แผนที่เทคโนโลยีของระเบียบวินัยที่โรงเรียนเทคนิค แผนที่เทคโนโลยีของวินัย

เป้าหมาย: แสดงบทบาทของผลึกเดี่ยวและโพลีคริสตัลในเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ รูปทรงต่างๆ ของผลึกขัดแตะ พิจารณาวิธีการต่าง ๆ ในการปลูกผลึกเดี่ยวและวิธีการเพิ่มความแข็งแกร่ง

ความคืบหน้าของบทเรียน

1. เวทีองค์กร (1 นาที)

2. การนำเสนอเนื้อหาใหม่ (43 นาที)

ฟิสิกส์ แข็ง(สาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติของของแข็ง) เป็นหนึ่งในรากฐานของสังคมเทคโนโลยีสมัยใหม่ โดยพื้นฐานแล้ว กองทัพวิศวกรจำนวนมหาศาลทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อสร้างวัสดุแข็งที่มีคุณสมบัติเฉพาะที่จำเป็นสำหรับการใช้งานในเครื่องจักร กลไก และอุปกรณ์ต่างๆ ในด้านการสื่อสาร การขนส่ง และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ วันนี้ในบทเรียนเราจะพูดถึงคริสตัล หน้าที่ของเรา: เพื่อค้นหาว่าคริสตัลมีโครงสร้างอย่างไร อธิบายจากมุมมองทางกายภาพถึงความหลากหลายของรูปแบบและคุณสมบัติ พิจารณาวิธีการปลูกคริสตัลเทียมและวิธีการเพิ่มความแข็งแกร่ง ดูว่าคริสตัลถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันและเทคโนโลยีอย่างไรและทำไม

สารที่เป็นผลึกคือสารที่มีการจัดเรียงอะตอมอย่างสม่ำเสมอจนเกิดเป็นโครงตาข่ายสามมิติปกติที่เรียกว่า ผลึก- คริสตัลแถว องค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบของพวกมันมีคุณสมบัติทางกล ไฟฟ้า แม่เหล็กและทางแสงที่โดดเด่น - สไลด์โชว์ “คริสตัลหลากหลายชนิด”.)

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคริสตัลและของแข็งอื่น ๆ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การมีอยู่ของโครงผลึก - ชุดของอะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่จัดเรียงเป็นระยะ

ข้อความของนักเรียน นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย อี.เอส. เฟโดรอฟพบว่ามีกลุ่มอวกาศที่แตกต่างกันเพียง 230 กลุ่มในธรรมชาติ ครอบคลุมโครงสร้างผลึกที่เป็นไปได้ทั้งหมด ส่วนใหญ่ (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) พบได้ในธรรมชาติหรือสร้างขึ้นโดยเทียม คริสตัลอาจมีรูปแบบของปริซึมต่างๆ ฐานอาจเป็นรูปสามเหลี่ยมปกติ สี่เหลี่ยมจัตุรัส สี่เหลี่ยมด้านขนาน และหกเหลี่ยม - สไลด์.)

ตัวอย่างของโปรยคริสตัลอย่างง่าย: 1 – ลูกบาศก์อย่างง่าย; 2 – ลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลางหน้า; 3 – ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย; 4 – หกเหลี่ยม

คริสตัลขัดแตะของโลหะมักมีรูปแบบของรูปทรงที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้า (ทองแดง ทองคำ) หรือทรงลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางลำตัว (เหล็ก) เช่นเดียวกับปริซึมหกเหลี่ยม (สังกะสี แมกนีเซียม)

การจำแนกประเภทของผลึกและการอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของผลึกนั้นไม่เพียงขึ้นอยู่กับรูปร่างของเซลล์หน่วยเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสมมาตรประเภทอื่นๆ ด้วย เช่น การหมุนรอบแกน แกนสมมาตรเป็นเส้นตรง เมื่อหมุน 360° รอบ ซึ่งคริสตัลจะเรียงตัวกับตัวเองหลายครั้ง จำนวนชุดค่าผสมเหล่านี้เรียกว่า ลำดับแกน- มีโครงผลึกที่มีแกนสมมาตรลำดับที่ 2, 3, 4 และ 6 ความสมมาตรที่เป็นไปได้ของโครงตาข่ายคริสตัลสัมพันธ์กับระนาบสมมาตรรวมถึงการรวมกัน ประเภทต่างๆสมมาตร. - สไลด์.)

