Температура плавления алмаза сложности выявления и опыты

Забытая реальность; Плавить камень легко, и многие это делали

вспомним прошлое, вернемся к истокам

Загадочная усадьба; уксус и уголь, какая связь? https://youtu.be/flcIJfvvNJQ

Где брали цемент для строек Руси? https://youtu.be/8qNiAE1JRKM

Провал грунта в Дедилово открыл тайны прошлого https://youtu.be/fDxm3xZTMIM

Волгодонский канал не строили, а откапывали! https://youtu.be/ZPHGDIRCzJA

В сточной канаве нашли артефакт промышленности Руси https://youtu.be/DTHj5yBxeEg

Как изменить своё отношение к язычникам за 14 минут. https://youtu.be/EBA3EkjMSzM
___
В ролике про полигональную кладку я вам немного рассказывал про современную плавку базальта.
Подписчики написали, что было бы интересно услышать об этом, и сегодня я хочу рассказать вам о том, как плавят камень в наши дни.
КАМЕНЬ ЗАМЕНИТ СТАЛЬ
НО КОГДА?

Промышленная петрургия, или каменное литье, не новое слово в истории отечественного литейного производства. Еще в конце XVI века в России отливали каменные ядра, брусчатку для мостовой. Одно из этих производств в Нижнем Тагиле сохранилось до сих пор.
Второе рождение петрургии выпало на первые годы развития «большой химии», которая потребовала новые материалы, способные противостоять агрессивной среде. «Петрургия – фундамент большой химии» – под такими заголовками в начале 60-х годов в газетах мелькали статьи о совершенно новом направлении в индустрии стройматериалов, способном в корне изменить привычные представления о надежности и долговечности конструкций.

Из журнала «Изобретатель и рационализатор», 1962, № 2 (С. 8–9).

ПЕТРУРГИЯ – ЧТО ВЫ ОБ ЭТОМ ЗНАЕТЕ?

Естественный камень базальт – отличный строительный материал. Его знали и любили еще строители древнего Египта, Рима, Византии. И для современных архитекторов камень – гранит и мрамор – наиболее благородный и долговечный материал. A что если камень расплавить? Подобно тому, как внутренний жар планеты выливает, выплескивает жидкий камень – лаву из жерлов вулканов, так и нам расплавить камень в печах и вылить его в литейную форму. Какой материал, с какими качествами мы при этом получим?
Основателем советской камнелитейной промышленности является академик Ф.Ю. Левинсон-Лессинг – геолог, исследователь вулканов. В 1926 году были начаты экспериментальные работы, завершившиеся в 1932 году пуском Московского камнелитейного завода. Так родилась новая наука и новая отрасль техники – петрургия.
Петрургия – это отливка различных изделий из расплавленных горных пород или из жидких металлургических шлаков.
Инженеры и конструкторы Московского камнелитейного завода – большие энтузиасты каменного литья. Изделия нашего завода – детали из плавленого базальта и диабаза – применяются во многих отраслях народного хозяйства. Так, например, облицованные камнем каналы гидрозолоудаления на ТЭЦ автозавода имени Лихачева работают уже более 20 лет, в то время как металлические выходят из строя через 2–3 года. На Шахтинской ГРЭС имени Артема в 1959 году сильно изнашиваемые участки пылепроводов мельничной установки (входные и выходные колена трубопроводов) были обмазаны базальтовой замазкой. Хотя толщина слоя не превышала 15–20 мм, срок службы этих участков увеличился в три-четыре раза. На Ясиновском коксохимическом заводе базальтовое литье было установлено на коксовых рампах. Это позволило сэкономить 500 тонн металла и резко улучшить сход кокса с рампы.

Читайте также:  Сердечнососудистая система – Systema Vasorum (от лат

Из книги А. Чуйко «Искусственные камни», 1962 (С. 75–80).

