Sơ đồ công nghệ các ngành ở trường kỹ thuật. Sơ đồ công nghệ của ngành

Bàn thắng: chỉ ra vai trò của đơn tinh thể và đa tinh thể trong công nghệ và khoa học, sự đa dạng về hình dạng của mạng tinh thể; xem xét các phương pháp khác nhau để phát triển các tinh thể đơn lẻ và các cách để tăng sức mạnh của chúng.

Trong các lớp học

1. Giai đoạn tổ chức (1 phút)

2. Trình bày tài liệu mới (43 phút)

Vật lý chất rắn(một nhánh của vật lý nghiên cứu cấu trúc và tính chất của chất rắn) là một trong những nền tảng của xã hội công nghệ hiện đại. Về bản chất, một đội ngũ kỹ sư khổng lồ trên khắp thế giới đang nỗ lực tạo ra các vật liệu rắn với các đặc tính cụ thể cần thiết để sử dụng trong nhiều loại máy móc, cơ chế và thiết bị trong lĩnh vực truyền thông, vận tải và công nghệ máy tính. Hôm nay trong bài học chúng ta sẽ nói về tinh thể. Nhiệm vụ của chúng tôi: tìm hiểu các tinh thể được cấu trúc như thế nào; giải thích từ quan điểm vật lý về sự đa dạng về hình thức và tính chất của chúng; xem xét các phương pháp phát triển tinh thể nhân tạo và các cách để tăng sức mạnh của chúng; xem cách thức và lý do tinh thể được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày và công nghệ.

Chất kết tinh là chất có các nguyên tử được sắp xếp đều đặn tạo thành mạng ba chiều đều đặn gọi là kết tinh. Hàng tinh thể nguyên tố hóa học và các hợp chất của chúng có các tính chất cơ, điện, từ và quang đáng chú ý. ( Trình chiếu “Các loại tinh thể”.)

Sự khác biệt chính giữa tinh thể và các chất rắn khác, như đã đề cập, là sự hiện diện của mạng tinh thể - một tập hợp các nguyên tử, phân tử hoặc ion được sắp xếp tuần hoàn.

Tin nhắn của sinh viên. nhà khoa học Nga E.S. Fedorov phát hiện ra rằng chỉ có 230 nhóm không gian khác nhau có thể tồn tại trong tự nhiên, bao gồm tất cả các cấu trúc tinh thể có thể có. Hầu hết chúng (nhưng không phải tất cả) đều được tìm thấy trong tự nhiên hoặc được tạo ra một cách nhân tạo. Các tinh thể có thể có dạng lăng kính khác nhau, đáy của nó có thể là hình tam giác đều, hình vuông, hình bình hành và hình lục giác. ( Cầu trượt.)

Ví dụ về mạng tinh thể đơn giản: 1 – khối đơn giản; 2 – lập phương tâm mặt; 3 – hình lập phương lấy vật làm trung tâm; 4 – lục giác

Mạng tinh thể của kim loại thường có dạng khối lập phương tâm mặt (đồng, vàng) hoặc khối lập phương tâm (sắt), cũng như lăng kính lục giác (kẽm, magie).

Việc phân loại các tinh thể và giải thích các tính chất vật lý của chúng không chỉ có thể dựa trên hình dạng của ô đơn vị mà còn dựa trên các kiểu đối xứng khác, chẳng hạn như quay quanh một trục. Trục đối xứng là một đường thẳng, khi quay 360° xung quanh tinh thể sẽ thẳng hàng với chính nó nhiều lần. Số lượng các kết hợp này được gọi là thứ tự trục. Có các mạng tinh thể có trục đối xứng bậc 2, 3, 4, 6. Sự đối xứng có thể có của mạng tinh thể so với mặt phẳng đối xứng, cũng như sự kết hợp các loại khác nhauđối diện. ( Cầu trượt.)

Hầu hết các chất rắn kết tinh là đa tinh thể, vì Trong điều kiện bình thường, việc phát triển các tinh thể đơn lẻ là khá khó khăn, tất cả các loại tạp chất đều cản trở việc này. Trước nhu cầu ngày càng tăng về công nghệ tinh thể có độ tinh khiết cao, khoa học phải đối mặt với câu hỏi về việc phát triển các phương pháp hiệu quả để nuôi cấy nhân tạo các tinh thể đơn lẻ của các nguyên tố hóa học khác nhau và các hợp chất của chúng.