ของแข็งที่เป็นผลึกส่วนใหญ่เป็นโพลีคริสตัลเพราะว่า ภายใต้สภาวะปกติ การสร้างผลึกเดี่ยวนั้นค่อนข้างยาก เนื่องจากความต้องการเทคโนโลยีคริสตัลที่มีความบริสุทธิ์สูงเพิ่มมากขึ้น วิทยาศาสตร์จึงต้องเผชิญกับคำถามในการพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการปลูกผลึกเดี่ยวที่มีองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ และสารประกอบของพวกมัน

ข้อความของนักเรียน มีสามวิธีในการสร้างผลึก: การตกผลึกจากการหลอมเหลว จากสารละลาย และจากเฟสก๊าซ ตัวอย่างของการตกผลึกจากการหลอมละลายคือการก่อตัวของน้ำแข็งจากน้ำ (ท้ายที่สุดแล้วน้ำคือน้ำแข็งหลอมเหลว) รวมถึงการก่อตัวของหินภูเขาไฟ ตัวอย่างของการตกผลึกจากสารละลายในธรรมชาติคือการตกตะกอนของเกลือหลายร้อยล้านตันจากน้ำทะเล เมื่อก๊าซ (หรือไอน้ำ) ถูกทำให้เย็นลง แรงดึงดูดทางไฟฟ้าจะรวมอะตอมหรือโมเลกุลเข้าด้วยกันเป็นผลึก แข็ง- นี่คือลักษณะของเกล็ดหิมะ

วิธีการทั่วไปสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวคือการตกผลึกจากสารละลายและจากการหลอมละลาย ในกรณีแรก ผลึกจะเติบโตจากสารละลายอิ่มตัวที่มีการระเหยของตัวทำละลายช้าหรืออุณหภูมิลดลงช้า กระบวนการนี้สามารถสาธิตได้ในห้องปฏิบัติการด้วยสารละลายที่เป็นน้ำ เกลือแกง- หากปล่อยให้น้ำระเหยช้าๆ สารละลายก็จะอิ่มตัวในที่สุด และการระเหยเพิ่มเติมจะทำให้เกลือตกตะกอน

หากให้ความร้อนแก่สารที่เป็นของแข็ง สารนั้นจะกลายเป็นสถานะของเหลว - ละลาย ความยากลำบากในการปลูกผลึกเดี่ยวจากการหลอมนั้นสัมพันธ์กับอุณหภูมิหลอมเหลวที่สูง ตัวอย่างเช่นเพื่อให้ได้คริสตัลทับทิมคุณต้องละลายผงอะลูมิเนียมออกไซด์และด้วยเหตุนี้คุณต้องให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 2,030 ° C ผงจะถูกเทลงในเปลวไฟบางๆ ลงในเปลวไฟออกซิเจน-ไฮโดรเจน ซึ่งมันจะละลายและตกลงเป็นหยดลงบนแท่งวัสดุทนไฟ ผลึกทับทิมเม็ดเดียวค่อยๆเติบโตบนแท่งนี้

3. การใช้คริสตัล

1. เพชร- ประมาณ 80% ของเพชรธรรมชาติที่ขุดได้และเพชรเทียมทั้งหมดถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม เครื่องมือเพชรใช้สำหรับการแปรรูปชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุที่แข็งที่สุด สำหรับการขุดบ่อระหว่างการสำรวจและการขุดทรัพยากรแร่ และทำหน้าที่เป็นหินรองรับในโครโนมิเตอร์ระดับสูงสำหรับเรือเดินทะเลและเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงอื่นๆ ตลับลูกปืนเพชรไม่สึกหรอแม้หลังจากหมุนไปแล้ว 25 ล้านรอบ เพชรที่มีค่าการนำความร้อนสูงทำให้สามารถใช้เป็นสารตั้งต้นในการขจัดความร้อนในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ได้

แน่นอนว่าเพชรก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน เครื่องประดับ- เหล่านี้คือเพชร

2. ทับทิม- ทับทิมหรือคอรันดัมมีความแข็งสูง จึงมีการใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ทับทิมสังเคราะห์ 1 กิโลกรัม ให้พลอยรองรับนาฬิกาได้ประมาณ 40,000 ก้อน แกนนำด้ายทับทิมกลายเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทดแทนได้ในโรงงานเส้นใยเคมี ในทางปฏิบัติแล้วจะไม่เสื่อมสภาพ ในขณะที่ตัวกั้นด้ายที่ทำจากแก้วที่แข็งที่สุดจะเสื่อมสภาพภายในไม่กี่วันเมื่อดึงเส้นใยเทียมผ่านพวกมัน

โอกาสใหม่สำหรับการใช้ทับทิมอย่างกว้างขวางในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเปิดขึ้นด้วยการประดิษฐ์เลเซอร์ทับทิมซึ่งแท่งทับทิมทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงอันทรงพลังที่ปล่อยออกมาในรูปของลำแสงบาง ๆ

3. - เหล่านี้เป็นสารที่ผิดปกติซึ่งรวมคุณสมบัติของของแข็งที่เป็นผลึกและของเหลวเข้าด้วยกัน เช่นเดียวกับของเหลว พวกมันก็เป็นของเหลว เช่นเดียวกับคริสตัล พวกมันก็มีแอนไอโซโทรปี โครงสร้างของโมเลกุลคริสตัลเหลวทำให้ปลายโมเลกุลมีปฏิกิริยาต่อกันน้อยมาก ขณะเดียวกันพื้นผิวด้านข้างมีปฏิกิริยารุนแรงมากและสามารถยึดโมเลกุลไว้เป็นชิ้นเดียวได้อย่างมั่นคง

