Выращивание кристаллов

В лабораториях кристаллы выращивают из растворов, из расплавов, из паров и из твердых веществ. Для этого есть много интересных способов. Рост больших очень однородных и чистых кристаллов может измеряться месяцами.

Искусственные кристаллы ничем не отличаются по своим свойствам от естественных кристаллов. В специально оборудованных лабораториях — настоящих фабриках кристаллов — выращивают, например, большие совершенно чистые кристаллы виннокислого калия-натрия (сегнетовой соли), дигидрофосфата аммония и других веществ, кристаллы которых имеют широкое применение в радиотехнике. Целые цехи заводов заняты выращиванием искусственных кристаллов каменной соли, хлористого калия, фтористого лития и других веществ, применяющихся в оптической промышленности. В электрических печах из расплавов выращивают большие кристаллы металлов — свинца, олова, никеля, сурьмы, меди, висмута, цинка и т. п.

Всем известны вишнево-красные рубины и васильково-синие сапфиры, самые дорогие из драгоценных камней после алмаза и изумруда. Хотя по виду они совсем различны, но это один и тот же минерал — корунд. Химический состав рубина и сапфира и их физические свойства одинаковы, различие только в цвете, который зависит от ничтожных химических примесей. Корунд — это один из самых твердых минералов: по твердости он уступает только алмазу. Поэтому его ценят не только как камень для украшений, но главным образом как материал для тех частей точных приборов, которые не должны быстро стираться, стачиваться.


*


Не только в лабораториях выращиваются кристаллы. Все металлы — кристаллы. Значит, везде на заводах, где идет плавка и литье металла, происходит рост кристаллов. Застывание расплавленного металла — это рост твердых кристаллов металла. Но как пойдет процесс роста? Откуда начнут расти кристаллы — со дна, со стенок или из центра? Какими вырастут кристаллы — крупными или мелкими? От этого зависят свойства металла, а поэтому все эти процессы тщательно изучаются.

Процесс застывания металла, особенно сплава нескольких металлов, не менее сложен, чем процесс кристаллизации магмы. При остывании сплава, так же как и при кристаллизации магмы, происходит разделение вещества, выпадают сначала те кристаллы, у которых выше температура плавления. Если дать металлу остывать медленно, поочередно выпадают все кристаллы. Если резко охладить нагретый металл (например, бросить еще не остывший слиток в ледяную воду), рост кристаллов затормозится, структура металла будет уже иной. Этот способ кристаллизации — так называемая закалка металла — широко применяется в технике, потому что закаленный металл гораздо тверже, чем незакаленный.

Зная законы кристаллизации и свойств кристаллов, мы управляем литьем и обработкой металла.

Нет комментариев »

Еще нет комментариев.



Оставить комментарий