Искусственный сапфир - материал будущего - Заброшенная лаборатория. Форум

Заброшенная лаборатория. Форум: Искусственный сапфир - материал будущего - Заброшенная лаборатория. Форум

Перейти к содержимому

Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Искусственный сапфир - материал будущего Новые разработки на основе сапфира

#1

Статус: Offline

  kovolchik  09 Август 2011 - 10:22

  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Уже много веков человечеству известны уникальные свойства сапфира. Современные технологии выращивания этого сверхпрочного минерала в промышленных условиях позволили значительно расширить область его применения. Ученые называют искусственный сапфир перспективным материалом, который может стать основой для революционных разработок будущего.

Прикрепленное изображение: сапфир.jpg
0
5

#2

Статус: Offline

  kovolchik  09 Август 2011 - 10:30

  • Автор темы
  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Сапфир представляет собой одну из разновидностей минерала корунда. Наиболее распространенным цветом сапфира считается синий, однако в природе встречаются и другие оттенки – оранжевый, желтый, розовый и зеленый. Такие камни носят название «фантазийных сапфиров». Разноцветность сапфиров обусловлена наличием различных примесей. Чистый корунд, или так называемый лейкосапфир, является бесцветным прозрачным минералом.

Прикрепленное изображение: Лейкосапфир.jpgЛейкосапфир
Сапфир способен выдерживать самые экстремальные условия - он устойчив к действию повышенных температур, не теряет своих свойств в кипящих растворах агрессивных веществ, а по показателю твердости уступает только алмазу. Сапфир выделяется среди прочих камней своим блеском и прозрачностью, камень отлично пропускает любое излучение. Идея использования этого камня в практических целях пришла человечеству уже давно. Однако природный сапфир – это достаточно дорогой камень небольших размеров, использование которого в промышленных масштабах было бы весьма затруднительно. Именно поэтому около ста лет назад ученым пришла в голову гениальная идея – выращивать монокристаллы сапфира в искусственных условиях. Воплотить идею на практике удалось лишь в начале 21 века. Сегодня область применения сапфира достаточно широка – камень незаменим в производстве линз, офтальмологических скальпелей, иллюминаторов космических кораблей, светодиодных ламп и многих других современных устройств.

Искусственный сапфир.

В последние годы ведется активная работа по выращиванию сапфиров в искусственных условиях. Ученые разрабатывают новые технологии, позволяющие изготавливать сапфир в промышленных масштабах. Большинство выращиваемых кристаллов сапфира имеют вес до 30 килограмм, но поиски способов увеличения размеров искусственных сапфиров по-прежнему продолжается.

Прикрепленное изображение: Искусственный сапфир.jpgИскусственный сапфир
В 2008 году ученые из Харьковского института монокристаллов (Украина) создали искусственный сапфир размерами 800х350х50 мм и массой 45 килограмм. Камень был выращен на установке "Горизонт-5", разработанной специалистами Луганского конструкторского бюро машиностроения (Украина). А в 2010 году сотрудники Южного научного центра Российской Академии Наук и Северо-Кавказского государственного технического университета (г. Ставрополь,Россия) создали технологию, позволяющую производить монокристаллы сапфира массой до 80 килограмм. Размеры и характеристики выращенного образца зависели от скорости и направления вращения сапфира, уровня температуры и размеров рабочей камеры. Рост кристалла происходил под контролем сложной системы управления. Такая технология позволила вырастить сапфир, абсолютно лишенный дефектов. В ближайшем будущем ученые планируют выращивать сапфиры массой более 100 килограмм. Новые искусственные камни отличаются не только более крупными размерами, но и повышенным качеством.

Тонкая прозрачная броня.

Одной из последних разработок стала технология производства тонкой прозрачной брони, выдерживающей попадание бронебойной пули из крупнокалиберной снайперской винтовки. Авторство изобретения принадлежит ученым Харьковского института монокристаллов. Структура брони подобна «бутерброду», в котором послойно располагается стекло, пластмасса и сапфир. Конусная пуля, столкнувшаяся с броней, в первую очередь встречается с сапфировым слоем, который меняет форму пули и сплющивает ее. Последующие слои предназначены для остановки перемещения цилиндрической пули. Для изготовления прозрачной брони используется искусственный сапфир, упрочненный специальными запатентованными методами (замена кристаллографических характеристик, насыщение структуры сапфира различными упрочняющими связями).

