Охота на самородки - страница 6

Рисунок 5. Фианиты и бриллиант.

Рисунок 6. Температурный профиль Р1 по термограмме, показанной на рисунке 5.

Проведенные эксперименты показали, что в комнатных условиях надо применять более радикальное охлаждение или одновременный нагрев и охлаждение, чтобы получать существенное отличие температур изучаемых объектов.

Медные цилиндры

Термограмма двух медных цилиндров, лежащих на подоконнике и обдуваемых уличным воздухом из приоткрытого окна, представлена на рисунке 7. На рисунке 8 представлен температурный профиль Р1 термограммы (рисунок 7). Данный эксперимент показывает, что медь, имеющая значительную теплопроводность (394 Вт/(м·К), также хорошо охлаждается и приобретает наименьшую температуру в определенных местах своей поверхности.

Рисунок 7. Термограмма двух медных цилиндров.

Рисунок 8. Температурный профиль Р1 по термограмме, показанной на рисунке 7.

Фианиты и бриллианты на элементе Пельтье

В последующих экспериментах был выбран одновременный нагрев и охлаждение. Нагрев осуществлялся элементом Пельтье, охлаждение с помощью вентилятора Tidar. На рисунке 9 показана термограмма бриллианта (0,2 карата), лежащего на разогретом до 84,7 ^>оС элементе Пельтье и охлаждаемого потоком комнатного воздуха (температура 22 ^>оС) из вентилятора. Разница максимальной температуры подложки и минимальной бриллианта в данном случае составляет более 45 ^>оС.

На рисунке 10 показан температурный профиль Р1 термограммы (рисунок 9). Из данного эксперимента можно заключить, что алмаз, обладающий высокой теплопроводностью и лежащий на значительно разогретой поверхности, можно охладить слабым воздушным потоком на десятки градусов Цельсия ниже этой поверхности. Отметим также, что бриллиант имеет неодинаковую температуру по его поверхности. Это объясняется тем, что бриллиант имеет ряд различных включений и дислокаций кристалла. Практически более 90% природных алмазов имеют примеси азота. Кроме того, у природных алмазов можно обнаружить графитовые прожилки и включения почти всех элементов таблицы Менделеева. Все эти примеси и дислокации кристалла существенно влияют на теплопроводность, что и определяет неравномерное распределение температуры по объему углеродного кристалла. По температурному профилю Р1 (рисунок 10) термограммы (рисунок 9) видно, что температура некоторых участков бриллианта отличается от других на более три десятка градусов Цельсия.

Рисунок 9. Термограмма бриллианта, лежащего на элементе Пельтье и охлаждаемого вентилятором

Рисунок 10. Температурный профиль Р1 по термограмме, показанной на рисунке 9.

Во втором эксперименте по одновременному нагреву на элементе Пельтье и охлаждению с помощью вентилятора Tidar, использовался близкий по крупности и огранки к вышеприведенному бриллианту фианит (диоксид циркония ZrO_>2). В результате такого теплофизического воздействия была получена термограмма (рисунок 11), из которой видно, что фианит приобретает почти одноцветную окраску в выбранной палитре представления ИК-картинки. Данная почти одноцветность фианита показывает, что температура по его объему находится в узком диапазоне значений.

Температурный профиль Р1, проведенный по термограмме (рисунок 11) и показанный на рисунке 12, подтверждает вывод о том, что такое воздействие на фианит приводит к температуре в точках его объема, распределенной в узком диапазоне.

Такой теплофизический эксперимент с фианитом приводит его к более высокой температуре по сравнению с бриллиантом в предыдущем эксперименте.