Температура и особенности процесса плавления алмазов

Алмаз — драгоценный камень, но его свойства физики оценили по достоинству только в XVI веке. И это несмотря на то что камень был найден несколькими столетиями раньше. Конечно, чтоб оценить всю значимость минерала, потребовалось провести немало опытов. Они дали информацию о том, какая твердость у камня, температура плавления алмаза, а также другие физические характеристики. Но с тех пор камень используют не только в качестве красивого аксессуара, но еще и в промышленных целях.

Оценка проводилась в специальных лабораториях. И в результате был выяснен химический состав алмаза, строение его кристаллической решетки, а также открыто несколько феноменов.

Опыты, связанные с температурой плавления

Как известно, кристаллическая решетка вещества имеет форму тетраэдра с ковалентными связями между атомами углерода. Возможно, что именно такая структура стала причиной нескольких открытий, связанных с плавлением алмаза.

Энциклопедии минералов дают показатели плавления алмазов 3700-4000 градусов по Цельсию. Но это не совсем точная информация, поскольку они не поддаются общепринятым закономерностям. В частности, во время плавления были обнаружены такие эффекты:

  • Используя высокие температуры (2000 градусов Цельсия без доступа кислорода), алмаз можно превратить в графит. При этом дальнейшее поведение этого вещества с повышением температуры не поддается логическому объяснению. А вот процесс в обратную сторону произвести невозможно. В крайнем случае можно получить синтетический камень, кристаллическая решетка которого будет отличаться от природных алмазов.
  • Если же нагревать камень до температуры 850-1000 градусов по Цельсию, он превращается в углекислый газ, то есть исчезает без следа. Такой опыт провели в 1694 году исследователи из Италии Тарджони и Аверани, пытаясь расплавить камни и соединить их в один алмаз.
  • Исследования проводились и в 2010 году в Калифорнии, где группа физиков сделала вывод, что добиться плавления алмаза невозможно, если постепенно повышать температуру камня. Чтоб выяснить показатель плавления, необходимо, кроме температуры, воздействовать на алмаз давлением, а это затрудняет измерение. Чтоб действительно перевести алмаз в жидкое состояние, ученым потребовалось приложить немало усилий. Для этого они использовали импульсы лазера, которые действовали на камень несколько наносекунд. При этом камень в жидком виде был получен при давлении, в 40 миллионов раз превосходящем атмосферное на уровне моря. Кроме того, если давление понижалось до 11 миллионов атмосфер, а температура при этом на поверхности минерала была 50 тысяч Кельвинов, то на камне появлялись твердые кусочки. Они не тонули в остальной жидкости и внешне напоминали кусочки льда. При дальнейшем понижении показателя давления, кусочки скапливались, образовывая «айсберги» на плаву. Ученые сопоставили, что так ведет себя углерод в составе планет Нептуна и Урана, на поверхности этих небесных тел тоже существуют океаны с жидким алмазом. Но чтоб доказать это предположение, необходимо отправить спутники к планетам, что на сегодняшний момент невозможно быстро осуществить.
  • Если действовать на камень короткими световыми импульсами в ультрафиолетовом диапазоне, то в минерале появятся небольшие углубления. Таким образом эксперимент подтверждает исчезновение камня под действием мощного ультрафиолета, то есть превращения алмаза в углекислый газ. Поэтому ультрафиолетовые лазеры на основе алмаза быстро ломаются и становятся непригодными к использованию. Но не следует переживать по поводу того, что бриллиант на украшении исчезнет со временем: чтоб удалить один микрограмм минерала, придется держать алмаз под ультрафиолетом около 10 миллиардов лет.
Читайте также:  Технические характеристики Лада Гранта Ваз Lada Granta 2016 год

Итак, показатель плавления — интересная характеристика алмаза. Она все еще является предметом для изучения. С появлением технологий ученые находят новые способы проверки этой характеристики. На ее основе можно сделать выводы по поводу происхождения камня, открыть новые способы применения алмаза.

Какую температуру выдерживает кирпич?

По своим техническим характеристикам керамический кирпич является наиболее прочным и долговечным материалом для строительства. Но из-за неприемлемых показателей по температуре плавления есть ограничения в использовании этого изделия. Для высокотемпературных промышленных производств, при строительстве бытовых печей применяют жаростойкие виды.

