18新利最新登入晶体是怎么做成的呢?

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巨大的石英晶体从墨西哥照亮的崇拜者在阿瑟顿的水晶洞穴博物馆,澳大利亚。
©斯图亚特·威斯特摩兰郡/科学派/ Corbis

从希望之钻闪亮的比特在Folgers咖啡,晶体总是吸引的力量,鼓舞人心的占卜师和装饰历史上皇帝的冠冕。但晶体不只是一堆漂亮的方面——他们线与有用的属性。他们把力量借给金属,运行我们的钟表和驱动数字显示器和现代生活的荧光灯。

哦,他们赛季我们的食物和冷饮料。

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是的,盐、糖和冰晶体,也就像宝石一样,金属、荧光颜料和液晶我们提到过。这就是他们的魅力的一部分;晶体是由几乎任何东西。事实上,大多数矿物自然发生在水晶体[来源:史密森学会]。

这无处不在的线索可以在日常用语中找到。当我们说某人的想法突然“结晶”的解决方案,我们都清楚这意味着什么:一大堆旋转的可能性解决本身变成仍然有序。自觉与否,我们知道,晶体是秩序的基本品质——具体来说,一个常规,周期性的原子排列[来源:UCSB]。

晶体可以生长在台面派盘,一个高科技实验室或裂缝在地球深处。看似简单的食谱:云的气体,一池的解决方案或胶融化的岩石,装填过度用正确的矿物或复合,然后烤在介于压力锅室温和高温的熔岩。但执行,配方需要厨师的艺术性和细致的控制主贝克——或者,在天然水晶,狗屎运和大量的时间[来源:狩猎;非洲酪脂树;史密森学会]。

在其他条件保持不变的情况下,更长的发展时间产生更大的晶体,更少的污染[来源:铜博尔德;UCSB]。不,你总是想失去杂质:毕竟,入侵者像铬,和钛——随着原子排列的方方面面——给宝石颜色特征[来源:百科全书;;史密森学会]。

当然,水晶,和其他事情一样,需要成长的空间。陷阱在狭窄的空间里和他们保持小;几个水晶矿物硬塞到一个小空间里像日本地铁上下班,最后得到水晶企业集团。花岗岩,喜欢摇滚的墓碑和台面无处不在,是一种凝聚的石英、长石和云母晶体生长在狭小的火山岩浆冷却裂缝[来源:史密森学会]。

现在你明白了吧:如何晶体生长。18新利最新登入

现在…水晶是什么,到底是什么?

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水晶是什么?

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行业各种用途这些羽翼未丰的铜盐晶体绰号蓝矾。
英国多林金德斯利有限公司制造书籍/盖蒂图片社

在物理学中,术语“水晶”描述了一种固体物质内部对称和一个相关的常规表面模式。这个配置,叫做晶体结构经常反复,所以,你可以用它来预测组织的原子在晶体[来源:百科全书;艾萨克斯等。]。

如果这样的安排进行几个相邻的原子叫做之外长期的订单,形成类似于一个半场乐队游行。在液晶显示器液晶,如发现,通常分为短程有序(图片军乐队scatter-drilling成更小的子单元)。固体晶体可以假设模式。方法如下:随着18新利最新登入熔体结晶物质,他们变得非晶,这意味着他们只显示短程秩序。因为他们很酷,他们可以回到朝鲜进行远程形成或保持非晶态,像硅玻璃(来源:Arfken et al。;百科全书;艾萨克斯等。]。

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在我们的乐队成员的角色离子(带电原子积极的还是消极的)由有关离子和共价键。这些债券打包成各种紧凑,稳定形状配位多面体(来源:班菲尔德;荷兰]。

更好地了解这些配位多面体,忘记军乐队,而图像几何镶嵌块与阿尔罕布拉宫。现在想象,镶嵌在三维空间中,使其入场券(瓷砖)由立方体组成,金字塔和菱形的固体,每一个都描述了原子的排列在一个给定类型的晶体。

在硅晶体中,一个小的中心离子硅可能被四大的氧离子,形成一个三角形的金字塔,或四面体。在氧化锰(II),一个小中央锰离子在六大谎言氧离子,上面,下面一分之四平方在中间,形成一个三维的钻石,或八面体[来源:班菲尔德;荷兰;普渡大学]。

