Verbum

ЗВЫШЦВЁРДЫЯ МАТЭРЫЯ́ЛЫ матэрыялы, цвёрдасць матэрыялаў якіх сувымерная з цвёрдасцю алмазу. Адрозніваюць прыродныя (алмаз) і сінт. (найб. пашыраны сінт. алмазы і кубічны нітрыд бору), мікрацвёрдасць якіх — 60—100 ГПа. Маюць высокія трываласць, зносаўстойлівасць, цеплаправоднасць. Хімічна інертныя. Сінт. З.м. атрымліваюць з вугляроду і нітрыду бору пры высокім ціску (4—12 ГПа) і т-рах ад 1200 да 2200 °C у спец. камерах. Выкарыстоўваюць у выглядзе парашкоў, мона- і полікрышталёў, кампазітаў, плёнак для вырабу абразіўных, металарэзных, горна-буравых інструментаў. На Беларусі даследаванні па стварэнні З.м. праводзяцца з 1960 у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН. Распрацаваны тэхналогіі атрымання сінт. алмазаў, кубічнага нітрыду бору, у т. л. полікрышт. («белбор»), кампазітаў на іх аснове, наладжана вытв-сць гэтых матэрыялаў. Парашкі сінт. алмазаў выпускаюць на Гомельскім ВА «Крышталь».

В.Б.Шыпіла.

т. 7, с. 42

КРЫШТАЛЯФІ́ЗІКА,

раздзел фізікі, у якім вывучаюцца фіз. ўласцівасці крышталёў у сувязі з іх атамным (хімічным) саставам і будовай крышталічнай рашоткі. Для крышталёў характэрна анізатрапія, іх анізатропныя ўласцівасці характарызуюцца сукупнасцю некалькіх незалежных велічынь і апісваюцца тэнзарамі.

Кожны крышталь у адносінах да адных уласцівасцей можа. быць анізатропным, да другіх — ізатропным. Наяўнасць залежнасці якой-н. уласцівасці ад напрамку ў крышталі і колькасць незалежных велічынь, якімі гэтая ўласцівасць апісваецца, вызначаюцца прыродай самой уласцівасці і сіметрыяй крышталя. Некаторыя фіз. ўласцівасці крышталёў не могуць залежаць ад напрамку, напр., цеплаёмістасць, шчыльнасць. Гл. таксама Крышталяграфія, Крышталяоптыка.

Літ.:

Най Дж. Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц: Пер. с англ. 2 изд. М., 1967;

Сиротин Ю.И. Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. 2 им, М., 1979;

Современная кристаллография. Т. 4. М., 1981.

Б.Б.Бойка.

т. 8, с. 529

МОНАКРЫШТА́ЛЬ,

(ад мона... + крышталі), асобны крышталь з адзінай неперарыўнай крышт. рашоткай. Характэрная асаблівасць М. — залежнасць большасці яго фіз. уласцівасцей ад напрамку (анізатрапія). Усе яго фіз. ўласцівасці (эл., магн., аптычныя, акустычныя, мех. і інш.) звязаны паміж сабой і абумоўлены крышт. структурай, сіламі сувязі паміж атамамі і энергет. спектрам электронаў (гл. Зонная тэорыя).

Многія М. маюць асаблівыя фіз. ўласцівасці: алмаз вельмі цвёрды, сапфір, кварц, флюарыт — надзвычай празрыстыя, ніткападобныя крышталі карунду рэкордна моцныя. Многія М. адчувальныя да знешніх уздзеянняў (святла, мех. напружанняў, магн. і эл. палёў, радыяцыі і інш.) і выкарыстоўваюцца як пераўтваральнікі ў квантавай электроніцы, радыёэлектроніцы, лазернай фізіцы, акустыцы і інш. Прыродныя М. трапляюцца рэдка, найчасцей маюць малыя памеры і вял. колькасць дэфектаў структуры (гл. Дэфекты ў крышталях) Таму ў электронным прыладабудаванні выкарыстоўваюць штучныя М. з дасканалай крышт. структурай, зададзенымі ўласцівасцямі і памерамі (гл. Сінтэтычныя крышталі). Створана вял. колькасць сінтэтычных М., якія не маюць прыродных аналагаў.

Літ.:

Лодиз Р.А., Паркер Р.Л. Рост монокристаллов: Пер. с англ. М., 1974;

Нашельский А.Я. Монокристаллы полупроводников. М., 1978.

