Vahvuus

Laadukkaalla teräksellä on sama lujuus 1 000 MPa. Sillä välin, jo 1923 vuotta laskettiin, että tavallisen pöytäsuolan kiteyden tulisi olla 5000 MPa, joten viisi kertaa enemmän. Samojen laskelmien mukaan puhtaalla raudalla tulisi olla vielä suurempi lujuus, koska siihen asti 13500 MPa, se on ohi 50 kertaa enemmän kuin teknisen raudan todellinen lujuus. Mielenkiintoista, rauta ei ole ollenkaan vahvin. Tavallinen grafiitti, jonka voimme helposti rikkoa jopa teroitettaessa kynää, sen tulisi olla rautaa kestävämpi, melkein kolme kertaa enemmän. Tarkoittaa, että tankoon, joka on valmistettu grafiitista, jonka paksuus on sama kuin lyijykynän grafiitin, voisimme keskeyttää ladatun vanhan tai neljä puolalaista fiatia 125 s.

Mistä nämä tiedot ovat peräisin? Millä perusteella nämä laskelmat tehtiin? Ennen kuin vastaamme tähän kysymykseen, muistetaan, ze metalli, kuten pöytäsuolaa, on kiteinen rakenne. Metallien kidehilan rakenne vaihtelee, mutta heillä kaikilla on yhteistä tämä, että niiden hila on valmistettu alkuaineen atomeista, tämän hilan muodostuminen johtuu atomien välisestä sitoutumisvoimasta. Ja tässä on vastaus esitettyyn kysymykseen. Materiaalien teoreettinen lujuus voidaan laskea juuri kristallihilan atomien välisten vetovoimien laskemisen perusteella.

valitettavasti, teoreettiset laskelmat osoittavat meille vain etsinnän suunnan, eivätkä ne anna mitään käytännön tuloksia. Raudan lujuuden saamiseksi yhtä suuri kuin laskettu, meidän olisi tuotettava täysin yhtenäisiä yksikiteitä. Kiteet, joissa olisi vain rautatomeja ilman vieraita epäpuhtauksia. Lisäksi kaikki atomit tulisi järjestää hyvin säännöllisesti, siten, että yhden alkukiteen kulmaan sijoitettu atomi on samanaikaisesti viereisen alkupartikkelin osa.

Joten meillä on kaksi vaikeutta voittaa: ensimmäinen - epäpuhtauksia kiteissä ja toinen – niiden rakenteen heterogeenisyys. Voimmeko tehdä sen??

Nykyaikaiset fyysikot, ja yhä useammin elektroniikka "toivoo” i, vielä tärkeämpää, vastaanottaa germanium-yksikiteitä (yksi tärkeistä puolijohteista) o czystości „siedmiu dziewiątek’. Tarkoittaa, että puolijohde-yksikiteisessä germaniumissa sen pitäisi olla 99,99999% germanu. Vain yksi vieraiden alkioiden atomi 10 miljoonaa germaniumatomia.

Yllä olevassa kuvassa on valokuva kristallista, joka on otettu elektronimikroskoopilla, suurennettuna kaksi miljoonaa kertaa. Tämän kiteen rakenteen säännöllisyyttä häiritsi vain yksi vieras atomi. Tällaisen vian seurauksena materiaalin lujuus pienenee ja sen muut ominaisuudet muuttuvat. Rakentamisen heterogeenisuus, atomien järjestyksen puute kideverkossa voidaan eliminoida, esim.. painamalla satunnaisesti siroteltuja atomeja säännölliseen ristikkoon. Näin puristamalla tavallista grafiittia saadaan jalo timantti. valitettavasti, tätä varten tarvittava paine on kymmeniä, ja jopa satoja tuhansia ilmakehiä. Tämän välttämiseksi, yhä enemmän uusia käytetään, paremmat "jalostustavat"” täysin homogeeniset yksittäiskiteet.

Monet metallit on jo saatu viljelymenetelmällä, mukaan lukien rauta. Valitettavasti ne ovat ohuempia kuin hiukset ja korkeintaan muutama senttimetri. Näiden yksikiteiden tutkimukset ovat osoittaneet teoreettisten laskelmien oikeellisuuden: Raudan yksikiteiden vahvuus oli sama 13360 MPa, joten vain Fr. 140 vähemmän MPa kuin laskettu vahvuus. Laskettu suolan vahvuus myös vahvistettiin. Kasvanut jättimäinen yhden kiteen pituus 60 cm ja halkaisija 1 cm, erittäin puhtaalla - yhdellä vieraalla atomilla miljardia klooria ja natriumatomia kohden - vahvuus oli korkeampi kuin korkealaatuisella teräksellä.

Niin täydellinen, emme kuitenkaan voi saada tällaisia ​​puhtaita kiteitä millään edellä kuvatuista menetelmistä. Synteettisten jalokivien hankkimisessa emme yleensä välitä tällaisesta kiteiden täydellisyydestä, kuten fyysikot tai elektroniikka edellyttävät.