这些3 d马赛克瓷砖可以包成几种不同的模式,或,分享原子键的角落,沿着边缘或沿着他们的脸。相同的元素可以假设不同的安排,无论是他们的“砖形状”(配位多面体)和他们的马赛克模式(晶格)。这些变化被称为多晶型物,他们扮演着重要的角色在决定一个水晶的属性。以碳为例:四面体地安排,形成著名的困难,清楚钻石;安排在一个分层蜂窝,它形成软,灰色石墨[来源:荷兰;普渡大学;UCSB]。

结晶并不总是生产单晶。有时,self-ordering过程始于一个共同成长的网站数量,形成的晶格排列沿着不同的方向。这些多晶体在快速冷却过程中经常开发,往往比单一晶体[来源:百科全书;百科全书;维吉尼亚大学]。当加热时,较大的晶体可以吸收较小的。所以温度和压力,应力和应变可以影响晶体的特点,无论是在转换——或者他们的创造。

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水晶蓝说服

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也许唯一类型的水晶,你试着捕捉你的舌头吗?
iStockphoto /思想库

如果这些讨论晶体你渴望成长了自己,你很幸运——与否,取决于你想要成长。盐或吗?确定。人造钻石?您很快就会看到为什么即使债券恶棍布罗菲尔德决定简单只是走私。

你可以生长晶体的三个主要方面:从蒸汽,从一个解决方案或融化。让我们来看看每个方法一个接一个地开始汽相淀积

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晶体可以从蒸汽应该不足为奇。毕竟,大气冰晶——我们称之为云和雪花一直都这样做。他们因为大气中积累过饱和水分:它包含更多的水比它可以保存在一个给定的温度和压力,所以多余的水离开了气态,聚集成水晶冰[来源:百科全书;]。

其他类型的晶体硅,例如,可以从气体过饱和与关键元素,但可能需要一点化学反应提高这样做[来源:百科全书;麦肯纳]。

在大多数情况下,这个过程始于一个小晶种附加其他分子,一层一层地,因为他们的悬挂,碘化银晶体的方式帮助”云种散播“通过提供冰晶体的成核点。这个过程需要很大的耐心,但它产生令人惊奇的纯水晶(来源:百科全书;麦肯纳]。

增长的解决方案股票与蒸汽增长许多共同之处,但液体取代气体过饱和的媒介。盐和糖晶体创建solution-grown晶体的科学项目是很好的例子。溶质的方法优于气相沉积方面的增长速度和晶体大小。原因:气态,头晕维也纳华尔兹旋转蒸发物质的其他气体分子,它可以为个人舞者需要一段时间离开地板,加入水晶小团体。解决方案的行为更像一个高中慢舞,完成结晶表面附近闲逛的人促进更快的增长。其用户友好性解释了为什么为主的解决方案方法合成晶体生长多年的[来源:百科全书;·扎特丝娃等。]。

第三个方法,增长融化需要先冷却气体,液体状态,然后冷却液体,直到达到结晶固体。融化的方法擅长使多晶体但还可以使用技术,如晶体生长单晶拉,布里奇曼法和外延。让我们仔细看看每个下一节[来源:百科全书]。

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我将与你融化

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大约在1975年:高级实验室技术员查尔斯年轻手表蓝宝石晶体生长晶体种植者在康宁玻璃加拿大路植物。晶体被用于钠蒸汽灯。
©Nathan Benn / CORBIS

从历史上看,从熔体生长晶体是尽可能多的艺术科学。今天,它需要一个大量的高科技技术,精心控制生长条件,有时在分子尺度。

水晶拉,机器会降低种子水晶,直到它只是吻融化的水珠,然后逐渐向上移动迅速发展的种子,将它的运动的时间晶体的生长速率。改变运动速度改变了晶体的直径。电脑芯片制造商生长大直径硅晶体中发现这种方式——这似乎是合适的,因为电脑也控制过程。把它看作生命的硅圆。

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布里奇曼法,制造商坩埚(专门容器用来加热物质)锥形低端,熔料,然后降低到较冷的地区。晶体生长开始在坩埚冷却,然后向坩埚继续下行。由于这来来往往的方法,晶体形成区域仍是因地制宜的温度区内,直到最后,坩埚的内容形成一个晶体[来源:百科全书;陈等人。;Yu和卡多纳·]。