т. 10, с. 517

ГРАНІ́ЛЬНАЯ СПРА́ВА,

апрацоўка паверхні прыродных і сінт. мінералаў-самацветаў і шкла для ювелірных і тэхн. мэт. Уключае працэсы рэзкі, абдзіркі, стварэння граней, паліраванне. Робіцца на спец. (у т. л. гранільных) станках з дапамогай алмазнага інструменту, паліравальных парашкоў і розных прыстасаванняў.

Зыходная сыравіна для вырабу ювелірных камянёў (уставак, пацерак, падвесак і да т.п.) — самацветы з высокім (больш за 1,54) паказчыкам пераламлення святла (пераважна алмазы), вырабныя каляровыя камяні прыгожых расфарбовак і натуральнага малюнка, бясколернае і афарбаванае шкло (празрыстае, без унутр. дэфектаў, якое імітуе аграначныя самацветы). Выраб брыльянтаў уключае распілоўку алмаза на часткі, абточванне па форме, агранку. Гатовыя брыльянты класіфікуюць і ацэньваюць. Мінералы-самацветы таксама распілоўваюць, ім надаюць папярэднюю форму, наносяць грані, паліруюць. Гранільная справа вядомая з 3-га тыс. да н.э. (Стараж. Егіпет, Месапатамія). Значнае развіццё пачалося з вынаходства ў 1456 у Галандыі гранільнага станка, які даў магчымасць рабіць найб. дасканалы від агранкі — брыльянтавую. У 19 і 20 ст. гранільная справа механізуецца, з’явіліся дасканалыя станкі, прыстасаванні і інструменты.

На Беларусі апрацоўкай алмазаў займаецца прадпрыемства «Крышталь» (Гомель). Гл. таксама Алмазная прамысловасць, Граненне.

т. 5, с. 406

ДЫФРА́КЦЫЯ РЭНТГЕ́НАЎСКІХ ПРАМЯНЁЎ,

з’ява, што выяўляецца пры пругкім рассеянні рэнтгенаўскіх прамянёў крышталямі (або малекуламі вадкасцей і газаў), пры якім з першаснага пучка прамянёў узнікаюць другасныя адхіленыя пучкі той жа даўжыні хвалі.

Д.р.п. эксперыментальна выяўлена ням. фізікамі М.Лаўэ, В.Фрыдрыхам і П.Кніпінгам (1912) як доказ хвалевай прыроды рэнтгенаўскіх прамянёў. Крышталь з’яўляецца натуральнай трохмернай дыфракцыйнай рашоткай (адлегласці паміж атамамі аднаго парадку з даўжынёй хвалі λ); напрамак дыфракцыйных максімумаў у агульным выпадку падпарадкоўваецца ўмовам Лаўэ: a(cosα − cosα₀) = hλ, b(cosβ − cosβ₀) = kλ, c(cosγ − cosγ₀) = lλ, дзе a, b, c — памеры крышт. рашоткі, α₀, β₀, γ₀ — вуглы, што ўтварае падаючы прамень, α, β, γ — рассеяны прамень з восямі крышталя, h, k, l — цэлыя лікі (індэксы Мілера). Дыфракцыйную карціну назіраюць на нерухомым крышталі з выкарыстаннем поліхраматычнага выпрамянення (Лаўэ метад), пры вярчэнні або ваганнях крышталя, а таксама на полікрышталях пры асвятленні монахраматычным выпрамяненнем (гл. Дэбая—Шэрэра метад). Д.р.п. выкарыстоўваецца для даследаванняў атамнай структуры рэчыва, рашэння задач матэрыялазнаўства, у рэнтгенаўскай спектраскапіі. Гл. таксама Рэнтгенаўскі структурны аналіз, Рэнтгенаграфія матэрыялаў.

Літ.:

Иверонова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. 2 изд. М., 1978.

М.М.Аляхновіч.

т. 6, с. 302

КРЫШТАЛЯО́ПТЫКА,

раздзел оптыкі, які вывучае законы распаўсюджвання святла ў крышталях. Метадамі К., шырока даследуюцца мінералы, горныя пароды і інш. крышталічныя рэчывы (напр., гл. Палярызацыйна-аптычны метад даследаванняў).