Tin nhắn của sinh viên. Có ba cách để hình thành tinh thể: kết tinh từ sự tan chảy, từ dung dịch và từ pha khí. Một ví dụ về sự kết tinh từ sự tan chảy là sự hình thành băng từ nước (xét cho cùng, nước là băng nóng chảy), cũng như sự hình thành đá núi lửa. Một ví dụ về sự kết tinh từ dung dịch trong tự nhiên là sự kết tủa của hàng trăm triệu tấn muối từ nước biển. Khi một chất khí (hoặc hơi nước) được làm lạnh, lực hút điện sẽ kết hợp các nguyên tử hoặc phân tử thành một tinh thể chất rắn- đây là cách những bông tuyết được hình thành.

Các phương pháp phổ biến nhất để phát triển các tinh thể đơn lẻ nhân tạo là kết tinh từ dung dịch và từ sự tan chảy. Trong trường hợp đầu tiên, các tinh thể phát triển từ dung dịch bão hòa với sự bay hơi chậm của dung môi hoặc nhiệt độ giảm chậm. Quá trình này có thể được chứng minh trong phòng thí nghiệm bằng dung dịch nước muối ăn. Nếu nước bay hơi chậm thì dung dịch cuối cùng sẽ trở nên bão hòa và bay hơi nhiều hơn sẽ khiến muối kết tủa.

Nếu một chất rắn được đun nóng, nó sẽ chuyển sang trạng thái lỏng - tan chảy. Những khó khăn trong việc tạo ra các tinh thể đơn lẻ từ sự tan chảy có liên quan đến nhiệt độ nóng chảy cao. Ví dụ, để thu được tinh thể hồng ngọc, bạn cần làm tan chảy bột oxit nhôm và để làm được điều này, bạn cần đun nóng nó đến nhiệt độ 2030 ° C. Bột được đổ thành dòng mỏng vào ngọn lửa oxy-hydro, tại đó nó tan chảy và rơi thành từng giọt vào một thanh vật liệu chịu lửa. Một tinh thể hồng ngọc dần dần phát triển trên thanh này.

3. Ứng dụng tinh thể

1. Kim cương. Khoảng 80% tổng số kim cương tự nhiên được khai thác và tất cả kim cương nhân tạo đều được sử dụng trong công nghiệp. Dụng cụ kim cương được sử dụng để gia công các bộ phận làm bằng vật liệu cứng nhất, để khoan giếng trong quá trình thăm dò và khai thác tài nguyên khoáng sản, đồng thời dùng làm đá hỗ trợ trong đồng hồ bấm giờ cao cấp cho tàu biển và các dụng cụ có độ chính xác cao khác. Vòng bi kim cương không bị mòn ngay cả sau 25 triệu vòng quay. Độ dẫn nhiệt cao của kim cương cho phép nó được sử dụng làm chất nền loại bỏ nhiệt trong các vi mạch điện tử bán dẫn.

Tất nhiên, kim cương cũng được sử dụng trong trang sức- đây là những viên kim cương.

2. hồng ngọc. Độ cứng cao của hồng ngọc, hay corundum, đã khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. 1 kg hồng ngọc tổng hợp mang lại khoảng 40.000 viên đá đỡ đồng hồ. Thanh dẫn hướng sợi Ruby hóa ra là thứ không thể thay thế trong các nhà máy sản xuất sợi hóa học. Chúng thực tế không bị mòn, trong khi các thanh dẫn chỉ làm bằng thủy tinh cứng nhất sẽ bị mòn sau vài ngày khi sợi nhân tạo được kéo qua chúng.

Triển vọng mới cho việc sử dụng rộng rãi hồng ngọc trong nghiên cứu khoa học và công nghệ đã mở ra với việc phát minh ra tia laser hồng ngọc, trong đó một thanh hồng ngọc đóng vai trò là nguồn ánh sáng mạnh phát ra dưới dạng chùm tia mỏng.

