登陆注册
6440500000002

第2章 走出远古的新材料(2)

此外,通过正压电效应,把机械振动转换为交流电信号,可用来制造压电拾音器、扬声器、蜂鸣器、超声波接收探头等,其中电子音乐贺卡就是这种器件的实例。反之,通过逆压电效应,将交流电信号转换为机械振动,可用于制造超声波发射仪、压电扬声器、录像机和录音机的传动装置以及超声波清洗剂。另外,许多高转换效率、高灵敏度的声波发射和接收的压电器件正服役于超声波的水下探测仪,材料的超声波无损探伤仪,探测海洋中鱼群的规模、种类、密集程度、方位和距离,潜水艇位置的水下声纳,超声波断层摄影装置,大功率超声波碎石仪等各种仪器。

压电陶瓷具有加工成型方便、成本低、压电特性便于控制等特点,应用范围正在不断扩大,前景不可估量。

透光陶瓷

喜欢蟋蟀的少年朋友都知道,蟋蟀习惯于生活在阴暗和潮湿的环境之中,所以,一旦捉到蟋蟀,就应将它们饲养在瓦盆内。之所以这么做,其中有一个原因就是瓦盆不透光。陶瓷的生产工艺比瓦盆要复杂得多,因此,它的透光性也就比瓦盆要差好多好多。

近三四十年来,陶瓷专家经过长期的研究,已开发出一批能透光的先进陶瓷。

20世纪50年代的某一天,有位陶瓷专家和他的助手们正在实验室里为研制透明陶瓷而勤奋地工作着。当一位助手从炉内取出一片烧制好的陶瓷样品时,稍一疏忽,那一小片样品正好落在实验桌上一本翻开的书上。这时,令人惊喜的事情发生了:透过陶瓷样品,书上的文字清晰可见。这本来就是他们实验的最后目的。经过无数次失败,现在终于研制成功了。年轻的助手们怎能不欢呼雀跃!他们一边把帽子抛向天空,一边呼喊着:“成功了!成功了!”

透光陶瓷这时,以治学严谨而著称的陶瓷专家抑制住内心的激动,让助手们通过显微镜验证一下。经过仔细检查,这片陶瓷样品完全合乎规格。在1957年的一次国际会议上,陶瓷专家郑重地向同行们宣布:世界上第一片透光陶瓷诞生了。

那么,从陶瓷罐中漆黑一片到能使陶瓷透光,需要攻克哪些技术难关呢?

陶瓷专家经过悉心研究后发现,陶瓷之所以不透光的主要原因是由于在陶瓷中有许许多多细微的气孔。科学家们曾经做过这样的实验,当一束光线照射到陶瓷表面时,由于陶瓷中的微小气孔对光线具有极强的散射能力,致使大部分光线分散到四面八方,最后被陶瓷所吸收。这就意味着,微小气孔是光线通过陶瓷的“拦路虎”。只有赶走这只“拦路虎”,才能使光线在陶瓷中畅通无阻。

为了赶走微气孔这只“拦路虎”,陶瓷专家和助手们主要采取了以下技术措施:

第一,选用上好的原料。烧制陶瓷所用的原材料,它们的纯度和细度都相当高,而且颗粒十分均匀。经检测表明,原料的纯度为99.99%,平均颗粒的尺寸为0.3微米,太大太小的颗粒一概去除。

第二,控制陶瓷结晶的形成速率。在透光陶瓷研制过程中,科学家们减缓了陶瓷结晶过程中晶粒的形成速度。

由于晶粒的缓慢挤压,进而将微气孔彻底赶跑。

第三,形成真空条件。为了在陶瓷体中不存在气孔,要减少加热炉中的气体,能抽成真空当然更好。这是因为,在加热炉中几乎没有气体,所以,这就等于隔绝了陶瓷中形成微气孔的源头。

透光陶瓷用于军事工业,主要是在导弹方面大显身手。

少年朋友,特别是男性少年朋友大都喜欢阅读有关现代武器装备的书籍和文章。大家都知道响尾蛇导弹具有跟踪目标的本领吧!

的确,响尾蛇导弹的这种本领是向响尾蛇学来的。动物学家告诉我们:在响尾蛇眼与鼻孔之间有一个凹陷的“颊窝”,在这一“颊窝”内有一层薄膜,在薄膜上布满着神经末梢和一种叫绒粒体的细胞器,这一细胞器能随着温度的变化而膨胀和收缩,周围温度只要有千分之一度的微妙变化,它就能感觉出来。在漆黑的夜间,响尾蛇之所以能出其不意地发起攻击,像闪电般地吞食田鼠,靠的就是这一个灵敏的细胞器。

军事科学家从响尾蛇捕食那儿得到启示,只要在导弹头部安装一个灵敏的感受器,不就可以自动引向目标了吗?