ผลึกเหลว: สเมกติก (ซ้าย) และโคเลสเตอรอล (ขวา)

ผลึกเหลวที่มีคอเลสเตอรอลเป็นที่สนใจของเทคโนโลยีมากที่สุด ในนั้นทิศทางของแกนโมเลกุลในแต่ละชั้นจะแตกต่างกันเล็กน้อย มุมการหมุนของแกนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และสีของคริสตัลขึ้นอยู่กับมุมการหมุน การพึ่งพาอาศัยกันนี้ใช้ในการแพทย์: คุณสามารถสังเกตการกระจายของอุณหภูมิบนพื้นผิวได้โดยตรง ร่างกายมนุษย์และนี่เป็นสิ่งสำคัญในการระบุจุดโฟกัสของกระบวนการอักเสบที่ซ่อนอยู่ใต้ผิวหนัง สำหรับการวิจัย จะมีการผลิตฟิล์มโพลีเมอร์บางๆ ที่มีโพรงขนาดเล็กมากซึ่งเต็มไปด้วยคอเลสเตอรอล เมื่อติดฟิล์มดังกล่าวกับร่างกาย จะได้การแสดงสีของการกระจายอุณหภูมิ หลักการเดียวกันนี้ใช้ในเทอร์โมมิเตอร์แบบคริสตัลเหลว

ผลึกเหลวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในตัวบ่งชี้ตัวอักษรและตัวเลขของนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องคิดเลขขนาดเล็ก ฯลฯ หมายเลขหรือตัวอักษรที่ต้องการจะทำซ้ำโดยใช้เซลล์เล็กๆ ที่ทำเป็นรูปแถบผสมกัน แต่ละเซลล์เต็มไปด้วยคริสตัลเหลวและมีอิเล็กโทรดสองตัวที่ใช้แรงดันไฟฟ้า เซลล์บางเซลล์จะ "สว่างขึ้น" ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า ตัวชี้วัดสามารถทำให้มีขนาดเล็กมากและใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย

ผลึกเหลวถูกนำมาใช้ในหน้าจอควบคุม ชัตเตอร์แบบออปติคอล และจอแบนประเภทต่างๆ

4. เซมิคอนดักเตอร์- คริสตัลมีบทบาทพิเศษในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ สารหลายชนิดในสถานะผลึกไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้าที่ดีเท่ากับโลหะ แต่ก็ไม่สามารถจัดประเภทเป็นไดอิเล็กทริกได้เช่นกัน เนื่องจาก พวกมันก็ไม่ใช่ฉนวนที่ดีเช่นกัน สารดังกล่าวจัดเป็นสารกึ่งตัวนำ เหล่านี้เป็นสารส่วนใหญ่ มวลรวมคิดเป็น 4/5 ของมวล เปลือกโลก: เจอร์เมเนียม ซิลิคอน ซีลีเนียม ฯลฯ แร่ธาตุหลายชนิด ออกไซด์ต่างๆ ซัลไฟด์ เทลลูไรด์ เป็นต้น

คุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะที่สุดของเซมิคอนดักเตอร์คือการพึ่งพาความต้านทานไฟฟ้าอย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอกต่างๆ: อุณหภูมิแสง การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เทอร์มิสเตอร์และโฟโตรีซิสเตอร์จะขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์นี้

ด้วยการรวมสารกึ่งตัวนำประเภทการนำไฟฟ้าต่างๆ เข้าด้วยกัน กระแสไฟฟ้าจึงสามารถส่งผ่านได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น คุณสมบัตินี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในไดโอดและทรานซิสเตอร์

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กเป็นพิเศษ บางครั้งเพียงไม่กี่มิลลิเมตร มีความทนทานเนื่องจากคุณสมบัติของอุปกรณ์เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป และความสามารถในการเปลี่ยนการนำไฟฟ้าได้อย่างง่ายดายเปิดโอกาสกว้างสำหรับการใช้เซมิคอนดักเตอร์ทั้งในปัจจุบันและในอนาคต .

5. สารกึ่งตัวนำในไมโครอิเล็กทรอนิกส์- วงจรรวมคือชุดของส่วนประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันจำนวนมาก - ทรานซิสเตอร์, ไดโอด, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ, สายเชื่อมต่อที่ผลิตบนชิปตัวเดียว เมื่อผลิตวงจรรวม ชั้นของสิ่งเจือปน ไดอิเล็กทริก และชั้นของโลหะจะถูกสะสมตามลำดับบนแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ (โดยปกติจะเป็นผลึกซิลิคอน) เป็นผลให้ไมโครอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายพันชิ้นถูกสร้างขึ้นบนชิปตัวเดียว ขนาดของไมโครวงจรดังกล่าวมักจะอยู่ที่ 5–5 มม. และอุปกรณ์ไมโครแต่ละตัวจะอยู่ที่ประมาณ 10–6 ม.