3. . Đây là những chất bất thường kết hợp các đặc tính của chất rắn và chất lỏng kết tinh. Giống như chất lỏng, chúng là chất lỏng, giống như tinh thể, chúng có tính dị hướng. Cấu trúc của các phân tử tinh thể lỏng sao cho các đầu của phân tử tương tác rất yếu với nhau, đồng thời các bề mặt bên tương tác rất mạnh và có thể giữ chắc các phân tử trong một quần thể duy nhất.

Tinh thể lỏng: smectic (trái) và cholesteric (phải)

Tinh thể lỏng Cholesteric được công nghệ quan tâm nhất. Ở chúng, hướng của các trục phân tử ở mỗi lớp hơi khác nhau một chút. Góc quay của trục phụ thuộc vào nhiệt độ và màu sắc của tinh thể phụ thuộc vào góc quay. Sự phụ thuộc này được sử dụng trong y học: bạn có thể quan sát trực tiếp sự phân bố nhiệt độ trên bề mặt cơ thể con người, và điều này rất quan trọng để xác định các ổ của quá trình viêm ẩn dưới da. Để nghiên cứu, người ta tạo ra một màng polymer mỏng có các khoang cực nhỏ chứa đầy chất cholesteric. Khi một lớp màng như vậy được dán lên cơ thể, sẽ thu được màn hình màu về sự phân bố nhiệt độ. Nguyên tắc tương tự được sử dụng trong nhiệt kế tinh thể lỏng.

Tinh thể lỏng được sử dụng rộng rãi nhất trong các chỉ báo chữ và số của đồng hồ điện tử, máy vi tính, v.v. Số hoặc chữ cái mong muốn được sao chép bằng cách sử dụng tổ hợp các ô nhỏ được tạo thành dạng sọc. Mỗi tế bào chứa đầy tinh thể lỏng và có hai điện cực để đặt điện áp vào. Tùy thuộc vào điện áp, một số tế bào nhất định sẽ “sáng lên”. Các chỉ số có thể được thực hiện cực kỳ thu nhỏ và tiêu thụ ít năng lượng.

Tinh thể lỏng được sử dụng trong nhiều loại màn hình điều khiển, cửa chớp quang học và màn hình tivi phẳng.

4. Chất bán dẫn. Tinh thể đóng một vai trò đặc biệt trong thiết bị điện tử hiện đại. Nhiều chất ở trạng thái kết tinh không dẫn điện tốt như kim loại, nhưng chúng cũng không thể được phân loại là chất điện môi, vì Chúng cũng không phải là chất cách nhiệt tốt. Những chất như vậy được phân loại là chất bán dẫn. Đây là phần lớn các chất Tổng khối lượng chiếm 4/5 khối lượng vỏ trái đất: germanium, silicon, selen, v.v., nhiều khoáng chất, các loại oxit, sunfua, Telluride, v.v.

Tính chất đặc trưng nhất của chất bán dẫn là sự phụ thuộc rõ rệt của điện trở suất của chúng dưới tác động của các tác động bên ngoài khác nhau: nhiệt độ, ánh sáng. Hoạt động của các thiết bị như nhiệt điện trở và quang điện trở đều dựa trên hiện tượng này.

Bằng cách kết hợp các chất bán dẫn có độ dẫn điện khác nhau, có thể truyền dòng điện chỉ theo một hướng. Tính chất này được sử dụng rộng rãi trong điốt và bóng bán dẫn.

Kích thước đặc biệt nhỏ của các thiết bị bán dẫn, đôi khi chỉ vài mm, độ bền do đặc tính của chúng thay đổi ít theo thời gian và khả năng dễ dàng thay đổi độ dẫn điện mở ra triển vọng rộng lớn cho việc sử dụng chất bán dẫn ngày nay và trong tương lai. .

5. Chất bán dẫn trong vi điện tử. Mạch tích hợp là tập hợp của một số lượng lớn các thành phần được kết nối với nhau - bóng bán dẫn, điốt, điện trở, tụ điện, dây kết nối, được sản xuất trên một con chip. Khi sản xuất một mạch tích hợp, các lớp tạp chất, chất điện môi và các lớp kim loại được lắng đọng tuần tự trên một tấm bán dẫn (thường là tinh thể silicon). Kết quả là hàng nghìn thiết bị điện siêu nhỏ được hình thành trên một con chip. Kích thước của một vi mạch như vậy thường là 5–5 mm và các thiết bị vi mô riêng lẻ là khoảng 10–6 m.

TRONG Gần đây Càng ngày, họ càng bắt đầu thảo luận về khả năng tạo ra các vi mạch điện tử trong đó kích thước của các phần tử sẽ tương đương với kích thước của chính các phân tử, tức là. khoảng 10 –9 –10 –10 m. Để làm điều này, một lượng nhỏ nguyên tử hoặc phân tử của các chất khác được phun lên bề mặt đã được làm sạch của một tinh thể niken hoặc silicon bằng kính hiển vi đường hầm. Bề mặt của tinh thể được làm lạnh đến –269 °C để loại bỏ các chuyển động đáng chú ý của các nguyên tử do chuyển động nhiệt. Việc đặt từng nguyên tử vào những vị trí cụ thể sẽ mở ra những khả năng tuyệt vời để tạo ra các kho lưu trữ thông tin ở cấp độ nguyên tử. Đây đã là giới hạn của việc “thu nhỏ”.

6. Vonfram và molypden. Ở cấp độ hiện đại Phát triển kỹ thuật Tốc độ làm nóng và làm mát của các thiết bị và bộ phận máy móc đã tăng mạnh và phạm vi nhiệt độ mà chúng phải vận hành cũng tăng đáng kể. Rất thường xuyên, thời gian làm việc dài được yêu cầu ở mức rất cao. nhiệt độ cao, trong môi trường khắc nghiệt. Cũng cần có những máy có thể chịu được số lượng lớn chu kỳ nhiệt độ.

Trong điều kiện vận hành khó khăn như vậy, các bộ phận, toàn bộ cụm máy móc, thiết bị sẽ bị hao mòn rất nhanh, nứt vỡ, phá hủy. Để làm việc ở nhiệt độ cao, các kim loại chịu lửa như molypden và vonfram được sử dụng rộng rãi. Các tinh thể đơn vonfram và molypden thu được bằng cách nấu chảy vùng được sử dụng để sản xuất vòi phun động cơ phản lực và động cơ ramjet, vỏ đầu tên lửa, động cơ ion, tua bin, động cơ hạt nhân nhà máy điện và trong nhiều thiết bị và cơ chế khác. Vonfram đa tinh thể và molypden được sử dụng để sản xuất cực dương, cực âm, dây tóc trong đèn và lò điện nhiệt độ cao.

7. Thạch anh. Đây là silicon dioxide, một trong những khoáng chất phổ biến nhất trong vỏ trái đất, chủ yếu là cát. Các tinh thể thạch anh tự nhiên có kích thước từ hạt cát đến vài chục cm; có những tinh thể có kích thước lên tới một mét hoặc hơn. Tinh thể thạch anh nguyên chất không màu. Các tạp chất nhỏ bên ngoài gây ra màu sắc đa dạng. Những tinh thể trong suốt không màu là tinh thể đá, những tinh thể màu tím là thạch anh tím và những tinh thể khói là rauchtopaz. Tính chất quang học Thạch anh đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi nó trong chế tạo dụng cụ quang học: lăng kính cho máy quang phổ và máy đơn sắc được chế tạo từ nó. Thạch anh, không giống như thủy tinh, truyền bức xạ cực tím tốt, vì vậy các thấu kính đặc biệt dùng trong quang học tia cực tím được chế tạo từ nó.

Thạch anh cũng có tính chất áp điện, tức là có khả năng chuyển đổi ứng suất cơ học thành điện áp. Nhờ đặc tính này, thạch anh được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật vô tuyến và điện tử - trong các bộ ổn định tần số (bao gồm cả đồng hồ), tất cả các loại bộ lọc, bộ cộng hưởng, v.v. Tinh thể thạch anh được sử dụng để kích thích (và đo lường) những ảnh hưởng cơ học và âm thanh nhỏ.

Nồi nấu kim loại, bình chứa và các vật chứa khác dành cho phòng thí nghiệm hóa học được làm từ thạch anh nung chảy.

4. Các phương pháp tăng cường độ của chất rắn

Khung thép của các tòa nhà và cầu, đường ray là đa tinh thể đường sắt, máy công cụ, máy móc và các bộ phận máy bay. Giá trị thực lực và lý thuyết chênh lệch nhau hàng chục, thậm chí hàng trăm lần. Nguyên nhân nằm ở sự hiện diện của các khuyết tật bên trong và bề mặt trong mạng tinh thể.