Адна з асаблівасцей крышталяў — аптычная анізатрапія, з-за якой іх аптычныя ўласцівасці (паказчыкі пераламлення, аптычная актыўнасць, паглынальная здольнасць) розныя па розных напрамках. Гэта выяўляецца ў падвойным праменепраламленні, дыхраізме і інш. з’явах. У макраскапічнай К. рэчыва характарызуюць тэнзарамі дыэл. і магн. пранікальнасцей, эл.-праводнасці і аптычнай актыўнасці. У мікраскапічнай К. гэтыя ж велічыні звязваюцца з уласцівасцямі часціц, якія ўтвараюць крышталь, з іх узаемным размяшчэннем і ўзаемадзеяннем. Аптычныя канстанты (паказчыкі пераламлення і іх рознасці, агульная аптычная характарыстыка крышталя, сувязь аптычных і крышталеграфічных напрамкаў і інш.) для дыягностыкі крышт. рэчываў вызначаюцца ў шліфах ці асобных зернях (гл. Імерсійны метад) на спец. палярызацыйным мікраскопе. На Беларусі ў Ін-це фізікі Нац. АН пад кіраўніцтвам Ф.І.Фёдарава распрацавана агульная тэорыя распаўсюджвання святла ў крышталях, дадзена рашэнне многіх прынцыповых задач.

Літ.:

Федоров Ф.И. Оптика анизотропных сред. Мн., 1958;

Шубников А.В. Основы оптической кристаллографии. М., 1958;

Федоров Ф.И., Филиппов В.В. Отражение и преломление света прозрачными кристаллами. Мн., 1976.

Б.Б.Бойка.

т. 8, с. 529

ДЫНАМІ́ЧНАЯ ГАЛАГРА́ФІЯ,

галіна галаграфіі, у якой разглядаюцца заканамернасці пераўтварэння і апрацоўкі хвалевых палёў на аснове нелінейнага ўзаемадзеяння з рэчывам некалькіх кагерэнтных хваль. Выкарыстоўваецца для стварэння аптычных, оптаэлектронных і інтэгральна-аптычных элементаў з вял. хуткадзеяннем, лазераў з размеркаванай адваротнай сувяззю і інш.

Д.г. сфарміравалася як навук. кірунак у выніку сінтэзу ідэй класічнай галаграфіі і нелінейнай оптыкі; заснавана на ўзаемадзеянні некалькіх кагерэнтных хваль, якое ўзнікае пры праходжанні іх праз нелінейнае асяроддзе (крышталь, паўправаднік, вадкасць, пара металаў і інш.). Напр., 2 (ці больш) кагерэнтныя пучкі святла падаюць на паверхню нелінейнага асяроддзя пад аднолькавымі вугламі да яе і перасякаюцца ў ім. Створаная інтэрферэнцыйная карціна запісваецца ў асяроддзі ў выглядзе перыяд. структуры (рашоткі), на якой гэтыя ж пучкі дыфрагуюць (самадыфракцыя), што змяняе параметры пучкоў, і таму запісаная рашотка таксама змяняецца па глыбіні асяроддзя. Галаграмы запісваюцца ў асяроддзях з рознымі тыпамі нелінейнасці (рэзананснай, стрыкцыйнай, камбінацыйнай і інш.). Д.г. пашырае магчымасці кіравання светлавымі пучкамі, рэалізуе новыя прынцыпы рэгістрацыі і ўзнаўлення эл.-магн. хваль.

На Беларусі даследаванні па Д.г. распачаты ў 1968 у Ін-це фізікі Нац. АН пад кіраўніцтвам А.С.Рубанава і Б.І.Сцяпанава. Адкрыта новая фіз. з’ява — абарачэнне хвалевага фронту (1970, пры 4-хвалевым узаемадзеянні; 1978, пры суперлюмінесцэнцыі). Работы ў галіне Д.г. і яе дастасаваннях вядуцца ў Ін-тах фізікі, электронікі, фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН, БДУ і інш.

А.С.Рубанаў.

т. 6, с. 285

АЛМА́ЗНАЯ ПРАМЫСЛО́ВАСЦЬ,

галіна горнай прам-сці па здабычы і апрацоўцы алмазаў, а таксама вытв-сці сінт. алмазаў.

