Pěstování krystalů doma | Vzdělávací sociální síť

Číslo publikace RU2236489C1 RU2236489C1 RU2003112604/15A RU2003112604A RU2236489C1 RU 2236489 C1 RU2236489 C1 RU 2236489RU 1RU 2003112604RU 15 2003112604/15 A RU 2003112604/15A RU 2003112604 A RU2003112604 A RU 2003112604A RU 2236489 C1 RU2236489 C1 RUC Klíčové slovo autority RUC Pri2236489 umění RU 1 krystaly roztok křemene umělý umělý křemen Datum dosavadního stavu techniky 2003-04-30 Číslo přihlášky RU2003112604/15A Jiné jazyky Anglicky ( en ) Jiné verze RU2003112604A ( ru Vynálezce N.I. Konovalov (RU) N.I. Konovalov Yu.N. N. Zebrev Yu.G. Kolmogorov A.N Antonov E.K. (RU) M.I. závěr. Google neprovedl právní analýzu a neposkytuje žádné prohlášení ohledně přesnosti uvedeného data.) 2003-04-30 Datum podání 2003-04-30 Datum zveřejnění 2004-09-20 2003-04-30 Přihláška podaná uživatelem. Nikolaj Ivanovič Konovalov, Jurij Nikolajevič Zebrev, Kolmogorov Jurij Georgijevič, Antonov Alexandr Nikolajevič, Dudochkin Jevgenij Konstantinovič, Pokhlebajev Michail Ivanovič podal kritický patent Konovalov Nikolaj Ivanovič 2003-04-30 Priorita na RU2003112604RU15/2236489 1-2004-09 Schválena žádost Kritický 20 -2004- 09 Zveřejnění publikace RU20C2236489 Kritický patent/RU1C2236489/ru Publikace 1-2004-11 Publikace RU20A Kritický patent/RU2003112604A/ru

Krajiny

• Krystaly a následná úprava krystalů (OBLAST)

Abstraktní

Vynález se týká výroby umělých krystalů křemene za hydrotermálních podmínek za použití metody poklesu teploty. Podstata vynálezu spočívá ve způsobu výroby umělých krystalů křemene, včetně předběžné hydrotermální úpravy autoklávu a pěstování krystalů za hydrotermálních podmínek metodou poklesu teploty rekrystalizací křemenné vsázky na vertikálně orientované ZY-řezané semeno z vodného -alkalický roztok s přídavkem dusičnanu lithného LiNO₃ koncentrace 0,01-0,02 mol/l. V tomto případě se roztok Na používá jako vodně-alkalický roztok₂CO₃ a/nebo NaOH. Technickým výsledkem, kterého je dosaženo implementací vynálezu, je zlepšení kvality získaných umělých krystalů snížením koncentrace pevných vměstků. 1 platový list, 1 nemoc, 3 tabulky.

Popis

Vynález se týká výroby umělých krystalů křemene (dále jen IQC) za hydrotermálních podmínek metodou poklesu teploty.

Jedním z problémů, se kterým se výrobci ICC neustále potýkají, je výroba krystalů s nízkou koncentrací pevných inkluzí, v pěstitelské praxi nazývaných „prášek“. Doposud se na světovém trhu s umělým piezokřemenem provádí gradace kvality krystalu v souladu s normou Mezinárodní elektrotechnické komise (dále jen IEC) [1] s přihlédnutím k velikosti a počtu pevných vměstků, křišťálové kovy a křemíku. a dokonce i nejvyšší kategorie (Ia) umožňuje přítomnost krystalických krystalů v 1 cm3 materiálu několika vměstků o velikosti od 30 do 100 mikronů.

Je známá metoda pěstování ICC na horizontálně orientovaných semenech řezaných ZY, chráněných stínítky-držáky krystalů ve tvaru L s jednou z rovin Z, stejně jako konce semen ze strany kladného trigonálního hranolu [ 2].