Để thu được vật liệu có độ bền cao, cần phải phát triển các tinh thể đơn lẻ càng ít khuyết tật càng tốt. Đây là một nhiệm vụ rất khó khăn. Hầu hết các phương pháp gia cố vật liệu hiện đại đều dựa trên một phương pháp khác: các rào cản ngăn cản sự di chuyển của các khuyết tật được tạo ra trong tinh thể. Chúng có thể đóng vai trò là sự sai lệch (vi phạm trật tự sắp xếp của các nguyên tử trong mạng tinh thể) và các lỗi được tạo đặc biệt khác.

Ví dụ về sai lệch điểm - vi phạm trật tự sắp xếp các nguyên tử trong tinh thể

Các phương pháp như vậy bao gồm, ví dụ:

– hợp kim thép: bổ sung một lượng nhỏ crom hoặc vonfram vào nóng chảy, và cường độ tăng gấp ba lần;

– kết tinh tốc độ cao: nhiệt được loại bỏ khỏi phôi đông đặc càng nhanh thì kích thước tinh thể càng nhỏ. Đồng thời, các đặc tính vật lý và cơ học được cải thiện. Để nhanh chóng loại bỏ nhiệt, kim loại nóng chảy được phun thành bụi mịn bằng một luồng khí trung tính, sau đó được nén ở áp suất và nhiệt độ cao.

Bài viết được chuẩn bị với sự hỗ trợ của công ty AVERS. Uy tín và chất lượng là phương châm hoạt động của công ty AVERS. Công ty AVERS chuyên thực hiện nhiều công việc về cung cấp nước cho các cơ sở tư nhân và tập thể, do đó mỗi đơn hàng phải được hoàn thành một cách thiện chí. Vào mục: “khoan giếng sâu”, bạn có thể tìm hiểu về các dịch vụ và chương trình khuyến mãi do công ty AVERS cung cấp, đồng thời yêu cầu gọi lại để liên hệ với chuyên gia có thể giải đáp thắc mắc của bạn. Công ty AVERS chỉ tuyển dụng các chuyên gia có trình độ cao và có nhiều kinh nghiệm làm việc với khách hàng.

Việc tăng cường độ bền của các vật thể tinh thể dẫn đến tăng kích thước của các đơn vị khác nhau, giảm khối lượng của chúng, tăng nhiệt độ vận hành và tăng tuổi thọ sử dụng.

5. Hợp nhất

Học sinh được yêu cầu điền vào bảng kiểm tra “Sử dụng tinh thể trong công nghệ”. Cuối bài, do kết quả hoạt động độc lập của học sinh, một tờ báo tốc hành do hai học sinh vẽ trong giờ học được trình chiếu.

Văn học

Sách giáo khoa "Vật lý-10": Ed. A.A. Pinsky. – M: Giáo dục, 2001.

Bách khoa toàn thư vật lý, tập 3: Ed. A.M. Prokhorova. – M: Bách khoa toàn thư Liên Xô, 1990.

Tài nguyên Internet.

Irina Aleksandrovna Dorogovtseva tốt nghiệp Học viện Sư phạm Bang Komsomolsk-on-Amur (1997), giáo viên vật lý loại trình độ cao nhất, 8 năm kinh nghiệm giảng dạy. Tham gia vòng chung kết cuộc thi chuyên môn “Giáo viên của năm 2003”. Con gái được 4 tuổi. Anh ấy quan tâm đến thiết kế máy tính, lập trình và khoa học viễn tưởng.

Trong tự nhiên, các tinh thể đơn lẻ của hầu hết các chất không có vết nứt, tạp chất và các khuyết tật khác là cực kỳ hiếm. Điều này đã dẫn đến nhiều tinh thể được con người gọi là đá quý trong hàng nghìn năm qua. Kim cương, hồng ngọc, saphia, thạch anh tím và các loại đá quý khác từ lâu đã được con người đánh giá rất cao, chủ yếu không phải vì cơ khí đặc biệt hay các loại đá quý khác. tính chất vật lý, nhưng chỉ vì độ hiếm của nó.