外延(来自希腊epi“在”+出租车“安排”)提醒我们,有时候生长晶体的最佳方式是在另一个晶体。然而,不只是任何水晶都可以。18新利最新登入第一,基础或基质,必须很平坦,甚至在原子尺度。第二,因为底物的结构强烈影响生长晶体的原子排列,它应该尽可能匹配所需的生长格子[来源:百科全书;方等。;牛津字典;Yu和卡多纳·]。画一个完整的机架的台球,然后想象堆积更多的球上。你可以移动的新球,但最终他们总是坐在球之间的空隙。

外延是一个广泛的术语包括一系列技术[来源:百科全书;Yu和卡多纳·]:

  • 分子束外延(MBE),例如,晶体生长一层一层地用分子束。
  • 人造金刚石生产商依赖化学汽相淀积(化学汽相淀积),一个更快的方法,交易光束的气体流动。
  • 晶体定于电子产品依靠液相外延(简述),晶体的生长衬底坐落在饱和溶液。

好,这是足够的谈论消费类电子产品。我们都知道,它并不意味着一件事情如果你没有珠宝

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著名的水晶我认识

水晶盖尔,水晶伯纳德,水晶猴子——不,我们并不是说这些。当我们谈论著名的水晶,当然,指的是珠宝。冰。岩石。拳头罗马焰火筒。

珠宝。

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宝石晶体有一定的额外的东西。称之为潇洒。虽然我们倾向于认为他们作为单独的岩石,许多宝石来自相同的矿物质。它们之间唯一的区别是结构特性和矿物杂质向他们灌输他们的商标的颜色。

红宝石和蓝宝石是两种类型的刚玉(水晶氧化铝、氧化铝),但是当ruby的性感的红色源于微量的铬,部分取代铝晶体结构,蓝宝石的蓝色来自铁和钛杂质[来源:百科全书;]。

紫水晶和水晶是不同版本的石英(水晶二氧化硅即二氧化硅),这自然是无色的。古希腊人认为石英是冰,已经冻结了所以困难不会融化,所以他们叫它krystallos(“冰”),从而给我们这个词晶体。黄水晶来自过热的紫水晶,但是专家也有分歧恰恰给了紫水晶紫色的流行特征。有人说这是氧化铁,而另一些人支持锰或碳氢化合物[来源:班菲尔德;百科全书;百科全书]。

一种矿物的家庭,或硅酸盐,包括电气石,价值作为宝石和其压电性能,水苍玉,一个家庭的宝石组成的海蓝宝石(淡蓝绿色),翡翠(深绿色),金绿柱石(金黄色)和铯绿柱石(粉色)。有史以来最大的水晶发现Malakialina水苍玉,马达加斯加。它测量59英尺(18米)长,11英尺(3.5米)宽,,重达高达400吨(380000千克)[来源:班菲尔德;百科全书;百科全书]。

硅酸盐只有几个元素晶体的家庭之一。氧化物(包括前面提到的刚玉)包含氧气带负电荷的离子;磷酸盐包磷;硼酸盐与硼(B)破裂;硫化物和硫酸盐与硫的迸发;和卤化物紧紧抓住氯和其他元素在元素周期表VIIA[来源:班菲尔德]。

碳酸盐晶体包含丰富的家庭和氧气。珠宝商知道它最适合霰石,一种碳酸钙牡蛎用来构建珍珠。霰石可以从地质或生物过程[来源:班菲尔德;百科全书]。

最后但不是最后,在墨西哥的奇瓦瓦州有令人惊叹的石灰岩洞穴称为平图拉斯河手洞de los水晶或水晶洞穴,贯穿着柔软,透明的水晶硒(一种透明石膏)如此之大(差不多30英尺或9米)他们矮人类洞穴探索者[来源:非洲酪脂树]。

世界上最大的水晶是什么?它可能是世界上——字面上。根据一些科学家,地球的月亮份核心可能是一个巨大的铁晶体[来源:广泛的]。

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作者附言:晶体是怎么做成的呢?18新利最新登入

自组织系统,从生态(有人说)宇宙本身,都以自己的方式一样令人费解的混乱。的确,有些人称为自组织“反混沌”,因为,虽然混沌对初始条件高度敏感,自我组织系统开始初始条件的多样性,最终在几乎相同的最终状态。

组织和多样性是晶体都是关于什么。他们定义的顺序,但不是一种单一的顺序。多样性的形态,晶格的多面体,有时甚至晶体——为什么同一堆原子可以给我们钻石或铅笔芯。有一些崇高。

相关文章

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