„Jednostranné“ krystaly získané touto metodou, nazývané „blok“, nemají „prášek“. Inkluze nebo prášek je jakýkoli cizí materiál v krystalu syntetického křemene, který je viditelný při zkoumání v difuzním světle při osvětlení jasným světelným zdrojem; v tomto případě je krystal ponořen do imerzní kapaliny. Zejména nejběžnějším typem inkluze je minerál akmit (křemičitan sodnoželezitý). Tato metoda však neposkytuje úplné řešení problému, protože na světovém trhu jsou neustále vyžadovány „oboustranné“ krystaly. Pro snížení koncentrace „prášku“ je nutné důkladně vyčistit krystalizační zařízení, přísné požadavky na čistotu výchozích látek, filtraci pracovního roztoku při nalévání do autoklávu a také hydrotermální promývání autoklávu vodou s následným odvzdušněním kapalné fáze pod tlakem. Implementace všech těchto doporučení však nezaručuje příjem krystalů s obsahem pevných látek nejvýše třídy I (viz tabulka 1).

Požadavky na hustotu vměstků podle normy IEC pro krystaly třídy I a II
Hustota vměstků pro krystaly I. a II. stupně.

Technickým výsledkem, kterého je dosaženo implementací vynálezu, je zlepšení kvality získaných umělých krystalů snížením koncentrace pevných vměstků.

Tohoto technického výsledku je dosaženo tím, že způsob výroby umělých krystalů křemene zahrnuje předběžnou hydrotermální úpravu autoklávu a pěstování krystalů za hydrotermálních podmínek pomocí metody poklesu teploty rekrystalizací křemenné vsázky na vertikálně orientované semeno ZY řezané z vodného -alkalický roztok s přídavkem dusičnanu lithného LiNO₃ koncentrace 0,01-0,02 mol/l.

V tomto případě se roztok Na používá jako vodně-alkalický roztok₂S₃ a/nebo NaOH.

Obrázek ukazuje zařízení (autokláv) pro výrobu umělých krystalů hydrotermální syntézou.

Vertikální válcová nádoba 1 pod tlakem, vybavená ohřívači 2 a tepelnou izolací 3, je z poloviny naplněna drceným přírodním křemenem 4 (jako živné médium je použit žilný křemen). Nádoby s očkovacími deskami 5 fungují jako semena pro pěstování krystalů a jsou instalovány v horní části nádoby. Zárodečné krystaly se řežou na standardní velikosti a specifické krystalografické orientace a obvykle se připravují z dříve vypěstovaných krystalů. Spodní část nádoby je oddělena od horní části kovovou deskou (membránou) 6, která rozděluje komoru nádoby na dvě zóny: růstovou zónu 7 (horní část) a rozpouštěcí zónu 8 (spodní část).

Část zbývajícího prostoru se naplní vodně-alkalickým roztokem 9, obvykle uhličitanem nebo hydroxidem sodným, nádoba se hermeticky uzavře, nainstalují se přístroje měřící teplotu a tlak, provede se izolace a připojí se ohřívače. Ohřívače v obou zónách jsou regulovány samostatně, což spolu s membránou a izolací pomáhá zvýšit teplotu na 350 °C nebo více v horní zóně a téměř 400 °C ve spodní zóně. Jak teplota stoupá, roztok výrazně zvětšuje svůj objem a prakticky naplní celou nádobu, než dosáhne provozní úrovně. Při dalším zvýšení teploty již roztok nemusí zvětšovat svůj objem a tlak se díky zvýšení teploty rychle zvyšuje.

Během stejné doby ohřevu se část křemene rozpustí a v roztoku se vytvoří křemičitan sodný. Speciálně vytvořený teplotní rozdíl slouží dvěma účelům. Protože rozpustnost křemene roste s teplotou, má roztok ve spodní zóně při nasycení vyšší koncentraci rozpuštěné látky než v horní zóně. Také tím, že je teplejší, a tudíž méně hustý, stoupá. Roztok, nasycený při vysoké teplotě, stoupá do horní zóny, tam se ochlazuje, stává se přesyceným a přebytek rozpuštěného oxidu křemičitého se ukládá jako křemen na destičkách semen.

