Космичні технології

Вирощування кристалів в космосі дозволяє використати в технологічних процесах незвичайні умови, що створюються під час руху космічних апаратів за орбітами навколо Землі: перш за все – стан невагомості, а також глибокий вакуум, низькі температури та космічну радіацію. У невагомості ряд фізичних процесів відбувається інакше, ніж у земних умовах: 1. Відсутня сила Архимеда, що викликає в земних умовах розшаровування рідин з різною густиною. 2. Послаблена природня конвекція, яка у земних умовах викликає перемішування рідин і газів, які мають різну температуру. 3. Можливим є безтигельне утримання в просторі розплаву, завдяки цьому можна запобігти забрудненню розплаву від стінок тигля. 4. Поведінка рідин та розплавів визначається, в основному, силами поверхневого натягу. 5. Змінені умови тепло- та масообміну, а саме, перенесення тепла відбувається за рахунок теплопровідності й теплового випромінення, а у масообміні зростає внесок дифузії молекул (атомів)середовища між гарячою та холодною зонами. 6. На космічних апаратах легко у технологічних процесах легко забезпечити глибокий вакуум (~ 10^–8 мм рт. ст).

Дослідження за космічними технологіями ведуть Росія, США, Китай та інші країни. Вперше такі дослідження були здійснені на космічному кораблі «Союз-6» в 1969 р. С того часу їх проводять постійно. Накопичений експериментальний матеріал дозволяє стверджувати наступне.

При вирощування з розплаві, розчинів та газів у космічних умовах можна одержати чисті монокристали, які мають екстремальні властивості та надзичайно високу однорідність. 2. При легування напівпровідників та діелектриків є можливість контрольовано змінювати характер розподілу домішок. 3. В космосі перспективним є одержання аморфних та полікристалічних речовин (скла та кераміки). Вони представляють собою багатокомпонентні суміші. На Землі в розплаві ці компоненти розшаровуються, тому, що мають різну густину. Це призводить до утворення згущень біль густих компонентів. Такий матеріал неоднорідний, дефектний. У космосі він значно більш однорідний. 4. В самостійний напрям виділилась космічна біотехнологія. Найбільш успішними є роботи з одержання особливо чистих біопрепаратів та досконалих кристалів білків, які не можливо одержати на Землі.

 

Список використаної літератури

1. Ванштейн Б. К. Современная кристаллография [Текст]/ Б. К.Ванштейн, В. М. Фридкин, В. Л. Иденбом - М.: Наука, 1979, т.2. - 336 с.

2. Шувалов Л.А. Современная кристаллография [Текст]/ Шувалов В.А., Урусовская А.А., Желудев И.С. и др.- М.: Наука, 1979, т.4. - 496 с.

3. Энциклопедический словарь. Физика твердого тела, т.1 [Текст]/ Барьяхтар В.Г. – Киев.: Наукова Думка, 1996. – 651 с.

4. Энциклопедический словар. Физика твердого тела, т.2 [Текст]/ Барьяхтар В.Г. – Киев.: Наукова Думка, 1998. – 644 с.

5. Шаскольская М.П. Кристаллы [Текст ]:- М.:Гл.ред. физ.-мат.лит., 1985. – 208 с.

6. Барфут Дж. Полярные диэлектрики и их применение [Текст]: пер. с англ. / Барфут Дж., Тейлор Дж.– М.: Мир. – 526 с.

7.Рез И.С. Диэлектрики. Основные свойства и применение в электронике [Текст]/ Рез И.С., Поплавко Ю.М..- М.: Радио и свіязь, 1989. – 257 с.

8.Гусева М.Б. Физические основы твердотельной электроники [Текст]/ Гусева М.Б., Дубинина Е.М. - М.: Изд-во Московского государственного университета. 1986. – 312 с.

9. Вильке К.-Т. Выращивание кристаллов [Текст ]: Л. Изд.«Недра.

Ленинградское отделение». 1977. 393 с.

Зміст

	Вступ
1.	Базові принципи функціональної електроніки
1.1	Інтегральні та функціональні мікросхеми і прилади електроніки
1.2	Основні галузі функціональної електроніки
1.3.	Класифікація матеріалів функціональної електроніки
1.3.1	Агрегатний стан та форми утворення матеріалів
1.3.2.	Класичні фізичні властивості та призначення
1.3.3.	Структура матеріалів
1.3.4.	Функціональні властивості матеріалів
2.	Фізичні явища та особливі властивості матеріалів функціональної електроніки
2.1.	Особливості класичних електрофізичних та магнітних параметрів
2.1.1.	Магнітні характеристики речовин
2.1.2.	Електропровідність речовин
2.1.3.	Діелектричні характеристики речовин
2.2.	Особливі властивості матеріалів функціональної електроніки
2.2.1.	Поляризаційні ефекти неелектричного походження
2.2.2.	Ефекти взаємодії світла із речовиною.
2.3.	Ефекти взаємодії різних чинників з речовиною.
3.	Прилади та пристрої функціональної електроніки
3.1.	Акустоелектроніка та акустооптика
3.2.	Оптоелектроніка
3.3	Магнетоелектроніка та магнетооптика
3.4.	Діелектроніка
3.5	Напівпровідникова та квантова електроніка (частково)
4.	Технології одержання функціонально активних матеріалів
4.1	Отримання кристалів з рідкої фази
4.1.1.	Вирощування кристалів з розплаву
4.1.2.	Вирощування кристалів з розчинів
4.1.3.	Отримання кристалів з газової фази
4.1.4	Газофазна епітаксія
4.2	Космічні технології
	Список використаної літератури