Технологии Интересные сплавы, химические соединения

[Абармотик]

В этом мире есть очень много парадоксальных вещей, которые нельзя объяснить простой логикой... Описать процесс становится возможным только при помощи строгой науки.
Одним из таких примеров является:

Парадоксальный Сплав Вуда - легкоплавкий сплав висмута, свинца, кадмия и олова, обладающий способностью плавиться уже при 60 градусах Цельсия - то есть, его можно расплавить просто в горячей воде.

Подробнее

Интересно, что температура самого легкоплавкого компонента сплава, олова, составляет 231 градус Цельсия, у других компонентов она ещё выше. Можно было бы ожидать, что и температура плавления сплава окажется где-то посерединке между температурой плавления компонентов, но это так не работает.

Дело в том, что сплавы - это не просто смесь металлов. В сплаве металлы формируют комбинированную кристаллическую решётку, в узлах которой находятся атомы разных металлов. Такая решётка обладает принципиально иными свойствами, чем чистые металлы по отдельности - в частности, её температура плавления может оказаться ниже, чем у каждого из них.

П. С. И это не единственный пример: сплавы мягкого золота с титаном по твёрдости существенно превосходят не только золото, но и титан.

 

[Абармотик]

Что такое ГРАФЕН:
Это одноатомный слой углерода, организованный в двумерную гексагональную решётку. Простыми словами, это супертонкий материал, атомы которого расположены в виде шестиугольных ячеек, напоминающих пчелиные соты.

Подробнее

Открыт в 2004 году (учёными Андреем Геймом и Константином Новосёловым. В 2010 году за разработки с графеном Гейм и Новосёлов получили >> Нобелевскую премию по физике).

Графен обладает:
-- высокой прочностью — в 200 раз прочнее стали,
-- высокой электропроводностью — электроны в графене движутся со скоростью, близкой к скорости света, что делает материал идеальным проводником,
-- высокой теплопроводностью — материал может передавать тепло быстро и эффективно (в 10 раз лучше меди),
-- прозрачностью — монослой графена задерживает лишь 2,3% падающего на него света,
-- гибкостью — материал может быть изогнут в разные формы без потери своих свойств.

 

[Абармотик]

Плазма. Уникальное творение вселенной - источник энергии, причина мирозздания, фундаментальный кирпич человекорождения, причина всего и повод всему.

Что такое кварк-глюонная плазма (КгП):

Подробнее

Это агрегатное состояние вещества в физике высоких энергий и элементарных частиц, при котором протоны и нейтроны, составляющие ядра атомов, как бы «расплавлены», а кварки и глюоны (их фундаментальные строительные блоки) свободно «плавают», не будучи связанными вместе.

Раньше КгП рассматривалась как газ, но с 2005 года считается жидкостью, почти идеальной и сильно непрозрачной. Частицы в плазме интенсивно сталкиваются друг с другом, а не пролетают мимо, как в разреженной газовой среде.
Считается, что внутри нейтронных звёзд существует ядро из кварк-глюонной плазмы.
А так же, что ей было заполнено все пространство Вселенной в момент сразу после ее возникновения.
В июне 2005 года КгП была получена экспериментально на ускорителе RhiC Брукхейвенской национальной лаборатории США.

На рисунке показаны первые 10^21 степени секунд, после большого взрыва. Примерно через секунду начался нуклеосинтез_* (природный процесс образования ядер химических элементов тяжелее водорода). Температура, в этот момент, упала на 6 нулей.

П. С.
* Нуклеосинтез является причиной наблюдаемой распространённости химических элементов и их изотопов.

Таблица происхождения элементов:

Три главные стадии нуклеосинтеза включают в себя:
-- первичный нуклеосинтез (проходивший на начальных стадиях существования Вселенной в процессе Большого Взрыва),
-- звёздный нуклеосинтез (при спокойном горении и при взрывах звёзд),
-- а также нуклеосинтез под действием космических лучей.

Что такое холодная плазма ?

Подробнее

Как вы знаете, плазма - это ионизированный за счёт высоких температур газ, четвертое агрегатное состояние вещества. В ней атомы теряют часть своих электронов - в результате, вместо нейтральных атомов или молекул, в газе «плавают» свободные электроны и ионы. При этом, обычно, свободные электроны и ионы находятся в термодинамическом равновесии.

