Bola perak dalam seramik • Alexey Yapryntsev • Gambar saintifik hari mengenai "Elemen" • Fizik

Bola perak dalam seramik

Gambar ini, diambil menggunakan mikroskop elektron imbasan dan kemudian dicat, menangkap mikrosfer perak dengan diameter kira-kira 10 mikron, yang dikelilingi oleh zarah seramik dengan komposisi Bi2Sr2Co2Ox (bintik merah di latar belakang) – bahan dari kelas perovskite dengan sifat yang sangat menarik, khususnya, superkonduktiviti suhu tinggi. Bersama-sama, perak dan seramik membentuk bahan komposit dengan sifat yang sama-sama menarik: ia menjalankan arus elektrik (p-jenis semikonduktor), tetapi ia juga menjalankan haba yang sangat buruk. Ini bermakna bahawa dalam bahan ini, anda boleh mencipta kecerunan suhu yang signifikan, yang akan membawa kepada pengagihan semula caj, dan oleh itu, untuk munculnya kuasa elektromotive (kesan Seebeck). Penukaran tenaga termal ke dalam tenaga elektrik adalah harta penting dan relevan, kerana pada masa ini lebih daripada separuh tenaga yang dihasilkan oleh manusia hilang dalam bentuk panas. Dan peranti thermoelectric yang diperbuat daripada bahan komposit tersebut akan membantu mengurangkan kerugian ini.

Untuk mendapatkan seramik komposisi yang kompleks itu, ia perlu tepat memadankan nisbah semua komponen (bismut, strontium,kobalt dan perak), seragam mencampurkan sumber mereka (ini boleh menjadi serbuk oksida yang sepadan, dan penyelesaian berair daripada garam yang bersamaan) antara satu sama lain. Kemudian campuran yang dihasilkan dipindahkan ke keadaan pepejal, cuba mengekalkan penyebaran darjah komponen yang tinggi – untuk ini terdapat kaedah khas, contohnya sol-gel. Daripada bentuk campuran silinder, salah satu hujung yang disokong dalam keadaan lebur oleh radiasi laser. Dari hujung ini, bahan itu perlahan ditarik keluar dari zon cair, yang membawa kepada penghablurannya – biasanya dalam bentuk satu set kristal tunggal yang diregangkan dengan saiz 10-200 mikron. Kaedah "pedestal" ini (lihat pertumbuhan kekaki yang dipanaskan oleh Laser) adalah salah satu kaedah klasik untuk mengembangkan kristal tunggal.

Bentuk sfera menarik dari zarah perak adalah disebabkan oleh penghabluran dari penurunan. Perak cair tidak membasahi seramik, dan dalam keadaan lebur, komposit itu adalah dalam bentuk titisan perak dalam pencairan seramik, seperti emulsi minyak dalam air. Oleh kerana titik lebur perak lebih tinggi daripada seramik, ia akan mula mengkristal daripada titisan lelehannya yang tersebar di dalam pencairan seramik.Pembentukan bertentangan di atas permukaan zarah perak – lembing gunung – boleh dibentuk dengan cara yang berbeza: mereka boleh menjadi kedua-dua tepi sebenar kristal terbentuk, dan gelombang kinematic pemadatan langkah-langkah atom, yang dihasilkan dari arus konveksi di sekitar kejatuhan kristal. Ia boleh membezakan makrostep sebenar (dibentuk oleh muka) dari gelombang kinematic dengan membandingkan bulat kontur langkah. Bkira-kiraBulat yang lebih besar menunjukkan ketumpatan fraktal purata yang lebih tinggi di hujung langkah, yaitu kehadiran gelombang kinematik. Di samping itu, gelombang kinematic adalah objek bukan keseimbangan dan akan cenderung bergerak ke wajah kristal. Dalam gambar kita melihat proses pembentukan kontur yang jelas pada langkah-langkah yang dibundarkan. Dengan kata lain, lingkaran pada bola adalah gelombang kinetik, dan poligon adalah wajah kristal.

Gambar dari artikel M.A. Madre et al., 2016. Thermoelectrics. Ia diletakkan di sampul majalah Materials Today.

Lihat juga superkonduktiviti suhu tinggi:
Sumber superconductivity antara muka suhu tinggi ternyata menjadi lapisan oksida kuprum atom, Elemen, 11/13/2009.

Alexey Yapryntsev


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: