Большая Советская Энциклопедия (СИ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читать полностью бесплатно хорошие книги txt) 📗
Мир геометрически правильных кристаллов связан в сознании людей с миром драгоценных и поделочных камней. Поэтому усилия многих учёных были направлены на синтез алмаза, рубина, аквамарина, сапфира и др. В начале века были получены С. к. рубина из растворов в расплавах поташа и соды в виде кристалликов темно-малинового цвета. Позже (в конце 19 в.) французский учёный Вернейль изобрёл специальный аппарат для получения С. к. рубина, который в дальнейшем был усовершенствован. Порошок Al2O3 с добавкой нескольких % Cr2O3 непрерывно поступает в зону печи, где происходит горение водорода в кислороде. Капли расплавленной массы попадают затем на более холодный участок затравки и тотчас же кристаллизуются. В СССР работают аппараты системы С. К. Попова, которые позволяют получать С. к. рубина в виде стержней диаметром от 20 до 40 мм и Длина до 2 м — для лазеров, нитеводителей, а также для стекол космических приборов. Большую долю С. к. рубина потребляет часовая промышленность, но основным потребителем синтетического рубина является ювелирная промышленность. Добавка к Al2O3 примесей солей Ti, Со, Ni и других позволяет получить С. к. различной окраски, имитирующие окраску сапфиров, топазов, аквамаринов (рис. 7, 8) и других природных драгоценных камней.
С. к. алмаза были получены в 50-х гг. из порошка графита, смешанного с Ni. Смесь прессуется в виде небольших (2—3 см) дисков, которые затем нагреваются до температуры 2000—3000 °С при давлении в 100—200 тыс. am. В этих условиях графит превращается в алмаз. Величина С. к. алмаза порядка десятых долей мм. В особых условиях удаётся получить С. к. алмаза до 2—3 мм. В СССР создана алмазная промышленность для нужд главным образом буровой техники. С. к. алмазов, конкурирующие с природными ювелирными образцами, пока получены в небольших количествах.
Начиная с 50-х гг. развивается промышленность органических С. к. — нафталина, стильбена, толана, антрацена и др., применяющихся в сцинтилляционных устройствах (см., например, Сцинтилляционный счётчик). Синтез этих кристаллов осуществляется в основном методом Чохральского. По размерам эти С. к. соперничают с крупными неорганическими (воднорастворимыми) кристаллами. Наиболее применяемые полупроводниковые кристаллы (Ge, Si, Ga, As и др.) в природе не встречаются. Все они выращиваются из расплавов в виде цилиндров диаметром от 10 до 20 см и Длина 30—50 см.
В лабораторных условиях из растворов расплавов выращивают С. к. феррогранатов и изумрудов. Однако промышленного развития эти методы ещё не получили. Развиваются исследования, связанные с промышленным выпуском синтетических драгоценных камней на основе алюмоиттриевых гранатов (гранатиты) (рис. 2а, 2б) и двуокисей циркония и гафния (фианиты). Это — С. к. с окраски, имитирующие изумруды, топазы и алмазы за счёт большого широкой гаммой преломления света.
Лит.: Федоров Е. С., Процесс кристаллизации, «Природа», 1915, декабрь; Вульф Г. В., Кристаллы, их образование, вид и строение, М., 1917; Шубников А. В., Как растут кристаллы, М. — Л., 1935; Аншелес О. М., Татарский В. Б., Штернберг А. А., Скоростное выращивание однородных кристаллов из растворов, [Л.], 1945; Попов С. К., Новый производственный метод выращивания кристаллов корунда, «Изв. АН СССР. Серия физическая», 1946, т. 10,№5—6; Штернберг А. А., Кристаллы в природе и технике, М., 1961; Условия роста и реальная структура кварца, в кн.: IV Всесоюзное совещание по росту кристаллов, Ер., 1972, ч. 2, с. 186; Мильвидский М. Г., Освенский В. Б., Получение совершенных монокристаллов полупроводников при кристаллизации из расплава, там же, ч. 2, с. 50; Багдасаров Х. С., Проблемы синтеза крупных тугоплавких оптических монокристаллов, там же, ч. 2, с. 6; Тимофеева В. А., Дохновский И. Б., Выращивание иттриево-железистых гранатов из растворов — расплавов на точечных затравках в динамическом режиме, «Кристаллография», 1971, т. 16, в. 3, с. 616; Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш., Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике, М., 1975.
В. А. Тимофеева.
Рис. 2б. Изделия из алюмогранатов.
Рис. 3. Синтетические кристаллы. Дигидрофосфат калия.
Рис. 7. Синтетические кристаллы. Аквамарин (на основе кварца).
Рис. 2а. Синтетические кристаллы феррогранатов.
Рис. 1. Синтетические водорастворимые кристаллы.
Рис. 4. Синтетические кристаллы. Сегнетова соль.
Синтетические кристаллы. Кварц.
Рис. 6. Синтетические кристаллы. Рубин.
Рис. 5. Синтетические кристаллы. Кварц.
Синтетические масла
Синтети'ческиемасла', жидкости, применяемые главным образом в качестве смазочных материалов, теплоносителей, гидравлических жидкостей. На основе С. м. готовят некоторые пластичные смазки. В качестве С. м. используют синтетические углеводороды, эфиры (в частности, эфиры фосфорной кислоты), полиорганосилоксаны (см. Кремнийорганические полимеры), галогениды углерода (см. Углерода галогениды), полиалкиленгликоли и др.
Синтетические углеводороды получают полимеризацией олефинов (этилена, пропилена и др.) или алкилированием ароматических углеводородов (бензола, ксилола и др.). Область применения в основном та же, что и масел нефтяных.
Эфиры получают главным образом взаимодействием одно- и двухосновных кислот с одно- и многоатомными спиртами. Наиболее часто используют эфиры сложныетипа диоктилсебацината или пентаэритритовые эфиры одноосновных кислот. Они имеют хорошие вязкостно-температурные характеристики, низкую испаряемость, повышенную, по сравнению с маслами нефтяными, термическая и химическая стабильность. Применяются в авиационных двигателях, в качестве трансмиссионных масел и гидравлических жидкостей. Особо устойчивы к высоким температурам (до 300—400 °С) и радиации полифениловые эфиры и эфиры a-дигидроперфторспиртов. В качестве негорючих гидравлических жидкостей используют эфиры фосфорной кислоты. Все эфиры имеют хорошие противоизносные свойства.
Полиорганосилоксаны — разновидность кремнийорганических полимеров — отличаются малой испаряемостью и достаточно высокой термической стабильностью. По вязкостно-температурной характеристике они превосходят все другие С. м., но уступают им по смазочному действию. Наиболее термически стабильные полифенилсилоксаны выдерживают нагревание выше 250 °С. Полиметилсилоксаны не застывают при температурах до —100 °С и ниже. Полиорганосилоксаны применяют для смазки малонагруженных узлов трения механизмов и приборов, работающих в широком диапазоне температур. Они используются также в амортизаторах, тормозных и демпферных устройствах, чему способствует высокая сжимаемость полиорганосилоксанов.
Галогениды углерода — углеводороды, в молекулах которых атомы водорода замещены на. фтор или фтор и хлор. Отличаются особой стойкостью к O2, HNO3, Н2О2 и др. химически активным соединениям. Имеют плохую вязкостно-температурную характеристику, высокую испаряемость. Наиболее ценные характеристики имеют перфторалкилполиэфиры (стабилизированные полимеры окиси перфторпропилена). Используют такие С. м. в ядерной и ракетной технике, в химической промышленности, при эксплуатации в условиях высоких температур или в контакте с агрессивными средами.
