Force

L'acier de haute qualité a la même résistance 1 000 MPa. Pendant ce temps, déjà dans 1923 années ont été calculées, que la force cristalline du sel de table ordinaire doit être 5000 MPa, donc cinq fois plus. Selon les mêmes calculs, le fer pur devrait avoir une résistance encore plus grande, car jusqu'à 13500 MPa, C'est fini 50 fois plus que la force réelle du fer technique. de façon intéressante, le fer n'est pas du tout le plus fort. Graphite simple, que l'on peut facilement casser même en aiguisant un crayon, il devrait être plus durable que le fer, presque trois fois plus. Moyens, celui sur une tige en graphite de même épaisseur que le graphite dans un crayon, nous pourrions suspendre une vieille chargée ou quatre Fiat polonaises 125 p.

D'où viennent ces données? Sur quelle base ces calculs ont-ils été effectués? Avant de répondre à cette question, souvenons-nous, ze métal, tout comme le sel de table, avoir une structure cristalline. La structure du réseau cristallin des métaux varie, mais ce qu'ils ont tous en commun c'est ça, que leur réseau est constitué des atomes d'un élément, la formation de ce réseau est due aux forces de liaison entre les atomes. Et voici la réponse à la question posée. C'est précisément sur la base du calcul des forces d'attraction entre les atomes du réseau cristallin que la résistance théorique des matériaux peut être calculée.

Malheureusement, les calculs théoriques ne nous montrent que le sens de la recherche, et ils ne donnent aucun résultat pratique. Pour obtenir la force du fer égale à la valeur calculée, il faudrait produire des monocristaux parfaitement uniformes. Cristaux, dans lequel il n'y aurait que des atomes de fer sans impuretés étrangères. De plus, tous les atomes doivent être disposés très régulièrement, de sorte qu'un atome placé au coin d'un cristal élémentaire est simultanément un élément d'une particule élémentaire adjacente.

Nous avons donc deux difficultés à surmonter: le premier - les impuretés dans les cristaux et le second – hétérogénéité de leur structure. pouvons-nous faire cela??

Les physiciens modernes, et de plus en plus souvent l'électronique « souhaite” je, plus important, recevoir des monocristaux de germanium (l'un des semi-conducteurs importants) à propos de la pureté du "sept neuf". Moyens, que dans un germanium monocristallin semi-conducteur, il devrait être 99,99999% allemand. Un seul atome d'élément étranger par 10 millions d'atomes de germanium.

La photo ci-dessus montre une photographie du cristal prise au microscope électronique grossie deux millions de fois. La régularité de la structure de ce cristal a été perturbée par un seul atome étranger. À la suite d'un tel défaut, la résistance du matériau diminue et ses autres propriétés changent. Hétérogénéité de construction, le manque d'ordre des atomes dans le réseau cristallin peut être éliminé, par ex.. en pressant des atomes dispersés au hasard dans une grille régulière. C'est ainsi qu'en pressant du graphite ordinaire, on obtient un diamant noble. Malheureusement, la pression requise pour cela est des dizaines, et même des centaines de milliers d'atmosphères. Pour éviter cela, de plus en plus de nouveaux sont utilisés, de meilleures méthodes de « reproduction” monocristaux parfaitement homogènes.

De nombreux métaux ont déjà été obtenus par la méthode de culture, y compris le fer. Malheureusement, ils sont plus fins qu'un cheveu humain et ne dépassent pas quelques centimètres. Les études de ces monocristaux ont montré la justesse des calculs théoriques: La force des monocristaux de fer était égale 13360 MPa, donc seulement Fr. 140 moins de MPa que la résistance calculée. La teneur en sel calculée a également été confirmée. Monocristal géant cultivé en longueur 60 cm et de diamètre 1 cm, extrêmement pur - un atome étranger par milliard d'atomes de chlore et de sodium - avait une résistance supérieure à celle de l'acier de première qualité.

Tellement parfait, cependant, nous ne pouvons pas obtenir de tels cristaux purs avec l'une des méthodes décrites ci-dessus. Dans le processus d'obtention de pierres précieuses synthétiques, nous ne nous soucions généralement pas d'une telle perfection des cristaux, selon les exigences des physiciens ou de l'électronique.