Апрацоўка алмазаў існуе са старажытнасці. Алмазы былі вядомы ў Індыі з 8—7 ст. да н.э. У пач. 18 ст. яны знойдзены ў Бразіліі, у 1829 — у Расіі (на Урале), у 1866 — у Паўд. Афрыцы. З канца 19 — пач. 20 ст. Афрыка стала асн. алмазаздабыўным рэгіёнам свету. З 1955 пачалася прамысл. здабыча алмазаў у Якуціі. Аульныя запасы алмазнай сыравіны ацэньваюцца больш як у 2 млрд. каратаў (І кар — 200 мг), найб. ў Заіры, ПАР, Батсване, Анголе, Гане, Намібіі, Аўстраліі.

Па здабычы ювелірных алмазаў 1-е месца ў свеце займае Афрыка, каля палавіны тэхн. алмазаў здабываецца ў Аўстраліі. Асн. вытворцы ювелірных алмазаў — Паўд. Афрыка, Батсвана, Расія, Намібія і Ангола. Каля 80% сусв. здабычы алмазаў кантралюе найбуйнейшая ў галіне кампанія «Дэ Бірс кансалідэйтэд майнс». Збыт прыродных алмазаў на сусв. рынку ажыццяўляе манапаліст — Алмазны сіндыкат. Каля 100% ювелірнай сыравіны, якая паступае на рынак, перапрацоўваецца ў брыльянты. Ювелірныя алмазы апрацоўваюцца пераважна ў Амстэрдаме, Тэль-Авіве, Бамбеі, Нью-Йорку. Сінтэтычныя алмазы (памеры 0,01—1,2 мм) вырабляюць Расія і некат. краіны Усх. Еўропы, амер. кампанія «Джэнерал электрык», прадпрыемствы кампаніі «Дэ Бірс», у ПАР, Ірландыі і Швецыі, а таксама японскія, герм. і інш. фірмы. Сучасная штогадовая вытв-сць сінт. алмазаў ацэньваецца ў 150 млн. кар; за іх кошт на 75% забяспечваецца выраб алмазнага інструменту. На Беларусі арг-цыямі ВА «Беларусьгеалогія» вядзецца пошук алмазаў. У 1980—90 выяўлены алмазаносныя кімберліт-лампраітавыя пароды на ПдУ рэспублікі. Знойдзены 3 крышталі алмазаў. На прывазной сыравіне наладжана апрацоўка алмазаў у Гомелі (прадпрыемства «Крышталь»).

т. 1, с. 264

ВА́ДКІЯ КРЫШТАЛІ́,

стан рэчыва, прамежкавы паміж цвёрдым крышталічным і ізатропным вадкім. Характарызуецца цякучасцю і поўнай ці частковай адсутнасцю трансляцыйнага парадку ў структуры пры захаванні арыентацыйнага парадку ў размяшчэнні малекул (гл. Далёкі і блізкі парадак). Вадкія крышталі маюць пэўны тэмпературны інтэрвал існавання.

Пераходы цвёрдага крышталічнага рэчыва ў вадкі крышталь і далей у ізатропную вадкасць і адваротныя працэсы з’яўляюцца фазавымі пераходамі. Паводле спосабу атрымання вадкія крышталі падзяляюцца на ліятропныя (утвараюцца пры растварэнні шэрагу злучэнняў у ізатропных вадкасцях; напр., сістэма мыла — вада) і тэрматропныя (узнікаюць пры плаўленні некаторых рэчываў). Па арганізацыі малекулярнай структуры адрозніваюць вадкія крышталі нематычныя (з вылучаным напрамкам арыентацыі малекул — дырэктарам і адсутнасцю трансляцыйнага парадку), смектычныя (з пэўнай ступенню трансляцыйнага парадку — слаістасцю) і халестэрычныя (нематычныя, у якіх дырэктары сумежных слаёў утвараюць паміж сабою вугал, з-за чаго ўзнікае вінтавая структура). Узаемная арыентаванасць малекул абумоўлівае анізатрапію фіз. уласцівасцей вадкіх крышталёў: пругкасці, электраправоднасці, магн. успрымальнасці, дыэлектрычнай пранікальнасці і інш., што выкарыстоўваецца для выяўлення і рэгістрацыі фіз. уздзеянняў (эл. і магн. палёў, змены т-ры і інш.). Многія арган. рэчывы чалавечага арганізма (эфіры халестэрыну, міэлін, біямембраны) знаходзяцца ў стане вадкіх крышталёў.