Zároveň méně horký a hustší roztok v horní zóně spadá do spodní zóny, kde se zahřívá a pokračuje v rozpouštění živného média. Po celou dobu růstu, která může trvat od tří týdnů do 6 měsíců, tak ve výjimečných případech, v závislosti na podmínkách a na požadované kvalitě a tloušťce, dochází k rozpuštění živného média, transportu rozpuštěných látek konvekčním prouděním a růstu krystalů. pod vlivem neustálého růstu zárodečných krystalů.

Pokusy na průmyslových autoklávech ukázaly, že k získání ve výrobním cyklu (Produkční cyklus – proces pěstování ICC v jednom autoklávu od naložení až po ukončení růstu a extrakce produktů) alespoň 90 % krystalů s hustotou inkluzí ne více než stupeň I, je nutné pěstovat s přísadou LiNO₃, jehož koncentrace by se měla pohybovat v rozmezí od 0,01 do 0,02 mol/l (dále M) pracovního roztoku. Odchylka hodnoty koncentrace LiNO₃ ve větší i menší míře vede ke zvýšení „práškovitosti“.

Podle technologického předpisu bylo ve výrobě instalováno 11 cyklů na průmyslových autoklávech o objemu 1,5 až 7 m 3 . Před každým cyklem bylo provedeno hydrotermální zpracování autoklávů za následujících provozních podmínek: vodný roztok s koncentrací 1 % NaOH; teplota od 330 do 350 °C; tlak od 60 do 70 MPa; výdrž na provozních parametrech byla 1 hodina, následovalo odvzdušnění kapalné fáze pod tlakem. Dále byly krystaly křemene pěstovány v připravených autoklávech na vertikálně orientovaných ZY řezaných semenech za hydrotermálních podmínek metodou poklesu teploty ve vodných roztocích s koncentrací 7 % Na₂CO₃ plus 0,5% NaOH s přísadami LiNO₃. Celkový obsah iontů Ca 2+ a Mg 2+ ve vodě použité k přípravě pracovních roztoků nepřesáhl 30 miligramekvivalentů na 1 litr. Všechny použité chemikálie. reagencie měly stupeň kvality alespoň „Ch“ [3]. Složení nečistot v počáteční dávce je uvedeno v tabulce 2.

Výsledky výrobních běhů jsou uvedeny v tabulce 3. Prezentované výsledky naznačují, že hydrotermální úprava autoklávu před cyklem a odpovídající přísada LiNO₃ poskytnout křemen s hustotou vměstků ne větší než 14 kusů na 1 cm3 krystalického materiálu.

Tato práce nám umožňuje vyvodit určité závěry a odpovědět na hlavní otázku: je možné vypěstovat krystaly určitých látek doma během krátké doby?

Stáhnutí:

Příloha	velikost
projekt.docx	2.47 MB
doklad.docx	16.55 KB
vyrashchivanie_kristallov_v_domashnih_usloviyah.pptx	2.67 MB

Náhled:

Chcete-li použít náhled, vytvořte si účet Google a přihlaste se k němu: https://accounts.google.com

Náhled:

Dobré odpoledne, účastníci konference a vážená porota. Rádi bychom vám představili výzkumný projekt na téma: „Pěstování krystalů doma“.

Cílem projektu je experimentálně vypěstovat krystaly soli, síranu měďnatého, cukru a jedlé sody.

• studovat informace o krystalech a jak je pěstovat doma;
• pěstovat krystaly různých látek pomocí experimentu;
• analyzovat získané výsledky a vyvozovat závěry;
• prezentovat projekt na konferenci.