Однако, встречаются такие состояния плазмы, при которых температура электронов намного выше температуры тяжёлых частиц (ионов и нейтралов), т.е. "термализуются" только электроны, в то время, как остальные частицы не нагреваются.

Разновидностью обычной нетепловой (холодной) плазмы является ртутный газ в люминисцентной лампе, где «электронный газ» достигает температуры 20 000 К (19 700 °С),.. в то время как остальная часть газа (ионы и нейтральные атомы) - едва превышает комнатную температуру (по-этому лампу можно даже трогать руками во время работы, она слегка тёплая).

 

[Абармотик]

Минерал Алмаз.
Месторождения алмазов часто выглядят довольно зловеще, напоминая эдакие "туннели в ад". Причина этого - особенности залегания алмазоносных пород, а точнее, кимберлита.

Подробнее

Для образования алмазов нужны высокая температура (900-1300 градусов) и давление (40-50 тысяч атмосфер). Такие условия на Земле существуют лишь на больших (100-200 километров) глубинах, в расплавленной мантии - глубоко под твёрдой земной корой.

Но иногда в результате определённых катастрофических событий вещество мантии прорывается на поверхность, увлекая за собой глубинные породы, в том числе и алмазоносные. При этом течёт магма по узкому, почти строго вертикальному, слегка расширяющемуся к верху каналу. Этот канал называется кимберлитовой трубкой, и именно он определяет форму карьера, где добывают алмазы.
Амазы встречаются примерно в 8-10 % кимебрлитовых трубок, которых в настоящее время на планете открыто свыше полутора тысяч.

 

[Абармотик]

Минерал Вивианит
Зеленоватый стеклоподобный водный фосфат железа, химическая формула Fe3(PO4)2·8H2O - классический пример минерала, кристаллическая решётка которого относится к так называемой моноклинной сингонии.

Подробнее

• Цвет: Бесцветный, зелёный, голубой, тёмно-зелёный, голубовато-зелёный
• Цвет в порошке: Голубовато-белая
• Блеск: стеклянный
• Прозрачность: От прозрачного до непрозрачного
• Плотнтсть: 2,6 — 2,7 г/см³

Грани таких кристаллов имеют различную длину, а из двух характерных углов два равны 90 градусов, а третий имеет другую величину.
Если же и третий угол будет равен 90 градусов, то речь будет идти уже о так называемой ромбической сингонии (например, топаз).

Чистые кристаллы Fe3(PO4)2·8H2O прозрачны, бесцветны. На воздухе легко окисляются и меняют цвет, поскольку двухвалентное железо начинает окисляться до трёхвалентного, что влечёт за собой изменение цвета.
Кристаллы вивианита приобретают в зависимости от среды окраску от серо-синего до чёрно-синего оттенка и даже до тёмно-голубовато-зелёного цвета.

Небольшие количества марганца Mn^2+, магния Mg^2+ и кальция Ca^2+ могут заменять в структуре железо Fe^2+.
Минералы группы вивианита имеют общую формулу A3(XO4)2·8H2O, где A — двухвалентный атом Fe, Ni, Mg, Co, Zn, а X — либо фосфор, либо мышьяк.

Свойства:
-- Пластинки гибкие, но хрупкие.
-- В воде нерастворим.
-- Легко растворим в соляной и в азотной кислотах.
-- Как минеральная краска, мог использоваться с древнейших времён. Устанавливается в красочных слоях русских икон разного времени и школ.
-- Встречается в виде пластинчатых и игольчатых прозрачных кристаллов светло-зелёного цвета, на воздухе быстро изменяющих окраску на индигово-синюю, практически чёрную.
-- В Камеруне в слоях глины находили кристаллы длиной до одного метра.

 

[Абармотик]

Просто для интереса:
Кристаллы сахара (сверху) и соли (снизу) под мощным микроскопом.

Справа снизу на картинках есть шкала масштаба, отмеряющая 100 мкМ - что составляет 0,1 мм (одну десятую миллиметра).