Resiliência

Aço de alta qualidade tem resistência igual 1 000 MPa. Enquanto isso, já em 1923 anos foram calculados, que a força do cristal do sal de mesa comum deve ser 5000 MPa, cinco vezes mais. De acordo com os mesmos cálculos, o ferro puro deveria ter uma resistência ainda maior, porque até 13500 MPa, isso acabou 50 vezes mais do que a resistência real do ferro técnico. Interessantemente, ferro não é o mais forte de todo. Grafite simples, que podemos facilmente quebrar mesmo quando afiamos um lápis, deve ser mais durável que o ferro, quase três vezes mais. Meios, aquela em uma haste feita de grafite da mesma espessura que a grafite em um lápis, poderíamos suspender um Old carregado ou quatro Fiats poloneses 125 p.

De onde vêm esses dados? Em que base esses cálculos foram feitos? Antes de respondermos a essa pergunta, vamos lembrar, ze metal, assim como o sal de mesa, tem uma estrutura cristalina. A estrutura da rede cristalina dos metais varia, mas o que todos eles têm em comum é isso, que sua rede é feita de átomos de um elemento, a formação desta rede é devido às forças de ligação entre os átomos. E aqui está a resposta à pergunta feita. É precisamente com base nos cálculos das forças de atração entre os átomos da rede cristalina que se pode calcular a resistência teórica dos materiais..

Infelizmente, cálculos teóricos apenas nos mostram a direção da pesquisa, e eles não dão nenhum resultado prático. Para obter a resistência do ferro igual ao calculado, teríamos que produzir monocristais perfeitamente uniformes. Cristais, em que haveria apenas átomos de ferro sem impurezas estranhas. Além disso, todos os átomos devem ser arranjados muito regularmente, de modo que um átomo colocado no canto de um cristal elementar é simultaneamente um elemento de uma partícula elementar adjacente.

Portanto, temos duas dificuldades para superar: o primeiro - impurezas nos cristais e o segundo – heterogeneidade de sua estrutura. Podemos fazer isso??

Físicos modernos, e cada vez mais os eletrônicos "desejam” eu, mais importante, receber monocristais de germânio (um dos semicondutores importantes) sobre a pureza de "sete noves". Meios, que em um germânio de cristal único semicondutor deve ser 99,99999% alemão. Apenas um átomo de elemento estranho por 10 milhões de átomos de germânio.

A foto acima mostra uma fotografia do cristal tirada com um microscópio eletrônico ampliado dois milhões de vezes. A regularidade da estrutura deste cristal foi perturbada por apenas um átomo estranho. Como resultado de tal defeito, a resistência do material diminui e suas outras propriedades mudam. Heterogeneidade de construção, a falta de ordenação de átomos na rede cristalina pode ser eliminada, e.. comprimindo átomos espalhados aleatoriamente em uma grade construída regularmente. É assim que, espremendo grafite comum, obtemos um diamante nobre. Infelizmente, a pressão necessária para isso é de dezenas, e até mesmo centenas de milhares de atmosferas. Para evitar isso, novos e novos são usados, melhores métodos de "reprodução” cristais únicos perfeitamente homogêneos.

Muitos metais já foram obtidos pelo método de cultivo, incluindo ferro. Infelizmente, eles são mais finos do que um fio de cabelo humano e não mais do que alguns centímetros. Os estudos desses monocristais mostraram a correção dos cálculos teóricos.: A força dos cristais únicos de ferro era igual 13360 MPa, então apenas Fr. 140 menos MPa do que a força calculada. A força de sal calculada também foi confirmada. Cristal único gigante crescido em comprimento 60 cm e em diâmetro 1 cm, extremamente puro - um átomo estranho por bilhão de átomos de cloro e sódio - tinha uma resistência maior do que a do aço da mais alta qualidade.

Tão perfeito, no entanto, não podemos obter tais cristais puros com qualquer um dos métodos descritos acima. No processo de obtenção de gemas sintéticas, geralmente não nos importamos com a perfeição dos cristais, conforme exigido por físicos ou eletrônicos.