Praktickou aplikací tohoto projektu je zjistit, zda si kdokoli dokáže vypěstovat krystaly doma vlastníma rukama a s trochou snahy.

Když slyšíme slovo krystal, představíme si jedinečný výtvor přírody. Krystaly jsou v různých barvách a jsme ohromeni jejich průhledností, hladkým, rovným povrchem hran a jasným, pravidelným tvarem. Když se podíváme na krystal, představíme si osobu, která mu dala tak bezchybný vzhled. Naše mysl prostě nemůže přijít na to, že jde o výtvor přírody.

Myslíme si, že krystaly jsou vzácný jev, ale ve skutečnosti se s nimi setkáváme velmi často již od narození. Krystaly jsou sněhové vločky, mrazové vzory na skle, drahé kameny ve špercích, tuha v tužce a mnoho dalšího. Léčíme se látkami složenými z krystalů, stavíme z nich budovy a stavby, jíme krystalizované látky, jako je cukr nebo sůl. Je to úžasné, ale naše tělo je zčásti tvořeno krystaly.

V dávných dobách lidé přikládali krystalům velký význam a věřili, že mají léčivé a další pozitivní vlastnosti.

Lidé si uvědomili, že některé vynálezy by bez krystalů nefungovaly, a tak se je naučili sami pěstovat. Kameny jako kubické zirkonie, smaragdy, diamanty a rubíny jsou umělé krystaly, které se úspěšně pěstují a široce používají v průmyslu. Internetové zdroje a encyklopedie říkají, že krystaly lze pěstovat nejen v laboratořích, ale i doma. Poté, co jsme se dozvěděli a přečetli tyto informace, rozhodli jsme se zkusit vypěstovat krystaly ve třídě a popsat výsledek získaný v tomto projektu.

V průběhu řešení projektu byly analyzovány informační zdroje za účelem získání informací o krystalech.

Druhou fází práce bylo nastavení experimentu, při kterém jsme zjišťovali, jaký výsledek lze získat při domácím pěstování krystalů různých látek. Během experimentální části jsme míchali různé látky s vodou, abychom získali přesycené koncentrované roztoky, ze kterých jsme následně vypěstovali krystaly. Podařilo se nám vypěstovat krystaly síranu měďnatého, sody, soli a cukru.

V důsledku experimentu byly učiněny následující závěry:

• krystaly sody a soli jsou bílé barvy, mají drsnou, neprůhlednou strukturu a velmi snadno se ničí při působení síly, krystaly síranu měďnatého a cukru jsou odolnější;
• krystaly síranu měďnatého a cukru ve svých vnějších vlastnostech připomínají drahé kameny a sůl a soda připomínají sněhovou námrazu;
• nejrychleji rostou doma krystaly síranu měďnatého (získání krásného krystalu trvá necelý měsíc), nejpomaleji rostou krystaly cukru (pořízení prototypu nám trvalo 5 měsíců);
• Podle technologie pěstování krystalů doma musely ty nejlepší vzorky růst na niti. Podle výsledků našeho experimentu se nejkrásnější a největší krystaly síranu měďnatého a cukru vytvořily na dně nádoby, ve které se roztok nacházel. Na niti vyrostly jen krystaly soli a sody;
• krystaly různých látek mají různé struktury, tvary, barvy atd., to znamená, že mají různé vlastnosti;
• pokud je potřeba zvětšit velikost krystalu, můžete do roztoku přidat nový koncentrovaný roztok, nebo látku, ze které krystal vyrábíte;
• Je důležité si uvědomit, že krystal se může rozpustit ve vodě, pokud je koncentrace roztoku nízká.

Náš experiment ukázal, že každý má možnost vypěstovat si doma velké a krásné krystaly. Krystaly lze pěstovat v jakékoli barvě a velikosti, vše záleží na vaší touze. Obecně je pěstování krystalů velmi zajímavou a vzrušující činností.

