Fuwele ni miili thabiti yenye umbo la kawaida la kijiometri. Muundo ambao chembe zilizoagizwa ziko huitwa glasi ya kioo. Pointi za eneo la chembe ambazo huzunguka huitwa nodi za kimiani za fuwele. Miili hii yote imegawanywa kuwa monocrystals na polycrystals.
Fuwele moja ni nini
Fuwele moja ni fuwele moja ambayo kimiani cha fuwele kina mpangilio wazi. Mara nyingi kioo kimoja kina sura ya kawaida, lakini kipengele hiki sio lazima wakati wa kuamua aina ya kioo. Madini mengi ni fuwele moja.
Umbo la nje hutegemea kasi ya ukuaji wa dutu hii. Kwa ongezeko la polepole na homogeneity ya nyenzo, fuwele zina kata sahihi. Kwa kasi ya kati, kata haijatamkwa. Kwa kiwango cha juu cha fuwele, policrystals zinazojumuisha fuwele nyingi moja hukua.
Mifano ya kitamaduni ya fuwele moja ni almasi, quartz,topazi. Katika umeme, fuwele moja, ambayo ina mali ya semiconductors na dielectrics, ni ya umuhimu fulani. Aloi za fuwele moja zina sifa ya kuongezeka kwa ugumu. Fuwele za Ultrapure zina sifa sawa bila kujali asili. Muundo wa kemikali wa madini hutegemea kiwango cha ukuaji. Kadiri fuwele inakua polepole, ndivyo muundo wake bora zaidi.
Polycrystals
Fuwele moja na policrystals zina sifa ya mwingiliano wa juu wa molekuli. Polycrystal ina fuwele nyingi moja na ina sura isiyo ya kawaida. Wakati mwingine huitwa crystallites. Wanaonekana kama matokeo ya ukuaji wa asili au hupandwa kwa bandia. Polycrystals inaweza kuwa aloi, metali, keramik. Tabia kuu zinaundwa na mali ya fuwele moja, lakini ukubwa wa nafaka, umbali kati yao, na mipaka ya nafaka ni muhimu sana. Katika uwepo wa mipaka, sifa za kimwili za polycrystals hubadilika sana, nguvu hupungua.
Polycrystals hutengenezwa kutokana na ukaushaji, mabadiliko katika unga wa fuwele. Madini haya hayana uthabiti kuliko fuwele moja, hivyo kusababisha ukuaji usio sawa wa nafaka moja moja.
Polimorphism
Fuwele moja ni dutu zinazoweza kuwepo katika hali mbili kwa wakati mmoja, ambazo zitatofautiana katika sifa zake halisi. Kipengele hiki kinaitwa upolimishaji.
Wakati huo huo, dutu katika hali moja inaweza kuwa thabiti zaidi kuliko nyingine. Wakati hali ya mazingira inabadilika, hali hiyo inawezabadilisha.
Polimofi ni ya aina zifuatazo:
- Kujenga upya - uozo hutokea kwa atomi na molekuli.
- Deformation - muundo umebadilishwa. Mfinyazo au kunyoosha hutokea.
- Shift - baadhi ya vipengele vya muundo hubadilisha eneo lao.
Sifa za kioo zinaweza kubadilika kwa mabadiliko ya ghafla ya utunzi. Mfano wa kawaida wa upolimishaji ni urekebishaji wa kaboni. Katika hali moja ni almasi, katika nyingine ni grafiti, dutu zenye sifa tofauti.
Aina fulani za kabohaidreti hubadilika na kuwa grafiti inapopashwa joto. Mabadiliko katika mali yanaweza kutokea bila deformation ya kimiani kioo. Katika kesi ya chuma, uingizwaji wa baadhi ya vipengele husababisha kutoweka kwa sifa za sumaku.
nguvu ya kioo
Nyenzo yoyote inayotumika katika teknolojia ya kisasa ina uthabiti wa mwisho. Aloi ya nikeli, chromium na chuma ina nguvu kubwa zaidi. Kuongeza nguvu za metali kutaboresha vifaa vya kijeshi na kiraia. Kuongezeka kwa upinzani wa kuvaa kutasababisha maisha marefu ya huduma. Kwa sababu hii, wanasayansi wamekuwa wakichunguza nguvu za fuwele moja kwa muda mrefu.
Fuwele safi moja ni fuwele zilizo na kimiani bora cha fuwele, zina idadi ndogo ya kasoro. Kwa kupungua kwa idadi ya kasoro, nguvu za metali huongezeka mara kadhaa. Wakati huo huo, msongamano wa chuma unabaki karibu sawa.
