Емблема кафедри ФХОТМ.Перехід на головну сторінку
Кафедра фізико-хімічних основ технології металів
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Вступ (абітурієнтам)

І нагріває, і охолоджує

Bi

Для деяких сплавів вісмуту характерні унікальні магнітні властивості. Так, зі сплаву вісмуту з марганцем виготовляють сильні постійні магніти. Сплав вісмуту з сурмою, що виявляє в магнітному полі аномальний ефект магнітоопору, використовується для виробництва швидкодіючих підсилювачів і вимикачів. Добавка вісмуту (усього 0,01 %) до сплавів на основі алюмінію і заліза покращує пластичні властивості матеріалу, спрощує його обробку. Таку ж послугу надає вісмут і нержавіючій сталі. А олову він допомагає вилікуватися від хронічного захворювання, яке називається "олов'яною чумою": при низьких температурах цей метал розсипається в порошок. Причина цього - перехід одного різновиду олова в інший, з більш вільним розташуванням атомів в кристалічній решітці (так зване біле олово перетворюється в сіре). Атоми ж вісмуту, додані до олова, як би цементують його решітку, не даючи їй зруйнуватися при перебудові, викликаною таким перетворенням.

Дуже перспективно виглядають з'єднання вісмуту з телуром у якості матеріалу для термоелектрогенераторів. Сприятливе поєднання теплопровідності, електропровідності і термоелектрорушійної сили обумовлює високий коефіцієнт корисної дії перетворення теплової енергії в електричну. До речі, перша батарея термоелементів, створена в XIX столітті, була виконана з спаяних дротів сурми і вісмуту.

У космонавтиці, медицині та багатьох інших областях використовується сьогодні термоелектричне охолодження. Ще в 1834 році французький фізик Жан Пельтьє зазначив, що якщо через електричний ланцюг, що складається з провідників різного типу, скажімо заліза і вісмуту, пропустити постійний електричний струм, то в місці їх з'єднання поглинається деяка кількість тепла. Це явище, назване ефектом Пельтьє, довгий час не знаходило практичного застосування, так як охолодження, що виникало в місці з'єднання металів було дуже незначним. Але через понад сто років радянський академік А. Ф. Йоффе запропонував замінити метали в термоелектричних пристроях напівпровідниковими матеріалами, зокрема сполуками вісмуту, телуру, селену і сурми. Ось тоді-то ефект Пельтьє став воістину ефективним засобом охолодження. Виявилося можливим створення на його основі холодильника нового типу, в якому переносником тепла служать не рідини або гази, як в звичайному холодильнику, а електрони. Крихітні електронні холодильники, завбільшки з наперсток, плавно знижують температуру до -50 °C. Важливою особливістю таких холодильників є й те, що їх легко можна перетворити в ... нагрівачі: для цього потрібно лише змінити напрям електричного струму.

З'єднання вісмуту можна зустріти в багатьох сферах сучасної техніки. Триоксид цього металу служить каталізатором при отриманні акрилових полімерів. Як флюс, що знижує температуру плавлення деяких неорганічних речовин, він використовується також при виробництві скла, емалі, фарфору. Вісмутові з'єднання вводять до складу скла, якщо потрібно підвищити його коефіцієнт заломлення. Солі вісмуту застосовуються при виготовленні фарб для дорожніх знаків. Вони "спалахують", коли на них падає промінь автомобільної фари. Відомі з давніх пір косметичні схильності вісмуту проявляються сьогодні у створенні за допомогою його солей перламутрової губної помади.

В останні десятиліття увага багатьох вчених прикута до явища надпровідності. Відкрита ще в 1911 році голландським фізиком Гейке Камерлінг-Оннесом, ця властивість деяких металів і з'єднань - поблизу абсолютного температурного нуля практично безперешкодно пропускати електричний струм - довгий час мала лише суто науковий інтерес. Бурхливий розвиток науки і техніки в другій половині XX століття зв'язав з надпровідністю грандіозні практичні перспективи, насамперед в області енергетики. Але щоб перспективи стали реальністю, потрібно відсунути якомога далі від абсолютного нуля поріг надпровідності, тобто ту критичну температуру, при якій речовина стрибкоподібно втрачає здатність чинити опір електричному струму. Пошуки вчених спрямовані на створення так званих високотемпературних надпровідників - матеріалів, здатних отримувати цю властивість при порівняно легко досяжних температурах. На думку ряду фахівців, такими матеріалами можуть стати полімери, "начинені" дрібними частками металів.

Радянські хіміки зробили перший крок на шляху вирішення цієї проблеми. Піддаючи електролізу водний розчин солей свинцю і вісмуту в присутності толуольного розчину полідіфенілбутадіену, вони зуміли отримати металополімер, що містить близько 80 % дисперсних (діаметром кілька мікрон) частинок свинцево-вісмутового сплаву. Оскільки метал впроваджувався в полімер в момент утворення із солі, не встигаючи окислитися, поверхня частинок була майже ідеально чистою. Як показали випробування нового матеріалу, температура переходу його в надпровідний стан, хоч і далека від бажаної, але помітно вища, ніж у чистого сплаву того ж складу. Значить, можна сподіватися, що наступні кроки в цьому напрямку дозволять досягти поставленої мети.

Цікаві результати отримали й американські вчені з Мічиганського університету. Вони виявили, що вісмут, "забруднений" невеликою кількістю атомів олова або телуру, при температурах 0,03-0,06 К отримує надпровідність, в той час як чистий метал цією властивістю обділений. Змінюючи концентрацію домішки, можна змінювати поріг провідності вісмуту в той або інший бік.

(За матеріалами книги С. І. Венецького "Розповіді про метали" та Вікіпедії)

Історія
Персонал
Технічна база
Дисципліни
Студентам
Викладачам
Наукова робота та зв'язки
Видання кафедри
Здобутки
Випускники
Фотогалерея
Мультимедіа
Народна творчість
Студентський пульс
Публічна інформація
Вхід в систему:
Логін:
Пароль:

Новий користувач
Забули пароль ?
Зробити стартовою
Додати в вибране

Статистика:
Гостей: 1
Користувачів: 0
Зареєстровано: 44
     Зараз на сайті користувачів немає                    Найкращі користувачі сайту: SZolotukhin (676) , Bass (291) , nazar23 (217) , vendetta99 (211) , Dzhyhun (140) , Zlkonstantin (118) , Ira (108) , Oleg (67) , petrenko31 (52) , lofochka (50)
Лічильник відвідувань сайту
з 5.02.2006 року
RAI Travel Сайт груп ФС
Україна онлайн
Счетчик PR-CY.Rank Счетчик PR-CY.Rank
Rambler's Top100
Украинский портАл Каталог MyList.com.ua
МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов
bigmir)net TOP 100 каталог сайтів
На головну Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Copyright © 2005-2018 Кафедра ФХОТМ, ІФФ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ
Designed by S. Rybak