Давление, его влияние на вещество и его свойства

на страницах сайта

www.electrosad.ru

Интересные изменения происходят с веществом находящемся под давлением десятки и сотни тысяч кг/см². Но сверх высокое давление интересно не только алмазами, процессами происходящими в глубине планет. Само по себе применение высоких и сверхвысоких давлений позволит получить множество новых материалов с необычными физическими свойствами.

В статье "Давление и его влияние на вещество" описаны процессы происходящие с углеродом под давлением.

Под давлением более 10 т/см² перестраивается кристаллическая решетка углерода (C). Из плоской кристаллической решетки углерода, форма которой может быть о например гексагональной - с шестью атомами углерода в вершинах - плоская структура образованная атомами расположенными по вершинам шестиугольника (плоские тонкие пластинки), преобразуются в процессе синтеза в кристаллы с объемной структурой кристаллической решетки. Плотность углерода увеличивается с 2,23 г/см³ у графита, до 3,51 г/см³уалмаза.
После снятия давления кристаллы остаются в устойчивом состоянии.

Существуют мнения, что при давлениях более 10⁶ кг/см² многие вещества переходят в металлическую форму. Это тот же углерод, водород, кислород, ... .

Перспективы применения высокого давления.

Можно прогнозировать неожиданные результаты при проведении исследований поведения вещества под давлением.

И совсем не обязательно, чтобы давление было 10⁴ - 10⁶ кг/см². Неожиданности могут ожидать нас уже при давлении 10³ кг/см².

В результате синтеза под высоким и сверх высоким давлением, хорошо известные вещества приобретают новые физические свойства. Это сверхпрочные полимерные волокна, сверх твердые металлы, сверхпроводники работающие при нормальной температуре, полупроводники с большими скоростями носителей и другие материалы имеющие много новых интересных свойств. Многие из них могут иметь высокую стабильность при нормальных условиях.

Эти свойства определяются более высокой энергией связи между атомами вещества, более плотной упаковкой атомов в кристаллической решетке.

Высокое и сверх высокое давление может помочь нашей энергетике подняться на более высокую ступень и обеспечить энергетическое развитие человечества.

Синтез новых соединений и материалов.

Результатом синтеза под высоким и сверх высоким давлением могут быть получены:

- полимеры, обладающие высокой прочностью,

- новые полупроводниковые материалы, для чипов высокого быстродействия,

- новые устойчивые кристаллические структуры из хорошо известных веществ с новыми необычными физическими свойствами,

- новые сверхпроводники, работающие при комнатной температуре,

- электропроводящие полимеры.

Конечно, синтез при высоком давлении сложная проблема.

Но если искать методы получения высоких и сверх высоких давлений можно обнаружить что некоторые уже применяются.

Пример - синтез алмазов и исследования металлического водорода. Существуют другие публикации в которых просматриваются эффекты свойственные сверх высоким давлениям.

Получение энергии.

Хорошо известная установка типа «Токамак» на которой исследуются технология термоядерного синтеза имеют один существенный недостаток. В вакуумной камере, где происходит термоядерный синтез существует градиент давления и температуры направленный из зоны синтеза наружу. Это создает проблемы с удержанием плазмы. При возникновении реакции термоядерного синтеза эти градиенты возрастают, что усиливает проблемы.

Сверхвысокие давления это один из путей достижения термоядерного синтеза.

Для примера могу привести описание эксперимента в работе "Ядерный синтез в поле электрического заряда" Колдамаcова А. И. где термоядерный синтез идет при нормальном давлении.

Способы получения сверх высоких давлений.

Из известных уже сейчас способов получения высоких и сверх высоких давлений можно привести следующие.

Установки высокого давления,
Специальные механические конструкции, в том числе с подогревом,
В ударной волне взрыва,
В магнитном поле (для плазмы),
В поле статического заряда,
Во встречных потоках,

Существует множество других способов, но цель этой заметки не искать способы, а просто рассказать о возможности этих технологий и привлечь к ним Ваше внимание.

Может быть кто-то из Вас разработает в будущем технологию холодного термоядерного синтеза, синтеза новых материалов и даже веществ, ....

А высокое давление для химического синтеза можно иметь просто на больших глубинах мирового океана.

Заключение.

Исследования и практика высоких и сверх высоких давлений перспективная отрасль технологий. Прежде всего потому, что развитие техники требует новых конструкционных материалов. Новые материалы требуют все отрасли техники.

И похоже исследование технологий сверх высоких давлений даст не меньший, если не больший, экономический эффект, чем широко внедряемые сейчас нанотехнологии.

P.S.

Главная ошибка исследователей воздействия сверх высокого давления на вещество, в том, что, часто, они ищут в результате своих экспериментов новые неизвестные вещества. Хотя в результате синтезируются вещества химически тождественные исходному, но обладающие новыми внутренними структурами и поэтому приобретающие новые физические свойства.

Например - углерод в виде графита и алмаза остается углеродом. Оба они окисляется (горят) на воздухе, но имеет разные физические свойства.

А. Данилович

2008 г.

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору почтой.

2002 - 2020