Sự phát triển của khoa học công nghệ đã kéo theo nhiều loại đá quý hay đơn giản là tinh thể hiếm thấy trong tự nhiên đã trở nên rất cần thiết cho việc chế tạo các bộ phận của thiết bị, máy móc, phục vụ nghiên cứu khoa học. Nhu cầu về nhiều loại tinh thể đã tăng lên đến mức không thể đáp ứng được bằng cách mở rộng quy mô sản xuất loại cũ và tìm kiếm các mỏ tự nhiên mới.

Ngoài ra, nhiều ngành công nghệ và đặc biệt là nghiên cứu khoa học ngày càng yêu cầu các tinh thể đơn có độ tinh khiết hóa học rất cao với độ tinh khiết hoàn hảo. cấu trúc tinh thể. Các tinh thể được tìm thấy trong tự nhiên không đáp ứng được những yêu cầu này vì chúng phát triển trong những điều kiện rất xa lý tưởng.

Vì vậy, nhiệm vụ phát triển là phát triển một công nghệ sản xuất nhân tạo các tinh thể đơn lẻ gồm nhiều nguyên tố và hợp chất hóa học.

Phát triển tương đối cách đơn giản làm ra một “viên đá quý” khiến nó không còn giá trị nữa. Điều này được giải thích là do phần lớn đá quý là tinh thể của các nguyên tố hóa học và hợp chất phổ biến trong tự nhiên. Như vậy, kim cương là tinh thể carbon, ruby ​​​​và sapphire là tinh thể oxit nhôm có nhiều tạp chất khác nhau.

Hãy xem xét các phương pháp chính để phát triển các tinh thể đơn lẻ. Thoạt nhìn, có vẻ như việc kết tinh từ chất tan chảy rất đơn giản. Nó là đủ để làm nóng chất trên điểm nóng chảy của nó, thu được sự tan chảy và sau đó làm nguội nó. Về cơ bản điều này đúng cách nhưng nếu không áp dụng các biện pháp đặc biệt thì kịch bản hay nhất sẽ thu được mẫu đa tinh thể. Và nếu thí nghiệm được thực hiện, ví dụ, với thạch anh, lưu huỳnh, selen, đường, tùy thuộc vào tốc độ làm nguội của chúng, có khả năng đông cứng thành tinh thể hoặc trạng thái vô định hình, thì không có gì đảm bảo rằng sẽ không thu được vật thể vô định hình.

Để phát triển một tinh thể đơn lẻ, làm lạnh chậm là chưa đủ. Trước tiên, cần phải làm nguội một khu vực nhỏ của chất tan chảy và thu được “sự tạo mầm” của tinh thể trong đó, sau đó, làm nguội tuần tự chất tan chảy xung quanh “sự tạo mầm”, cho phép tinh thể phát triển trong toàn bộ thể tích của khối. tan chảy. Quá trình này có thể đạt được bằng cách hạ từ từ chén nung chứa chất tan chảy qua một lỗ trong lò nung ống thẳng đứng. Các hạt tinh thể ở đáy nồi nấu kim loại, vì lần đầu tiên nó đi vào khu vực có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ thấp, và sau đó tăng dần trong toàn bộ khối lượng tan chảy. Đáy của nồi nấu kim loại được làm hẹp đặc biệt, nhọn thành hình nón để chỉ có thể đặt một hạt nhân tinh thể trong đó.

Phương pháp này thường được sử dụng để phát triển các tinh thể kẽm, bạc, nhôm, đồng và các kim loại khác, cũng như natri clorua, kali bromua, lithium florua và các muối khác được sử dụng trong ngành quang học. Trong một ngày bạn có thể trồng được một tinh thể muối đá nặng khoảng một kg.

Nhược điểm của phương pháp được mô tả là các tinh thể bị nhiễm bẩn bởi vật liệu nồi nấu.

Phương pháp không cần nồi nấu để phát triển các tinh thể từ chất tan chảy, được sử dụng để phát triển, chẳng hạn như corundum (hồng ngọc, ngọc bích), không có nhược điểm này. Bột oxit nhôm tốt nhất từ ​​​​các hạt có kích thước 2-100 micron được đổ ra thành dòng mỏng từ phễu, đi qua ngọn lửa oxy-hydro, tan chảy và rơi dưới dạng giọt xuống một thanh vật liệu chịu lửa. Nhiệt độ của thanh được duy trì thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của oxit nhôm một chút (2030°C). Những giọt oxit nhôm nguội trên đó và tạo thành một lớp vỏ khối corundum thiêu kết. Cơ chế đồng hồ chậm (10-20mm/h ) hạ thanh xuống và một tinh thể corundum chưa cắt dần dần mọc lên trên đó.