于是,军事科学家为导弹头部设计并研制了一个红外线探测器,这一探测器的任务就是发现、捕获从敌机那儿辐射出来的哪怕是极其微弱的红外线,对于敌机发动机喷射出来的高温燃气,那当然更不在话下。不过,为了抵挡导弹飞行过程中的高速气流以及雨雪的冲刷,在导弹头部的探测器上,需要有一个防护罩,这个防护罩要有足够的强度和硬度。那是因为,高速飞行过程的导弹,它头部的表面温度可超过几千摄氏度。这就是说,对防护罩材料的要求之一,必须能够耐超高温。

研究、比较表明,能承担这一任务的非透光陶瓷莫属。

只有它,最适合于制造响尾蛇导弹头部探测器的防护罩。

本世纪30年代初,人们就已经获悉:利用钠蒸气放电可以获得一种高效率的光源。但是,由于当时各方面条件的限制,一种新颖的灯具无法进入实用阶段。

这是因为,钠蒸气放电会产生超过1000℃的高温,在本书第一章中,我们已经谈到,钠是一种非常活泼的金属,它有很强的腐蚀性,而用玻璃制成的灯管又过不了高温关,由于一时找不到一种两全齐美(既耐高温又不怕腐蚀)的合适的灯管材料,因此,研制高压钠灯的计划只好搁浅。

1957年,世界上第一块透光(又称透明)陶瓷的问世,使研制高压钠灯的计划才得以实施。研究表明,透光陶瓷的熔点高达2050℃,而且在1600℃的环境下能不受钠蒸气的腐蚀,它又可以通过95%的光线。具备了这些条件,真可谓是“万事齐全,只欠东风。”经过有关科学家的努力,高压钠灯终于在1960年呱呱坠地,后经过不断改进,得到了实际应用。

我们说高压钠灯是一种发光效率很高的电光源,让我们与其他一些灯具进行比较。经测试表明,普通白炽灯的发光效率只有10流明/瓦,高压汞灯的发光效率为50~60流明/瓦,而高压钠灯的发光效率高达110~120流明/瓦。这就是说,在同样功率的情况下,一盏高压钠灯能抵两盏高压汞灯用,而且光色柔和、银白。在高压钠灯下看物体清晰,不刺眼。对于河道纵横交错的地区以及沿海城市来说,这种新颖灯具更具有特殊的吸引力——高压钠灯的光线能透过浓雾而不被散射,因此,作为汽车的前灯特别合适。

还值得一提的是,高压钠灯的平均寿命长达1~2万小时,比高压汞灯的寿命长两倍,比普通白炽灯高10倍以上,是目前使用寿命最长的灯。

除了可研制高压钠灯以外,透光陶瓷还适用于研制其他新颖灯具,例如钾灯、铷灯、铯灯以及金属卤化物灯等。

夏日,骄阳似火,要是戴上一副墨镜,就舒服多了。是的,强烈的阳光,会使你睁不开眼。假如你正好从焊接工人身旁走过,而他正在那儿焊接刚刚安装起来的人行天桥的扶手,这时,当你的眼晴受到电弧强光的刺激后,会一时看不清周围的东西。如果戴着墨镜,电弧的强光对你的眼睛就不会造成什么干扰了。电焊工人在操作时,都要戴上面罩,这种面罩的作用与墨镜大体相似。现在已经很清楚,墨镜有养目和避免强光线刺眼的作用。

说到强烈光对眼睛的刺激,当原子弹爆炸时,情况就更严重了——强烈的光辐射会使人看不清东西,甚至变得寸步难行。但是,核试验工作人员重任在肩,他们必须注视着原子弹爆炸的全过程。而在爆炸着的准备阶段,他们又有许多事情要做。那时,又不能戴着墨镜操作。从按下按钮——原子弹爆炸——到出现光辐射,总共不过3秒钟时间。

这就是说,等原子弹引爆之后再戴墨镜,显然是来不及了。

同类推荐
  • 地理常识知道点

    地理常识知道点

    历史可以让你心智明朗,文化可以让你提升内涵和修养,地理奇观可以让你陶冶心性,走进历史.文化的殿堂,我们心旷神怡,甘之如醇。追求自然的那种超越、完美的精神,是人类永不荒芜的灵根、灵性。
  • 青少年应该知道的自然环境

    青少年应该知道的自然环境

    《青少年应该知道的自然环境》内容简介:我们生活的这个大干世界中无奇不有,在那里你能见到茂密的森林、浩瀚的大海、碧绿的湖泊、蜿蜒的河流,还有在地球上生活和生长着的各种动植物,大自然就像一位慈祥的母亲一样养育着我们,对待大自然“慈母”,我们必须善待她,同她和谐相处。因为地球只有一个,为了子孙后代的可持续发展,我们必须永远爱护生态环境,制止环境污染,反对不顾后果的野蛮掠夺。
  • 影响孩子一生的100个侦探故事(影响你一生的名著)

    影响孩子一生的100个侦探故事(影响你一生的名著)

    有一种东西叫做钻石,如天上的星星,风雨的岁月和空间,凝固成人类精神的永恒,它跨越了国界、语言、年龄。“注音版影响孩子一生的名著”系列图书,每一本都是你生命中不可不读的经典。
  • 第四十头熊

    第四十头熊

    本书为俄罗斯众多著名作家的动物文学合集,文章生动有趣又不乏诗意,让人在阅读的同时,好似亲身处在朝气蓬勃的大自然里,而那些可爱、单纯的大自然的精灵,就在自己身边……本分册包括:《母狼跟在我们身后》、《第四十头熊》、《树上的兔子》、《狐狸怎样把獾骗出窝》等。
  • 世界经典睡前故事大全集:听妈妈讲故事,跟妈妈学英语

    世界经典睡前故事大全集:听妈妈讲故事,跟妈妈学英语

    本书有精彩丰富的内容、图文并茂的设计、言简意赅的点题、简单实用的对话,这就是我们所呈现给你的。当你打开这本书,开始与孩子沟通互动时,在这段美好温馨的时光中,不仅能陶冶孩子的性情,还会提高他们对学习语言的兴趣。
热门推荐
  • 帝剑苍穹

    帝剑苍穹

    战魂大陆,宗派林立,高手如云,强者为尊。每个人一出生,就拥有一个战魂。战魂之道,奥妙无穷。站在顶峰的强者,战魂傲气冲天,碎裂苍穹,撼动乾坤!少年唐烈穿越异界,继承远古神剑,逆天出世,斩天裂地,傲视风云!
  • 巴尔扎克(名人传记丛书)

    巴尔扎克(名人传记丛书)

    一位半路出家的文学青年,他对文学创作的不断追求如同跋涉在沙漠中的行者对水的渴望。他的一生著述等身,但同时也债台高筑;他崇尚纯粹的文学艺术,但却受生活所迫屡次成为令自己所不耻的文佣。他通过写实风格的小说来针砭时弊,他的慧眼观察如科学实验般可信。
  • 红尘相师

    红尘相师

    上者相天,可观国道;中者相地,可改族命;下者相人,可破人运!躲天灾、避人祸、破天命、除霉运。相师微末,崛起红尘。为诸美解运,为玄学立命!
  • 魔女战记

    魔女战记

    在一个架空的魔法世界,千千万万的人中,总有这么一个英雄拯救世界,然而这里却并没有,有的只是一个“幸运”的魔女绿蒂,在s市里的d学院碰到青梅,萝莉控大叔。(同桌)呆萌少年是个gay,一路上“奇”遇不换,小事不断。还碰到幻师国的某傲娇冷艳少年和某妖艳“少女”,王者之殿长老们的阴谋,谋中谋?一场战争与冒险又打响了!其中的故事又简单吗?剧情绝对的xx。。来看下“我的人”又是怎样征服“魔法界”的。(这绝对和变身魔法,没半毛钱关系。文风:只是来给你吐槽的)不喜就喷。欢迎加微博(小侠童鞋e)关注剧情话题。
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 何求

    何求

    此间花已落,君与谁相知。独坐千古,守一树落花,卿已魂归天涯......
  • 还珠之梦镜缘

    还珠之梦镜缘

    新年到了,雁子在此祝福大家:春节的钟声响,新年的脚步迈,祝新年的钟声,敲响你心中快乐的音符,幸运与平安,如春天的脚步紧紧相随!春华秋实,我永远与你同在!
  • 心理学与驭心术:掌握他人的诀窍

    心理学与驭心术:掌握他人的诀窍

    本书用心理学解析处世技巧,告诉你如何巧妙驾驭他人的心理。内容包括:攻破他人心理防线找准人性的软肋迂回前进攻心术念好感情紧箍咒循循善诱巧驾驭等。
  • 校花的贴身流氓

    校花的贴身流氓

    一场地震,让屌丝王玄拥有了牛逼的瞬移能力,却不想,这异能竟是个打折的残次品,每次瞬移的地点总是出错,不是校花卧室,就是女神的房间。校花:不行,你看了我,要对我负责。女神:别走,我好冷!王玄很无奈:老天啊,你这是为什么,还能不能让人好好的当个安静的异能者了?
  • 尘归尘 土归土

    尘归尘 土归土

    荆自以为还算得上一个清心寡欲的女子,她没料到自己会对一件身外之物这么念念不忘。那是一只天然水晶手镯,玲珑剔透的,却不是一味的冰清玉洁。无论戴在腕上,还是置于白缎精制的匣子里,总泛着微黄的银光,浸透了几千年的月色一般,有一种旷古而寂寥的景象。荆却总疑心这个光洁透亮的圈子,是用了眼泪凝固的冰制成的,那幽幽渺渺、隐隐约约的黄,正是泪水才有的颜色。而她即便不用手,哪怕只用了目光去触摸,也能感觉出它从里到外的沁凉。