Náhled:

Chcete-li používat náhled prezentací, vytvořte si účet Google (účet) a přihlaste se: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

MBOU “Isinskaya střední škola” Projekt-výzkumná práce na téma: “Pěstování krystalů doma” Vypracoval: Vladislav Slezhenkov, student 5. ročníku Vedoucí: N.S Vikulova

Cílem projektu je experimentálně vypěstovat krystaly soli, síranu měďnatého, cukru a jedlé sody. Předmět studia: krystaly síranu měďnatého, soli, cukru a jedlé sody. Předmět výzkumu: proces růstu krystalů.

Cíle výzkumu: 1) prostudovat informace o krystalech a metodách jejich domácího pěstování; 2) pěstovat krystaly různých látek pomocí experimentu; 3) analyzovat získané výsledky a vyvodit závěry; 4) prezentovat projekt na vědecké a praktické konferenci.

Metody výzkumu: 1) vyhledávání informací; 2) informační analýza; 3) nastavení experimentu; 4) pozorování; 5) zaznamenávání výsledků; 6) srovnávací analýza získaných vzorků.

Jedná se o pevné látky, které mají přirozenou vnější formu pravidelných symetrických mnohostěnů, založených na jejich vnitřní struktuře, tedy na jednom z několika specifických pravidelných uspořádání částic, které tvoří krystaly

Krystaly kolem nás:

Krystaly kolem nás:

Magické vlastnosti krystalů: Ametyst – pomáhá vidět šťastné sny; Smaragd – chrání námořníky před bouří; Safír – poskytuje protijed na uštknutí štírem; Diamant – chrání před nemocemi; Topaz – přináší štěstí v listopadu Granát – přináší štěstí v lednu atd.

Umělé krystaly: Cubic Zirconia Emerald Ruby Diamond

Existují dva způsoby pěstování krystalů doma: 1) odpařování vody z koncentrovaného roztoku, ve kterém se látka nachází; 2) ochlazení koncentrovaného roztoku.

Rozhodli jsme se pěstovat krystaly: sůl; síran měďnatý; Sahara; jedlá soda.

Co jsme dostali:

V důsledku práce na projektu jsme učinili následující závěry: 1) krystaly sody a soli jsou bílé barvy, mají drsnou, neprůhlednou strukturu a jsou velmi snadno zničeny, když jsou vystaveny působení síly, zatímco krystaly síranu měďnatého a cukru jsou odolnější; 2) ve svých vnějších vlastnostech připomínají krystaly síranu měďnatého a cukru drahé kameny a cukr a soda připomínají sněhovou námrazu (hromadu sněhu); 3) nejrychleji rostou doma krystaly síranu měďnatého (k získání krásného krystalu je potřeba méně než měsíc), nejpomaleji rostou krystaly cukru (nám trvalo 5 měsíců, než jsme získali krásné vzorky);

V důsledku práce na projektu jsme učinili následující závěry: 4) podle technologie pěstování krystalů doma by nejlepší vzorky měly růst na niti. Podle výsledků našeho experimentu se nejkrásnější a největší krystaly síranu měďnatého a cukru vytvořily na dně nádoby, ve které se roztok nacházel. Na niti vyrostly jen krystaly soli a sody; 5) krystaly různých látek mají různé struktury, tvary, barvy atd., to znamená, že mají různé vlastnosti; 6) pokud je potřeba zvětšit velikost krystalu, můžete do roztoku přidat nový koncentrovaný roztok nebo látku, ze které krystal vyrábíte; 7) Je nutné pamatovat na to, že krystal se může rozpustit ve vodě, pokud je koncentrace roztoku nízká.

Závěry: 1. Každý má možnost vypěstovat si doma velké a krásné krystaly; 2. Krystaly lze pěstovat v jakékoli barvě a velikosti, vše závisí na vaší touze; 3. Pěstování krystalů je velmi zajímavá a vzrušující činnost.