Giống như trong tự nhiên, việc thu được tinh thể từ dung dịch có hai phương pháp. Cách thứ nhất bao gồm làm bay hơi chậm dung môi khỏi dung dịch bão hòa và cách thứ hai là giảm từ từ nhiệt độ của dung dịch. Phương pháp thứ hai thường được sử dụng hơn. Nước, rượu, axit, muối nóng chảy và kim loại được sử dụng làm dung môi. Nhược điểm của các phương pháp nuôi tinh thể từ dung dịch là khả năng tinh thể bị nhiễm các hạt dung môi.

Tinh thể phát triển từ những vùng dung dịch siêu bão hòa ngay lập tức bao quanh nó. Kết quả là dung dịch ở gần tinh thể ít bão hòa hơn so với ở xa tinh thể. Vì dung dịch siêu bão hòa nặng hơn dung dịch bão hòa nên luôn có dòng dung dịch “đã qua sử dụng” hướng lên trên bề mặt của tinh thể đang phát triển. Nếu không khuấy dung dịch như vậy, sự phát triển của tinh thể sẽ nhanh chóng chấm dứt. Do đó, dung dịch thường được khuấy thêm hoặc tinh thể được cố định trên một giá đỡ quay. Điều này cho phép bạn phát triển các tinh thể cao cấp hơn.

Tốc độ tăng trưởng càng thấp thì tinh thể thu được càng tốt. Quy tắc này áp dụng cho tất cả các phương pháp trồng trọt. Các tinh thể đường và muối ăn có thể dễ dàng thu được từ dung dịch nướcở nhà. Nhưng thật không may, không phải tất cả các tinh thể đều có thể phát triển dễ dàng như vậy. Ví dụ, việc sản xuất tinh thể thạch anh từ dung dịch xảy ra ở nhiệt độ 400°C và áp suất 1000 atm .

Những ứng dụng của tinh thể trong khoa học công nghệ rất nhiều và đa dạng đến mức khó có thể liệt kê hết. Vì vậy, chúng tôi sẽ giới hạn mình trong một vài ví dụ.

Khoáng chất tự nhiên cứng nhất và hiếm nhất là kim cương. Trong toàn bộ lịch sử nhân loại, chỉ có khoảng 150 tấn kim cương được khai thác, mặc dù ngành khai thác kim cương toàn cầu hiện sử dụng gần một triệu người. Ngày nay, kim cương chủ yếu là đá gia công chứ không phải đá trang trí. Khoảng 80% tổng số kim cương tự nhiên được khai thác và tất cả kim cương nhân tạo đều được sử dụng trong công nghiệp. Vai trò của kim cương trong công nghệ hiện đại lớn đến mức, theo các nhà kinh tế Mỹ, việc ngừng sử dụng kim cương sẽ khiến năng lực công nghiệp của Mỹ giảm đi một nửa.

Khoảng 80% kim cương được sử dụng trong công nghệ được sử dụng để mài các công cụ và dao cắt bằng “hợp kim siêu cứng”. Kim cương đóng vai trò là đá hỗ trợ (vòng bi) trong đồng hồ bấm giờ cao cấp cho tàu biển và trong các công cụ điều hướng có độ chính xác cao khác. Vòng bi kim cương không có dấu hiệu bị mòn ngay cả sau 25.000.000 vòng quay.

Hơi thua kém kim cương về độ cứng, ruby ​​​​cạnh tranh với nó trong nhiều ứng dụng kỹ thuật - corundum quý, oxit nhôm Al 2 O 3 với phụ gia tạo màu của oxit crom. Từ 1 kg hồng ngọc tổng hợp có thể sản xuất ra khoảng 40.000 viên đá đỡ đồng hồ. Thanh Ruby hóa ra là thứ không thể thay thế trong các nhà máy sản xuất vải từ sợi hóa học. Để sản xuất 1m vải sợi nhân tạo cần hàng trăm nghìn mét sợi. Các thanh dẫn chỉ làm bằng thủy tinh cứng nhất sẽ bị mòn trong vài ngày khi sợi nhân tạo được kéo qua chúng, các thanh dẫn chỉ bằng mã não có thể tồn tại đến hai tháng, các thanh dẫn chỉ bằng hồng ngọc hóa ra gần như vĩnh cửu.