Fuwele moja zilizo na kimiani bora hustahimili mkazo wa kimakenika hadi kiwango myeyuko. Usibadilike nawakati. Mara nyingi, fuwele kama hizo zina utengano wa sifuri. Lakini hii ni hali ya hiari. Nguvu inaelezewa na ukweli kwamba microcracks huundwa mahali ambapo kuna idadi kubwa ya dislocations. Na kwa kutokuwepo kwao, hakuna mahali pa nyufa kuonekana. Hii ina maana kwamba fuwele moja itadumu hadi kizingiti cha nguvu chake kipitishwe.
Fuwele Bandia za single
Kukuza fuwele moja kunawezekana katika kiwango cha sasa cha sayansi. Unaposindika chuma, bila kubadilisha muundo wake, unaweza kuunda fuwele moja ambayo ina ukingo wa juu wa usalama.
Kuna mbinu 2 zinazojulikana za utengenezaji wa fuwele moja:
- shinikizo la juu sana na urushaji chuma;
- shinikizo la kilio.
Njia ya kwanza ni maarufu kwa usindikaji wa metali nyepesi. Kwa kuzingatia usafi wa chuma na shinikizo la kuongezeka, chuma kipya kitaonekana hatua kwa hatua ambacho kina mali sawa, lakini kwa kuongezeka kwa nguvu. Chini ya hali fulani, inawezekana kupata kioo kimoja na kimiani bora. Katika uwepo wa uchafu, kuna uwezekano kwamba kimiani cha kioo hakitakuwa bora.
Katika metali nzito, pamoja na shinikizo la kuongezeka, mchakato wa kubadilisha muundo hutokea. Fuwele moja bado haijajitokeza, lakini dutu hii imebadilisha tabia.
Utoaji wa cryogenic unatokana na utengenezaji wa vimiminika vya cryogenic. Crystallization haitokei chini ya ushawishi wa uwanja wa sumaku. Umbo la nusu fuwele huwa fuwele baada ya kuchajiwa kwa umeme.
Diamondna quartz
Sifa za almasi zinatokana na ukweli kwamba ni dutu iliyo na kimiani ya fuwele ya atomiki. Uhusiano kati ya atomi huamua nguvu ya almasi. Chini ya hali ya mara kwa mara, almasi haibadilika. Inapowekwa kwenye utupu, hatua kwa hatua hubadilika kuwa grafiti.
Ukubwa wa kioo hutofautiana kwa kiasi kikubwa. Almasi zilizokuzwa kwa syntetisk zina nyuso za mchemraba na zinaonekana tofauti na wenzao. Sifa za almasi hutumika kukata glasi.
Fuwele za Quartz zinapatikana kila mahali. Madini ni moja ya kawaida zaidi. Quartz kawaida haina rangi. Ikiwa kuna nyufa nyingi ndani ya jiwe, basi ni nyeupe. Uchafu mwingine unapoongezwa, rangi hubadilika.
Fuwele za Quartz hutumika katika utengenezaji wa glasi, kuunda uangalizi wa sauti, katika vifaa vya umeme, redio na televisheni. Baadhi ya aina hutumika katika mapambo.
Muundo wa fuwele moja
Vyuma katika hali dhabiti vina muundo wa fuwele. Muundo wa fuwele moja ni mfululizo usio na mwisho wa atomi zinazobadilishana. Kwa uhalisia, mpangilio wa atomi unaweza kutatizwa kutokana na athari za joto, mitambo au kwa sababu nyinginezo.
Lati za kioo zinapatikana katika aina 3:
- aina ya tungsten;
- aina ya shaba;
- aina ya magnesiamu.
Maombi
Fuwele Bandia za single ni fursa ya kupata nyenzo zenye sifa mpya. Eneo la matumizi ya fuwele moja ni kubwa sana. Quartz na spar viliundwa kwa asili, wakati floridi ya sodiamu ilikuzwa kwa njia isiyo halali.
Monocrystals nivifaa vinavyotumika katika optics na umeme. Quartz na mica hutumiwa katika optics lakini ni ghali. Chini ya hali ya bandia, unaweza kukuza fuwele moja, ambayo itatofautishwa kwa usafi na nguvu.
Almasi hutumika pale ambapo nguvu ya juu inahitajika. Lakini imeundwa kwa mafanikio katika hali ya bandia. Fuwele zenye sura tatu hukuzwa kutokana na kuyeyuka.