Какая температура плавления обычного кирпича?

Силикатный блок для возведения печей, каминов применять нельзя. В зависимости от модификации он держит температуру в интервале 300—600 градусов Цельсия. Можно применять в кладке печных труб при рабочей температуре, не превышающей нормы для этого изделия. Керамический красный кирпич более жаростоек (от 800 до 1200 градусов), но от регулярного нагревания и остывания кирпичные блоки начинают трескаться и рассыпаться. Есть возможность применять как облицовочный материал для конструкций с рабочей температурой не больше 800 градусов.

Когда разрушается структура огнеупоров?

Тугоплавкие материалы представлены вариантами, каждый из которых имеет свои особенности, предельную температуру эксплуатации и сферу применения. Использование таких кирпичных блоков не по назначению приведет к разрушению строений. А также любые нарушения в пропорциях компонентов и технологии обжига кирпичей ухудшат качество и термическую способность готовых изделий, что однозначно сделает их непригодными к применению. Долговечность конструкций зависит и от правильности укладки, равномерности слоя раствора между кирпичами.

Состав и свойства жаростойких блоков

Выбор соответствующего огнестойкого материала зависит от таких факторов:

  • температура эксплуатации;
  • химико-физические качества, в том числе способность реагировать на другие вещества;
  • характеристики топлива.
Читайте также:  Отравиться антифризом; Блог Артема Краснова

Существуют следующие разновидности жаростойких кирпичей:

  • шамотный;
  • основной;
  • углеродистый;
  • кварцевый.

Наиболее распространен шамотный вариант. Используется как в строительстве бытовых печей, так и в производстве. Основной и углеродистый виды применяются исключительно в промышленности.

Независимо от области эксплуатации огнестойкие кирпичи имеют сходства:

  • стойкость перед высокими температурами;
  • способность быстро нагреваться и медленно остывать;
  • свойство не вступать в реакцию с металлом, горячим газом, шлаком;
  • не поддаются усадке и расширению, показатели деформации сохраняются в диапазоне 0,5—1%;
  • выдержка многократных циклов раскаливания и остывания без утраты прочности.

Вернуться к оглавлению

Основной кирпич

Состоит из огнестойкой известково-магнезиальной массы. Магнезит — огнеупорный материал, основным составляющим которого является оксид магния с некоторой долей примесей. После обжига и окончательной формовки, температура плавления магнезитового состава достигает 2000 градусов С. Кладочный материал характеризуется прочностью и пассивностью при взаимодействии с металлами и шлаками. Применяют в сталелитейной промышленности.

Шамотный блок

Шамот состоит на 70% из огнеупорной глины, остальную долю составляют графитный или кокосовый порошок, кварцевые зерна. В итоге выходит прочный материал, очень устойчивый к высокой температуре (до 1300 градусов Цельсия, а некоторые марки изделия еще более жаростойкие). Выдерживает многократные температурные перепады. Проявляет сопротивление действию химических веществ. Используется в быту при сооружении печей, каминов, мангалов, барбекю, а также для дымоходов и вентиляционных систем. Из-за особенностей производства печной вариант стоит дороже обычного, поэтому для снижения расходов на строительство из него делают элементы, непосредственно контактирующие с огнем. В промышленности шамотный кирпич применяется для кладки внутренних стенок плавильных печей.

Углеродистый

Производится путем прессования графита или кокса. Обладает наибольшей прочностью и огнестойкостью. Блок выдерживает рабочие температуры в пределах 2 тыс. градусов Цельсия. Применяется как ведущий материал для строительства плавильных сооружений, элементов сталелитейных ковшей и в других промышленных производствах, где необходимо поддерживать высокую температуру.

Кварцевый

Главный составляющий — песчаник. Для скрепления массы добавляется глина. В результате обжига получается прочное, полнотелое изделие с однородной структурой. Применяется в изготовлении теплоотражающих печных и каминных сводов, стенок, непосредственно контактирующих с пламенем и металлами. Кварцевый блок выдерживает до 1300 градусов, но разрушается при взаимодействии с железными окислами, известью, щелочами.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector