Презетація «Штучні алмази у техніці та способи їх отримання»

Про матеріал
Презентація допоможе більше дізнатися про алмази, їх властивості та сфери застосування у сучасному житті.
Зміст слайдів
Номер слайду 1

«Штучні алмази у техніці та їх способи отримання»

Номер слайду 2

Зміст: Мета...................................................................................... 3 Алмази та їх різновиди....................................................... 4 Шляхи отримання штучних алмазів................................. 8 Сфери використання штучних алмазів............................17 Список джерел, що були використані в ході роботи над проектом.

Номер слайду 3

Мета:  Ознайомити учнів з визначеннями: алмази, штучні алмази; розкрити їх значення для сучасного  технічного обладнання. ​    Розповісти учням про застосування штучних алмазів в різних сферах життєдіяльності.​   Ознайомити з різними видами штучних алмазів та їх відмінностями від натуральних, способи отримання штучних алмазів.

Номер слайду 4

 Алмази та їх різновиди

Номер слайду 5

Що таке алмаз?    Алмаз  — мінерал класу самородних неметалів, тверда кристалічна алотропна видозміна карбону кубічної сингонії.     Алмаз належить до дорогоцінних каменів і є найтвердішим з відомих мінералів (твердість 10 за шкалою Мооса).      Алмаз складається приблизно на 96-99,8% з вуглецю, 0,2-0,3% складають домішки хімічних елементів, таких як азот, кисень, алюміній, бор, кремній, марганець, мідь, залізо, нікель, титан, цинк і ін.       Безбарвні алмази зустрічаються рідко. 

Номер слайду 6

Перший алмаз

Номер слайду 7

Штучні алмази: коли копія не гірше оригіналу       Однак, синтетична копія анітрохи не поступається оригіналу.  Штучні алмази перевершують натуральні по твердості і чистоті, краще піддаються огранювання.              Штучні камені мають відсутність дефектів (мікротріщини, вкраплення, помутніння). При цьому вони значно дешевше дорогоцінних алмазів.        Синтетичний алмаз – це копія, створена  «за образом і подобою» оригіналу – природного каменю. У неї точно така ж структура, властивості та інші параметри.

Номер слайду 8

Шляхи отримання штучних алмазів

Номер слайду 9

Початок ери штучних алмазів       Через свої властивості алмаз знайшов застосування в багатьох галузях промисловості та ювелірного мистецтва. Але природні алмази рідкісні і дороги.        Щорічне виробництво їх становить кілька мільйонів карат. І велика їх частина застосовується для технологічних потреб так як алмазний пил є чудовим абразивом. Тому ідея створення штучних алмазів дуже давно хвилювала уми вчених.

Номер слайду 10

Першим в 1939 році виконав термодинамічний розрахунок лінії рівноваги графіт-алмаз Овсей Ілліч Лейпунский — радянський фізик, що послужило основою синтезу алмазу з графіто-металевої суміші в апаратах високого тиску. Даний метод штучного отримання алмазів вперше в 1953 році був здійснений в лабораторії фірми АСЕА (Швеція). Синтез здійснювався при тиску 50 000 атм. і температурі 2000°С. Перші штучні алмази коштували в 30 разів дорожче природних, але вже до початку 60-х років їх вартість істотно знизилася.

Номер слайду 11

Номер слайду 12

НРНТ-алмази Всі компоненти розміщують в спеціальному пристрої, що нагадує автоклав в певному порядку.  Метал в процесі плавиться, і графіт осідає на затравку.       Синтез триває від 4 до 10 днів, все залежить від необхідних розмірів каменю. Весь потенціал методики не розкритий, і не всі вчені довіряли цій технології, поки не побачили створені великі кристали ювелірної якості.       Ця методика близька до природних умов. При ній необхідно дотримуватися температуру 1400 градусів Цельсія і тиск в 55000 атмосфер.

Номер слайду 13

CVD-алмази     Технологія старіша і перевірена, ніж HPHT-виробництво. Саме вона створює промислові алмази, які можна використовувати навіть для лез в мікрохірургії. В таких камерах створюються вакуумні умови, після чого простір заповнюється газами водню і метану. Гази розігріваються за допомогою СВЧ-променів до температури 3000 градусів . Синтетичний алмаз, створений за цією технологією, виходить без домішок азоту, здатна дати чистий і великий кристал. Складніше буде відрізнити від натурального.

Номер слайду 14

Спосіб вибухового синтезу      Одна з останніх задумів вчених, що дозволяють отримати штучний алмаз. Методика дає можливість отримати штучний камінь за рахунок детонації вибухових речовин і подальшого охолодження після вибуху.      Кристали в результаті виходять дрібні, але спосіб наближений до природного утворення мінералів.

