaji, katika vichwa vya picha na kwa sonari. Fuwele zingine hurekebisha miale ya mwanga, wakati zingine hutoa mwanga chini ya ushawishi wa voltage inayotumika. Orodha ya matumizi ya fuwele tayari ni ndefu na inakua kila wakati.

Matumizi ya vitendo. Kutumia Fuwele

Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini

Mwandishi wa kazi: Krivosheev Evgeniy

mwanafunzi 7 "B" darasa MBOUSOSH No. 1

Zavitinsk, Mkoa wa Amur

Mkuu wa kazi: Konchenko N.S.

mwalimu wa fizikia MBUSOSH Nambari 1

Zavitinsk, Mkoa wa Amur

Zavitinsk

2013

Nyaraka zinazofanana

Utumiaji wa fuwele katika sayansi na teknolojia