Khu vực mới về việc sử dụng rộng rãi hồng ngọc trong nghiên cứu khoa học và trong công nghệ mở ra với việc phát minh ra tia laser hồng ngọc - một thiết bị trong đó thanh hồng ngọc đóng vai trò là nguồn ánh sáng cực mạnh phát ra dưới dạng chùm ánh sáng mỏng.

Tinh thể đóng một vai trò đặc biệt trong thiết bị điện tử hiện đại. Hầu hết các thiết bị điện tử bán dẫn đều được làm từ tinh thể germanium hoặc silicon.

GSE.V.03 – Quản lý dịch vụ khách sạn

Tình trạng kỷ luật (theo chương trình giảng dạy): chuyên ngành nhân đạo và kinh tế xã hội nói chung được lựa chọn

Học kỳ: 9

Bài giảng: 2 giờ chiều

Lớp hội thảo 12 giờ.

Kiểm tra 6 giờ.

Giáo viên: Giảng viên cao cấp.

Yêu cầu:

1. Đi học đầy đủ;

Thêm vào:

1. Kiểm tra;

CƠ CẤU ĐIỂM

Bản đồ giáo dục và phương pháp

Lộ trình môn học

OPD.R.01 – Địa lý và văn hóa đồ uống

Bộ môn: Dịch vụ văn hóa xã hội và du lịch

Chuyên ngành: dịch vụ văn hóa xã hội và du lịch

Số tín chỉ (theo chương trình): 4

Tình trạng kỷ luật (theo chương trình): kỷ luật chuyên môn chung

Học kỳ: 7

Bài giảng 20 giờ.

Lớp hội thảo 24 giờ.

Làm việc độc lập 22 giờ.

Giấy kiểm tra 6,5 giờ

Kiểm tra 3, 3 giờ.

Giáo viên: Nikiforova Alina Alexandrovna, Giảng viên cao cấp.

ĐIỀU KIỆN TÍCH ĐIỂM VÀ TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ

Yêu cầu:

1. Đi học đầy đủ;

2. Chuẩn bị lên lớp, làm bài tập ( làm việc độc lập);

3. Làm việc cho lớp học hội thảo;

4. Chuẩn bị bài thuyết trình cho các lớp hội thảo.

Thêm vào:

1. Kiểm tra;

2. Đối với những học sinh vắng mặt: bài giảng và khảo sát những chủ đề đã bỏ lỡ.

CƠ CẤU ĐIỂM

Bản đồ giáo dục và phương pháp

Phê duyệt tại cuộc họp bộ phận

Cái đầu Sở L. G. Skulmovskaya

Sơ đồ công nghệ của ngành

DS.02.02- Dự báo văn hóa xã hội của hoạt động dịch vụ

Bộ môn: Dịch vụ văn hóa xã hội và du lịch

Chuyên ngành: dịch vụ văn hóa xã hội và du lịch

Số tín chỉ (theo chương trình): 4

Tình trạng kỷ luật (theo chương trình): kỷ luật chuyên môn

Học kỳ: 5

Bài giảng 10 giờ.

Lớp hội thảo 12 giờ.

Làm việc độc lập 12 giờ.

Kiểm tra 11,5 giờ.

Kiểm tra 5,8 giờ.

Giáo viên: Nikiforova Alina Alexandrovna, Giảng viên cao cấp.

ĐIỀU KIỆN TÍCH ĐIỂM VÀ TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ

Yêu cầu:

1. Đi học đầy đủ;

2. Chuẩn bị vào lớp, làm bài tập về nhà (làm việc độc lập);

3. Làm việc tại các lớp hội thảo;

Thêm vào:

1. Kiểm tra;

2. Đối với những học sinh vắng mặt: bài giảng và khảo sát những chủ đề đã bỏ lỡ.

CƠ CẤU ĐIỂM

Bản đồ giáo dục và phương pháp