Номер слайду 15

Меморіальні алмази    А ще недавно виник напрямок, що дозволяє створювати меморіальні алмази. Ця тенденція дозволяє увічнити пам'ять про людину в камені.     Для цього тіло після смерті піддається кремації, а з праху виготовляється графіт. Далі графіт використовується в одному із способів синтезу алмазів. Так, камінь містить в собі останки тіла людини.

Номер слайду 16

        Діагностика алмазу. Також, штучні діаманти реагують на сильні магніти.

Номер слайду 17

„Красу не оценить неискушенным глазом. Алмазы огранить возможно лишь алмазом.“Сфери використання штучних алмазів

Номер слайду 18

1) Застосування алмазів в ювелірній справі      Алмази полірують і шліфують тільки такими ж алмазами. Ця нехитра техніка була відкрита в Індії, коли один з ювелірів, потерши один алмаз про інший, виявив, що обидва починають яскраво блищати і світитися. Цікавим фактом є те, що методика шліфування алмазів зберігалася в таємниці дуже довго.        Сучасні способи припускають використання алмазного порошку для полірування поверхонь дорогоцінних каменів, золотих і срібних оправ, кремнієвих пластин.

Номер слайду 19

2) Медична сфера використання Алмаз став незамінним матеріалом в медичній сфері. Хоча це нова область його застосування, зрозуміло, що за ним майбутнє. Поки основна сфера застосування алмазів – створення якісного інструменту. Скальпель зі спеціальним покриттям використовується в хірургії, роблячи розрізи більш точними. Він незамінний при складних операціях. Наприклад, на спинному або головному мозку. Матеріал застосовується при виготовленні стоматологічного обладнання. В стадії розробки знаходиться проект медичного лазера, де мінерал виступить в якості провідника.

Номер слайду 20

3) Алмазні кришталики      Алмазний кришталик має високу біосумісність і більш високий коефіцієнт заломлення порівняно з іншими матеріалами, що забезпечує і більш якісний зір.      Він має кращу якість, ніж "протези" з інших матеріалів, зокрема, пластмаси та лейкосапфіру.

Номер слайду 21

4) Лазер. Використання алмазних перетворювачів, як виявили вчені, здатне підвищити якість і яскравість вихідного пучка приблизно на 50% у порівнянні з вхідним. Дослідники використовували цю властивість для перетворення довжини хвилі промення в менш небезпечну для людських очей. Лазери цій частині спектра широко застосовуються в різних областях, включаючи дистанційне зондування і зв'язок між військовими кораблями.

Номер слайду 22

МРТ

Номер слайду 23

5) Свердління та різання. Завдяки своїй твердості штучні, вирощені алмази широко застосовуються для різання та шліфування різних поверхонь. Сьогодні практично всі пили, свердла, абразиви, шліфувальні і ріжучі інструменти мають деталі з штучної алмазної насічкою. Гірська і видобувна промисловість теж без алмазів  не обходиться. Адже прокладання тунелів, буріння шахт і багато іншого вимагає від робочих матеріалів великої міцності.

Номер слайду 24

6) Комп'ютерні технологіїУ порівнянні з кремнієм алмази мають значні переваги по теплопровідності і утриманню енергії. Ці мінерали можуть не втрачати своєї працездатності при нагріванні. Плюс до цього буде зберігатися до 90% енергії, яка зазвичай витрачається в процесі перенесення електронів. Область застосування алмазних чіпів практично безмежна.     Дослідження в області квантової фотоніки не обходяться без досконалої структури алмазу.      Цей матеріал є ефективним носієм інформації, а також добре підходить для квантових обчислень. ​

Номер слайду 25

7) Захист та точність. Вчені, які працюють в галузі фізики і хімії, у своїх експериментах використовують алмаз в якості захисного матеріалу від дуже агресивного навколишнього середовища, яка здатна знищити навіть скло (наприклад, плавикова кислота). До того ж, завдяки цим кристалам, зараз можна досягти разючої точності, в оптиці, квантовій фізиці і навіть в експериментах, пов'язаних з космічними польотами.

Номер слайду 26

Список джерел, що були використані в ході роботи над проектом:https://uk.wikipedia.org/wiki/http://bibliograph.com.ua/estestvoznanie-2/140 https://lubikamni.ru/almaz/iskusstvennye-almaz https://jewellerymag.ru/gems/precious/diamond/ https://eventwikitit.ru/sad-gorod/28020-jak-otrimujut-i-de-vikoristovujut-shtuchni-almazi https://pirusphysics.wordpress.com/category/https://uk.wikipedia.org/wiki/http://dovidka.biz.ua/ernest-rezerford-biografiya/

pptx
Додано
15 листопада 2019
Переглядів
33347
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку