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
  • 千万不要得罪蚊子

    千万不要得罪蚊子

    在《千万不要得罪蚊子》中,夏蛋蛋为什么要去得罪一只蚊子?夏蛋蛋如何迎接蚊仙的宣战?夏蛋蛋回到人类世界最先见到的是谁?夏蛋蛋为什么忽然变成了一块肥皂?
  • 小心孩子这样问你:巧妙回答孩子的260个雷人问题

    小心孩子这样问你:巧妙回答孩子的260个雷人问题

    对于3~6岁的孩子而言,那些看似幼稚、好笑或者令人瞠目结舌的问题恰恰是他们认识世界、表达自己情感的开始,也是他们与父母沟通的重要途径。对此,父母必须给予足够的重视。本书针对孩子最常问的260个问题,首先点出父母最容易做出的错误回答,然后通过对问题进行分析,进而告诉父母该如何巧妙、科学地回答孩子那些令人赧颜的雷人问题,从而保护孩子的好奇心和求知欲,增强亲子关系,为孩子认识世界、发展身心健康、扩大认知能力打下良好基础。
  • 草镯子(新版)

    草镯子(新版)

    青阳县的石家大小姐梅香是个天不怕地不怕的主儿,仗着天足的缘故,要么爬上墙头给黄黄送猫食,要么蹲在地上看一天的虫子。有一天,梅香发现隔壁的裁缝家里多了个俊俏的小童养媳秀秀,大小姐的生活会因为这个小伙伴而增添快乐吗?
  • 尾巴它有一只猫

    尾巴它有一只猫

    本书收录了作者20篇丰富精彩的原创童话,并配有手绘美图。全书童话的主角都是可爱的小野兔、田鼠、小狗和小鸟,但这些小动物身上富有人性化的色彩,让宝宝在听故事的同时,感受到世界的真、善、美。
  • 青少年智力开发宝典

    青少年智力开发宝典

    《青少年智力开发宝典(彩色插图版)》专门为青少年朋友而编写,全书共分为智力开发和智力检验上下两篇。上篇智力开发,先是通过对观察力、记忆力、想象力、思维力、创造力、判断力等几个方面来训练智力,开发青少年的左半脑,提升青少年的智力水平;然后通过动手能力把动手和动脑有机地结合起来,对右半脑也进行开发,从而使大脑得到均衡发展;最后综合能力则是训练青少年的判断、分析、推理、想象等方面全面思维的能力。下篇智力检验,是通过一些智慧故事,来全面检测青少年运用本书后智力的提升情况。总的来说,青少年儿童在运用本书时,就好像进入了一个超级训练营。
热门推荐
  • 徐福之子之日本帝国

    徐福之子之日本帝国

    221年,秦灭齐,一名贼头贼脑的方士找到秦始皇:”陛下,我能为您找到长生不老药。“于是,方士徐福打着鬼谷子弟子的旗号,骗了皇帝三千童男童女和一大批物资,跑到蓬莱仙岛,九年后继续东渡日本。而我,不知道怎么成了他儿子。他在在日本实行种族灭绝政策,建立东洋汉人帝国。他在彭城协助项羽斩刘邦,实行岛国政策。他自称天皇,在太平洋的每个角落插上他的大旗!
  • 后妃梓殷记

    后妃梓殷记

    关于夫君,是选择呢?还是被迫接受呢?不如养成一个吧。对,就是这样。
  • 血染天下之天下无人

    血染天下之天下无人

    本书宣布太监以后可能还会恢复请大家关注《我是艾斯杀手》谢谢
  • 千手观音造次第法仪轨

    千手观音造次第法仪轨

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 柯南同人之伊生有你

    柯南同人之伊生有你

    伊冷轩,魔界的二公主,伊藤璟,他的父亲一个令他厌恶的名字,在她身上下达了诅咒“永远不得离开魔界”。在17岁时穿越到了柯南时间,却变成了7岁时的样子,她意外的失去了魔力,变成了一个普通人,在异世界生活十年后,他的父亲,伊藤璟的诅咒应验了,不久之后她将会到魔界,她该怎么办?她就这么甘心回到那个世界吗?(PS:此文不是新兰也不是快青,大家表pia我【琉璃怕怕】)
  • 蛇灵秘录

    蛇灵秘录

    半夜里,我前往坟墓守灵。看到了一条巨大的银环蛇,我想跑,但是未婚妻却逼我躺在棺材里喂蛇,我不从……她居然拿钱砸我!
  • tfboys之一花一世界

    tfboys之一花一世界

    王俊凯,王源,易烊千玺三个轰动学校的帅气少年:王俊凯霸气腹黑,王源呆萌可爱,易烊千玺高冷孤僻,惜字如金,其实却是一个暖男。当他们遇到心思单纯偶尔还会犯傻的刘雨辰,疯狂迷恋帅哥的花痴少女李心然和温柔感性的刘思语。他们之间的故事正在悄悄上演
  • 金刚般若波罗蜜经传外传

    金刚般若波罗蜜经传外传

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 综漫之快乐前进

    综漫之快乐前进

    一个坚强乐观的中国女孩穿梭在各动漫的故事:无意中获得强大的力量,却离开了故乡,来到了二次元的动漫世界······强大冷漠,只想守护自己喜欢的人,没有无聊的圣母情结······美丽乐观,不被世俗约束,理智冷静,笑对生活······爱吃美食,爱看美人,爱好珍奇异宝,有洁癖······坚守‘人不犯我我不犯人,人若犯我亿倍还之’的人生准则······快乐向前进。。。。。。【死神、海贼王、火影、黑执事···柯南、网王、吸血鬼骑士、犬夜叉、······】ps:搞笑爽文,女主强大聪明······
  • 快穿攻略:hello,男神大人

    快穿攻略:hello,男神大人

    苏清离古武世家的少主,一个内心冷漠却时而软的人。她是绑定了快穿系统的任务者,为了完成别人的心愿,穿梭在不同的时空之中。他是她第一个任务世界的男主,他与她经历了末世。