Прикрепленное изображение: Броня.jpg
Преимущества изобретения очевидны – броня на основе сапфира толщиной 30 миллиметров способна обеспечить такую же защиту, как бронебойное стекло толщиной 100 миллиметров. Испытания сапфирной брони уже проведены – выстрел из бронебойного оружия с близкого расстояния привел только лишь к образованию небольших трещин. Разработкой харьковских ученых уже заинтересовались спецслужбы, военная и космическая промышленность, а также известные автомобильные концерны. Прозрачная броня может быть эффективно использована при изготовлении иллюминаторов в космических кораблях и самолетах, защитных стекол в эксклюзивной технике и бронированных окон в VIP-автомобилях.

Эндопротезы из сапфира.

Не менее полезное изобретение на основе сапфира уже внедрено на практике. В конце прошлого года официальный статус был присвоен эндопротезу из сапфира - разработке специалистов Харьковского института патологии позвоночника и суставов им. Ситенко. Задумка создания сверхпрочного эндопротеза возникла еще 25 лет назад. Однако, только сейчас идея была воплощена в жизнь.

Прикрепленное изображение: Эндопротез из сапфира.jpg
До сих пор пАры трения в эндопротезах были изготовлены из материалов на основе молибдена, кобальта, хрома и полиэтилена. Замена этих материалов монокристаллами сапфира позволила сделать сустав практически нестирающимся. Сапфир никак не взаимодействует с тканями организма, а, следовательно, не разрушается со временем. Срок службы такого эндопротеза предположительно может составить не менее 25 лет. Первые попытки эндопротезирования на основе сапфира были единичными, а сейчас количество таких операций достигает нескольких сотен в год. В перспективе ученые планируют значительно увеличить число операций по установке эндопротезов из сапфира, а также заняться поставками своего изобретения за рубеж. На данный момент осуществить свои планы в полном масштабе мешает отсутствие четкой государственной программы.

Сапфир обладает набором уникальных качеств, многие из которых до конца не изучены. Самое крупное в Европе производство сапфира находится в Харьковском институте монокристаллов. Специалисты института создали «Энциклопедию сапфира», на своих страницах объединяющую всю информацию о применении и получении искусственных сапфиров. Основной акцент ученые делают на возможности изменения свойств сапфира с целью создания материала с уникальными характеристиками. Сегодня специалисты с уверенностью могут сказать, что искусственный сапфир – это материал будущего.

0

Поделиться темой:


Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Чтобы ответить в тему нужно Зарегистрироваться , это займет не больше минуты.

Свернуть категорию Похожие темы

  Название темы Автор Статистика Последнее сообщение
Открытая тема (есть новые ответы) Прикрепления Проект ИТЭР. Путь к энергетике будущего. kovolchik 
  • 4 Ответов
  • 16 472 Просмотров
Открытая тема (есть новые ответы) Прикрепления Фотоэлектрохимический суперконденсатор. Солнечная батарея будущего. kovolchik 
  • 2 Ответов
  • 7 813 Просмотров
Открытая тема (есть новые ответы) Прикрепления Recompose - трехмерный интерфейс будущего kovolchik 
  • 5 Ответов
  • 4 259 Просмотров
Открытая тема (есть новые ответы) Прикрепления Солнечная краска – источник энергии будущего kovolchik 
  • 1 Ответов
  • 3 885 Просмотров
Открытая тема (есть новые ответы) Прикрепления Учеными создан материал из наногенераторов Atlant 
  • 3 Ответов
  • 2 830 Просмотров

1 человек читают эту тему
0 пользователей, 1 гостей, 0 скрытых пользователей

Быстрый переход

Рекламные объявления:



Активные темы