ใน เมื่อเร็วๆ นี้พวกเขาเริ่มหารือกันมากขึ้นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งขนาดขององค์ประกอบจะเทียบได้กับขนาดของโมเลกุลเองนั่นคือ ประมาณ 10 –9 –10 –10 เมตร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ อะตอมหรือโมเลกุลของสารอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยจะถูกพ่นลงบนพื้นผิวที่ทำความสะอาดของผลึกเดี่ยวนิกเกิลหรือซิลิคอนโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์ พื้นผิวของคริสตัลถูกทำให้เย็นลงถึง –269 °C เพื่อขจัดการเคลื่อนที่ของอะตอมที่เห็นได้ชัดเจนเนื่องจาก การเคลื่อนไหวด้วยความร้อน- การวางแต่ละอะตอมในตำแหน่งเฉพาะจะช่วยเพิ่มความเป็นไปได้อันยอดเยี่ยมในการสร้างที่เก็บข้อมูลระดับอะตอม นี่เป็นขีดจำกัดของ "การย่อขนาด" อยู่แล้ว

6. ทังสเตนและโมลิบดีนัม- ในระดับที่ทันสมัย การพัฒนาทางเทคนิคอัตราการทำความร้อนและความเย็นของเครื่องมือและชิ้นส่วนเครื่องจักรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และช่วงอุณหภูมิที่ต้องใช้งานก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก บ่อยครั้งมากมักต้องอาศัยการทำงานเป็นเวลานานมาก อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว จำเป็นต้องมีเครื่องจักรที่สามารถทนต่อรอบอุณหภูมิจำนวนมากได้เช่นกัน

ภายใต้สภาวะการทำงานที่ยากลำบากดังกล่าว ชิ้นส่วนและส่วนประกอบทั้งหมดของเครื่องจักรและอุปกรณ์จำนวนมากสึกหรออย่างรวดเร็ว แตกร้าว และถูกทำลาย สำหรับงานที่อุณหภูมิสูง มีการใช้โลหะทนไฟ เช่น โมลิบดีนัมและทังสเตนอย่างกว้างขวาง ผลึกเดี่ยวทังสเตนและโมลิบดีนัมที่ได้จากการหลอมโซนใช้สำหรับการผลิตหัวฉีดเครื่องยนต์ไอพ่นและแรมเจ็ต ฝาครอบหัวจรวด เครื่องยนต์ไอออน กังหัน นิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าและในอุปกรณ์และกลไกอื่นๆ อีกมากมาย ทังสเตนโพลีคริสตัลไลน์และโมลิบดีนัมใช้สำหรับการผลิตแอโนด แคโทด เส้นใยในหลอดไฟ และเตาไฟฟ้าอุณหภูมิสูง

7. ควอตซ์- นี่คือซิลิคอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือทราย ผลึกควอตซ์ธรรมชาติมีขนาดตั้งแต่เม็ดทรายจนถึงหลายสิบเซนติเมตร มีผลึกขนาดสูงสุดหนึ่งเมตรขึ้นไป คริสตัลควอตซ์บริสุทธิ์ไม่มีสี สิ่งเจือปนจากต่างประเทศเล็กน้อยทำให้เกิดสีที่แตกต่างกัน คริสตัลใสไม่มีสีคือคริสตัลหิน สีม่วงคืออเมทิสต์ และคริสตัลแบบควันคือ rauchtopaz คุณสมบัติทางแสงควอตซ์ได้นำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็น โดยทำจากปริซึมสำหรับสเปกโตรกราฟและโมโนโครมาเตอร์ ควอตซ์ซึ่งแตกต่างจากแก้วที่ส่งรังสีอัลตราไวโอเลตได้ดี ดังนั้นจึงสร้างเลนส์พิเศษที่ใช้ในเลนส์อัลตราไวโอเลต

ควอตซ์ยังมีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริกอีกด้วย เช่น สามารถแปลงความเค้นเชิงกลเป็นแรงดันไฟฟ้าได้ ด้วยคุณสมบัตินี้ ควอตซ์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ - ในตัวปรับความถี่ (รวมถึงนาฬิกา) ตัวกรองทุกชนิด เครื่องสะท้อนเสียง ฯลฯ คริสตัลควอตซ์ใช้เพื่อกระตุ้น (และวัด) อิทธิพลทางกลและเสียงเล็กน้อย

ถ้วยใส่ตัวอย่าง ภาชนะ และภาชนะอื่นๆ สำหรับห้องปฏิบัติการเคมีทำจากควอตซ์หลอมละลาย

4. วิธีการเพิ่มความแข็งแรงของของแข็ง

โครงเหล็กของอาคารและสะพาน รางเป็นโพลีคริสตัลไลน์ ทางรถไฟ,เครื่องมือกล,ชิ้นส่วนเครื่องจักรและเครื่องบิน. ค่าความแข็งแกร่งที่แท้จริงและทางทฤษฎีแตกต่างกันหลายสิบหรือหลายร้อยเท่า เหตุผลอยู่ที่ข้อบกพร่องภายในและพื้นผิวในโครงผลึก