Вадкія крышталі выкарыстоўваюцца ў інфарм. дысплеях (калькулятары, электронныя гадзіннікі, вымяральныя прылады і інш.), пераўтваральніках відарысаў, прыладах цеплабачання, мед. тэрмаіндыкатарах і інш. На Беларусі даследаванні вадкіх крышталёў праводзяцца ў БДУ, Мінскім і Віцебскім мед. ін-тах, Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі, навук.-вытв. аб’яднанні «Інтэграл» і інш.

Літ.:

Чандрасекар С. Жидкие кристаллы: Пер. с англ. М., 1980;

Текстурообразование и структурная упорядоченность в жидких кристаллах. Мн., 1987.

В.І.Навуменка.

т. 3, с. 439

ДЭФЕ́КТЫ Ў КРЫШТА́ЛЯХ,

парушэнні перыядычнасці размяшчэння часціц у крышталічнай рашотцы. Узнікаюць пры росце крышталёў ці іх фазавых ператварэннях, цеплавых, мех., эл. і інш. уздзеяннях, увядзенні дамешкаў. Адрозніваюць дэфекты кропкавыя (нульмерныя), лінейныя (аднамерныя), паверхневыя (двухмерныя) і аб’ёмныя (трохмерныя).

Кропкавыя дэфекты — парушэнні перыядычнасці ўласнай атамнай структуры крышталя: вакансіі атамы і іоны, што перамясціліся з нармальнага становішча ў міжвузелле (міжвузельныя атамы і іоны); атамы і іоны ў крышталях хім. злучэнняў, якія займаюць вузлы «чужой» падрашоткі; дэфекты, што ўзнікаюць пры ўвядзенні ў крышталь дамешкавых атамаў. Узаемадзеянне такіх дэфектаў паміж сабой прыводзіць да ўзнікнення складаных дэфектаў: дывакансій (падвойных вакансій), кластараў (скопішчаў дэфектаў) і інш. Лінейныя дэфекты — ланцужкі кропкавых дэфектаў, краявыя і вінтавыя дыслакацыі. Паверхневыя дэфекты: няправільна ўкладзеныя слаі атамаў (дэфекты ўпакоўкі); заканамерныя парушэнні нармальнага чаргавання атамных плоскасцей; дэфекты двайнікавання з кропкавай сіметрыяй; межы ўключэнняў; сама паверхня крышталя і інш. Аб’ёмныя дэфекты: парушэнні, звязаныя з адхіленнем ад законаў стэхіяметрыі; скопішчы вакансій; нерэгулярныя ўтварэнні ў выглядзе расколін, пустот, уключэнняў іншай фазы; скопішчы дамешкаў на дыслакацыях, у зонах росту і інш. макраскапічныя дэфекты. Д. ў к. уплываюць на мех., аптычныя, эл., магн. і інш. ўласцівасці крышталёў. У дасканалай крышт. рашотцы рух атамаў і іонаў немагчымы; у крышталях з дэфектамі міграцыя атамаў абумоўлівае ўзаемную дыфузію цвёрдых цел, хім. цвердафазныя рэакцыі і інш. з’явы. Д. ў к. могуць уводзіцца мэтанакіравана або ўзнікаць выпадкова пад уздзеяннем фактараў, якія не кантралююцца. Спец. ўвядзенне дэфектаў або іх выдаленне — важная частка тэхналогіі вытв-сці паўправадніковых матэрыялаў, люмінафораў, лазерных і фотахромных крышталёў і шкла, паўправадніковых прылад. Шчыльнасць непажаданых дэфектаў памяншаецца ўдасканаленнем метадаў вырошчвання і апрацоўкі крышталёў. Д. ў к. вывучаюцца аптычнымі метадамі, іоннай і электроннай мікраскапіяй, метадам выбіральнага траўлення, рэнтгенадыфракцыйнымі і ядз.-фіз. метадамі.

Літ.:

Современная кристаллография Т. 2. М., 1979;

Вавилов В.С., Кив А.Е., Ниязова О.Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М., 1981;

Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М., 1983;

Орлов А.Н., Трушин Ю.В. Энергии точечных дефектов в металлах. М., 1983.

Р.М.Шахлевіч.

т. 6, с. 364