เพื่อให้ได้วัสดุที่มีความแข็งแรงสูง จำเป็นต้องปลูกผลึกเดี่ยวที่ปราศจากข้อบกพร่องให้ได้มากที่สุด นี่เป็นงานที่ยากมาก วิธีการเสริมความแข็งแกร่งของวัสดุที่ทันสมัยที่สุดนั้นใช้วิธีที่แตกต่างกัน: อุปสรรคในการเคลื่อนตัวของข้อบกพร่องถูกสร้างขึ้นในคริสตัล พวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นความคลาดเคลื่อน (การละเมิดลำดับการจัดเรียงอะตอมใน ตาข่ายคริสตัล) และข้อบกพร่องที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษอื่น ๆ

ตัวอย่างของการเคลื่อนที่ของจุด - การละเมิดลำดับการจัดเรียงอะตอมในคริสตัล

วิธีการดังกล่าวได้แก่:

– โลหะผสมเหล็ก: มีการเติมโครเมียมหรือทังสเตนเล็กน้อยในการหลอม และความแข็งแรงเพิ่มขึ้นสามเท่า

– การตกผลึกด้วยความเร็วสูง: ยิ่งระบายความร้อนออกจากแท่งโลหะที่แข็งตัวเร็วเท่าไร ขนาดคริสตัลก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น ในขณะเดียวกันก็มีการปรับปรุงลักษณะทางกายภาพและทางกลด้วย เพื่อขจัดความร้อนอย่างรวดเร็ว โลหะหลอมเหลวจะถูกพ่นเป็นฝุ่นละเอียดด้วยไอพ่นก๊าซเป็นกลาง ซึ่งจากนั้นจะถูกบีบอัดที่ความดันและอุณหภูมิสูง

บทความนี้จัดทำขึ้นโดยได้รับการสนับสนุนจากบริษัท AVERS ความน่าเชื่อถือและคุณภาพเป็นคำขวัญของบริษัท AVERS บริษัท AVERS เชี่ยวชาญในงานด้านการจัดหาน้ำให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกส่วนตัวและส่วนรวม ดังนั้นคำสั่งซื้อแต่ละรายการจะต้องดำเนินการให้เสร็จสิ้นโดยสุจริต เมื่อไปที่ส่วน: "การเจาะบ่อลึก" คุณจะพบบริการและโปรโมชั่นที่บริษัท AVERS มอบให้ และยังสั่งให้โทรกลับเพื่อติดต่อผู้เชี่ยวชาญที่สามารถตอบคำถามของคุณได้ บริษัท AVERS จ้างเฉพาะผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติสูงและมีประสบการณ์มากมายในการทำงานกับลูกค้า

การเพิ่มความแข็งแกร่งของตัวผลึกส่งผลให้ขนาดของยูนิตต่างๆ เพิ่มขึ้น ลดมวลของยูนิต เพิ่มอุณหภูมิในการทำงาน และยืดอายุการใช้งาน

5. การรวมบัญชี

ขอให้นักเรียนกรอกตารางทดสอบ “การใช้คริสตัลในเทคโนโลยี” ในตอนท้ายของบทเรียน อันเป็นผลมาจากการทำงานอิสระของนักเรียน จะมีการแสดงหนังสือพิมพ์ด่วนที่นักเรียนสองคนวาดขึ้นในระหว่างบทเรียน

วรรณกรรม

หนังสือเรียน "ฟิสิกส์-10": เอ็ด. เอ.เอ.พินสกี้. – อ: การศึกษา, 2544.

สารานุกรมกายภาพ เล่ม 3: เอ็ด. A.M. โปรโคโรวา – อ: สารานุกรมโซเวียต, 1990.

แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต

Irina Aleksandrovna Dorogovtseva สำเร็จการศึกษาจาก Komsomolsk-on-Amur State Pedagogical Institute (1997) ซึ่งเป็นอาจารย์สอนวิชาฟิสิกส์ในประเภทคุณวุฒิสูงสุด ประสบการณ์การสอน 8 ปี เข้าร่วมการแข่งขันรอบชิงชนะเลิศระดับอาชีพ “ครูแห่งปี 2546” ลูกสาวอายุ 4 ขวบ. เขามีความสนใจในการออกแบบคอมพิวเตอร์ การเขียนโปรแกรม และนิยายวิทยาศาสตร์

ในธรรมชาติ ผลึกเดี่ยวของสารส่วนใหญ่ที่ไม่มีรอยแตกร้าว สิ่งเจือปน และข้อบกพร่องอื่นๆ นั้นหาได้ยากมาก สิ่งนี้ทำให้คริสตัลจำนวนมากถูกเรียกว่าอัญมณีโดยผู้คนมาเป็นเวลาหลายพันปี เพชร ทับทิม แซฟไฟร์ อเมทิสต์ และอัญมณีล้ำค่าอื่นๆ ได้รับการยกย่องอย่างสูงจากผู้คนมายาวนาน โดยส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากกลไกพิเศษหรืออื่นๆ คุณสมบัติทางกายภาพแต่เพียงเพราะความหายากเท่านั้น

การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้นำไปสู่ความจริงที่ว่าอัญมณีล้ำค่าจำนวนมากหรือคริสตัลที่ไม่ค่อยพบในธรรมชาติกลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างมากสำหรับการผลิตชิ้นส่วนของอุปกรณ์และเครื่องจักรเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ความต้องการคริสตัลจำนวนมากเพิ่มขึ้นมากจนเป็นไปไม่ได้ที่จะตอบสนองด้วยการขยายขนาดการผลิตคริสตัลเก่าและค้นหาแหล่งสะสมตามธรรมชาติใหม่

นอกจากนี้ เทคโนโลยีหลายแขนงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ต้องการผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์ทางเคมีสูงมากและสมบูรณ์แบบมากขึ้นเรื่อยๆ โครงสร้างคริสตัล- ผลึกที่พบในธรรมชาติไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ เนื่องจากเติบโตในสภาวะที่ห่างไกลจากอุดมคติมาก

ดังนั้นงานจึงเกิดขึ้นในการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตผลึกเดี่ยวขององค์ประกอบและสารประกอบทางเคมีหลายชนิด

พัฒนาการเมื่อเทียบกัน วิธีง่ายๆการทำ “อัญมณี” ทำให้ไม่มีค่า นี่คือคำอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าคนส่วนใหญ่ หินมีค่าเป็นผลึกขององค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบที่แพร่หลายในธรรมชาติ ดังนั้นเพชรจึงเป็นคริสตัลคาร์บอน ทับทิมและแซฟไฟร์จึงเป็นผลึกอะลูมิเนียมออกไซด์ที่มีสิ่งเจือปนต่างๆ

พิจารณาวิธีการหลักในการปลูกผลึกเดี่ยว เมื่อดูเผินๆ อาจดูเหมือนว่าการตกผลึกจากการหลอมเหลวนั้นง่ายมาก ก็เพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่สารเหนือจุดหลอมเหลว ทำให้เกิดการหลอมเหลว และทำให้เย็นลง โดยพื้นฐานแล้วสิ่งนี้ วิธีที่ถูกต้องแต่หากไม่มีมาตรการพิเศษแล้ว สถานการณ์กรณีที่ดีที่สุดจะได้ตัวอย่างโพลีคริสตัลไลน์ และหากทำการทดลองเช่นกับควอตซ์, ซัลเฟอร์, ซีลีเนียม, น้ำตาลซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราการเย็นตัวของการหลอมละลายสามารถแข็งตัวเป็นผลึกหรือ รัฐสัณฐานจึงไม่รับประกันว่าจะไม่ได้รับวัตถุอสัณฐาน

เพื่อที่จะเติบโตผลึกเดี่ยว การระบายความร้อนอย่างช้าๆ นั้นไม่เพียงพอ ก่อนอื่นจำเป็นต้องทำให้พื้นที่หลอมละลายเล็ก ๆ พื้นที่หนึ่งเย็นลงและรับ "นิวเคลียส" ของคริสตัลในนั้น จากนั้นทำให้การหลอมละลายที่อยู่รอบ ๆ "นิวเคลียส" เย็นลงตามลำดับ ปล่อยให้คริสตัลเติบโตตลอดปริมาตรทั้งหมดของ ละลาย. กระบวนการนี้สามารถทำได้โดยการค่อยๆ ลดถ้วยใส่ตัวอย่างที่มีสารหลอมเหลวลงอย่างช้าๆ ผ่านช่องเปิดในเตาหลอมแบบท่อแนวตั้ง คริสตัลนิวเคลียสที่ด้านล่างของเบ้าหลอมเนื่องจากมันเข้าสู่พื้นที่ที่ใหญ่กว่าเป็นครั้งแรก อุณหภูมิต่ำแล้วค่อย ๆ เติบโตไปทั่วทั้งปริมาตรของการหลอมละลาย ด้านล่างของเบ้าหลอมถูกสร้างให้แคบเป็นพิเศษ โดยชี้ไปที่กรวย เพื่อให้สามารถระบุนิวเคลียสของผลึกได้เพียงอันเดียวเท่านั้น

วิธีนี้มักใช้ในการปลูกผลึกของสังกะสี เงิน อลูมิเนียม ทองแดง และโลหะอื่นๆ รวมถึงโซเดียมคลอไรด์ โพแทสเซียมโบรไมด์ ลิเธียมฟลูออไรด์ และเกลืออื่นๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมการมองเห็น ในหนึ่งวันคุณสามารถปลูกผลึกเกลือหินที่มีน้ำหนักประมาณกิโลกรัมได้

ข้อเสียของวิธีที่อธิบายไว้คือการปนเปื้อนของผลึกด้วยวัสดุถ้วยใส่ตัวอย่าง

วิธีการปลูกคริสตัลแบบไร้เบ้าหลอมจากการหลอมซึ่งใช้ในการปลูกเช่นคอรันดัม (ทับทิม, ไพลิน) ไม่มีข้อเสียเปรียบนี้ ผงอลูมิเนียมออกไซด์ที่ดีที่สุดจากเมล็ดขนาด 2-100 ไมครอนถูกเทลงในกระแสบาง ๆ จากถังผ่านเปลวไฟออกซิเจนไฮโดรเจนละลายและตกลงในรูปหยดลงบนแท่งวัสดุทนไฟ อุณหภูมิของแท่งจะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมออกไซด์เล็กน้อย (2030°C) หยดอะลูมิเนียมออกไซด์จะเย็นลงและก่อตัวเป็นเปลือกของมวลคอรันดัมเผาผนึก กลไกนาฬิกาช้า (10-20 มม./ชม ) ลดก้านลงและคริสตัลคอรันดัมที่ไม่ได้เจียระไนก็ค่อยๆเติบโตขึ้น

โดยธรรมชาติแล้ว การได้มาซึ่งผลึกจากสารละลายนั้นมีอยู่สองวิธี อย่างแรกประกอบด้วยการระเหยตัวทำละลายออกจากสารละลายอิ่มตัวอย่างช้าๆ และอย่างที่สองคือการลดอุณหภูมิของสารละลายอย่างช้าๆ วิธีที่สองใช้บ่อยกว่า น้ำ แอลกอฮอล์ กรด เกลือหลอมเหลว และโลหะ ถูกใช้เป็นตัวทำละลาย ข้อเสียของวิธีการปลูกผลึกจากสารละลายคือความเป็นไปได้ที่ผลึกจะปนเปื้อนด้วยอนุภาคตัวทำละลาย

คริสตัลเติบโตจากบริเวณที่มีสารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งซึ่งล้อมรอบอยู่ทันที เป็นผลให้สารละลายที่อยู่ใกล้คริสตัลมีความอิ่มตัวน้อยกว่าที่อยู่ห่างจากคริสตัล เนื่องจากสารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งหนักกว่าสารละลายอิ่มตัว สารละลาย "ใช้แล้ว" จึงมีการไหลขึ้นเหนือพื้นผิวของผลึกที่กำลังเติบโตเสมอ หากไม่มีการกวนสารละลายดังกล่าว การเติบโตของผลึกจะหยุดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น สารละลายจึงมักถูกคนเพิ่มเติมหรือคริสตัลถูกยึดไว้บนที่ยึดแบบหมุนได้ สิ่งนี้ช่วยให้คุณเติบโตคริสตัลขั้นสูงได้มากขึ้น

ยิ่งอัตราการเติบโตต่ำเท่าไร ผลึกที่ได้ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น กฎนี้ใช้กับวิธีการปลูกทั้งหมด สามารถรับผลึกน้ำตาลและเกลือแกงได้อย่างง่ายดาย สารละลายที่เป็นน้ำที่บ้าน. แต่น่าเสียดายที่คริสตัลบางชนิดไม่สามารถเติบโตได้ง่ายนัก ตัวอย่างเช่น การผลิตผลึกควอตซ์จากสารละลายเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 400°C และความดัน 1,000 atm .

การประยุกต์คริสตัลในทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีมากมายและหลากหลายจนยากจะระบุรายการ ดังนั้นเราจะจำกัดตัวเองอยู่เพียงตัวอย่างบางส่วนเท่านั้น

แร่ธาตุธรรมชาติที่แข็งที่สุดและหายากที่สุดคือเพชร ในประวัติศาสตร์ทั้งหมดของมนุษยชาติ มีการขุดได้เพียงประมาณ 150 ตันเท่านั้น แม้ว่าปัจจุบันอุตสาหกรรมเหมืองเพชรทั่วโลกจะมีพนักงานเกือบล้านคนก็ตาม ปัจจุบัน เพชรเป็นหินที่ใช้งานได้จริง ไม่ใช่หินประดับ ประมาณ 80% ของเพชรธรรมชาติที่ขุดได้และเพชรเทียมทั้งหมดถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม บทบาทของเพชรใน เทคโนโลยีที่ทันสมัยยิ่งใหญ่มากตามที่นักเศรษฐศาสตร์ชาวอเมริกันกล่าวไว้ การหยุดการใช้เพชรจะส่งผลให้กำลังการผลิตทางอุตสาหกรรมของสหรัฐฯ ลดลงครึ่งหนึ่ง

เพชรที่ใช้ในเทคโนโลยีประมาณ 80% ใช้สำหรับลับคมเครื่องมือและคัตเตอร์ของ "โลหะผสมซุปเปอร์ฮาร์ด" เพชรทำหน้าที่เป็นหินรองรับ (แบริ่ง) ในโครโนมิเตอร์ระดับไฮเอนด์สำหรับเรือเดินทะเลและในเครื่องมือนำทางอื่นๆ ที่มีความแม่นยำสูง ตลับลูกปืนเพชรไม่แสดงการสึกหรอแม้หลังจากการปฏิวัติ 25,000,000 รอบ

ทับทิมมีความแข็งน้อยกว่าเพชรเล็กน้อยสามารถแข่งขันกับมันในการใช้งานทางเทคนิคที่หลากหลาย - คอรันดัมโนเบิล, อลูมิเนียมออกไซด์ Al 2 O 3 ที่มีส่วนผสมของโครเมียมออกไซด์ ทับทิมสังเคราะห์ตั้งแต่ 1 กิโลกรัมขึ้นไปสามารถผลิตพลอยรองรับนาฬิกาได้ประมาณ 40,000 ก้อน แท่งทับทิมกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในโรงงานที่ผลิตผ้าจากเส้นใยเคมี ในการผลิตผ้าใยสังเคราะห์ 1 เมตร ต้องใช้เส้นใยหลายแสนเมตร ไกด์ด้ายที่ทำจากแก้วที่แข็งที่สุดจะเสื่อมสภาพในเวลาไม่กี่วันเมื่อดึงเส้นใยเทียมผ่านเข้าไป ไกด์ด้ายอาเกตสามารถใช้งานได้นานถึงสองเดือน ไกด์ด้ายทับทิมกลายเป็นเกือบนิรันดร์

พื้นที่ใหม่เพื่อการใช้ประโยชน์ทับทิมอย่างแพร่หลายใน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และในด้านเทคโนโลยีเปิดกว้างด้วยการประดิษฐ์ทับทิมเลเซอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่แท่งทับทิมทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงอันทรงพลังที่ปล่อยออกมาในรูปของลำแสงบาง ๆ

คริสตัลมีบทบาทพิเศษในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่ทำจากผลึกเจอร์เมเนียมหรือซิลิคอน

GSE.V.03 – การจัดการบริการโรงแรม

สถานะทางวินัย (โดย หลักสูตร): วินัยด้านมนุษยธรรมและเศรษฐกิจสังคมทั่วไปที่คุณเลือก

ภาคเรียน: 9

การบรรยาย : 14.00 น.

ชั้นเรียนสัมมนา 12 ชั่วโมง

ทดสอบ 6 ชม.

ครู: อาจารย์อาวุโส

ที่จำเป็น:

1. การเข้าเรียน;

เพิ่มเติม:

1. การทดสอบ;

โครงสร้างคะแนน

แผนที่การศึกษาและระเบียบวิธี

แผนที่เทคโนโลยีสาขาวิชา

OPD.R.01 – ภูมิศาสตร์และวัฒนธรรมการดื่ม

แผนก: บริการสังคมและวัฒนธรรมและการท่องเที่ยว

ความชำนาญพิเศษ: การบริการทางสังคมวัฒนธรรมและการท่องเที่ยว

จำนวนหน่วยกิต(ตามหลักสูตร):4

สถานะวินัย(ตามหลักสูตร) ​​: วินัยวิชาชีพทั่วไป

ภาคเรียน: 7

บรรยาย 20 ชม.

สัมมนาตลอด 24 ชม.

ทำงานอิสระ 22 ชม.

การทดสอบ 6.5 ชม

ทดสอบ 3, 3 ชั่วโมง

ครู: นิกิฟอโรวา อลีนา อเล็กซานดรอฟนา อาจารย์อาวุโส

เงื่อนไขในการสะสมคะแนนและเกณฑ์การประเมิน

ที่จำเป็น:

1. การเข้าเรียน;

2. เตรียมตัวเรียน ทำการบ้าน ( งานอิสระ);

3. ทำงานต่อ ชั้นเรียนสัมมนา;

4. การเตรียมการนำเสนอสำหรับชั้นเรียนสัมมนา

เพิ่มเติม:

1. การทดสอบ;

2. สำหรับผู้ที่ขาดเรียน: บันทึกการบรรยายและแบบสำรวจหัวข้อที่ไม่ได้รับ

โครงสร้างคะแนน

แผนที่การศึกษาและระเบียบวิธี

ได้รับการอนุมัติในที่ประชุมแผนก

ศีรษะ แผนก L. G. Skulmovskaya

แผนที่เทคโนโลยีของวินัย

DS.02.02- การพยากรณ์ทางสังคมวัฒนธรรมของกิจกรรมการบริการ

แผนก: บริการสังคมและวัฒนธรรมและการท่องเที่ยว

ความชำนาญพิเศษ: การบริการทางสังคมวัฒนธรรมและการท่องเที่ยว

จำนวนหน่วยกิต(ตามหลักสูตร):4

สถานะวินัย (ตามหลักสูตร): วินัยเฉพาะทาง

ภาคการศึกษา: 5

บรรยาย 10 ชม.

ชั้นเรียนสัมมนา 12 ชั่วโมง

ทำงานอิสระ 12 ชม.

ทดสอบ 11.5 ชม.

ทดสอบ 5.8 ชม.

ครู: นิกิฟอโรวา อลีนา อเล็กซานดรอฟนา อาจารย์อาวุโส

เงื่อนไขในการสะสมคะแนนและเกณฑ์การประเมิน

ที่จำเป็น:

1. การเข้าเรียน;

2. เตรียมตัวเรียน ทำการบ้าน (งานอิสระ)

3. ทำงานในชั้นเรียนสัมมนา

เพิ่มเติม:

1. การทดสอบ;

2. สำหรับผู้ที่ขาดเรียน: บันทึกการบรรยายและแบบสำรวจหัวข้อที่ไม่ได้รับ

โครงสร้างคะแนน

แผนที่การศึกษาและระเบียบวิธี