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水晶里蘊藏著宇宙的秘密,水晶正在拓展現(xiàn)代人生活的空間。德國哲學家卡西爾在《人論》中說:“科學是人類的智力發(fā)展中的最后一步,并且可以被看成是人類文化最高最獨特的成就。”科學和技術(shù)是緊密聯(lián)系的,人們往往把二者簡稱為“科技”,從這個角度說,水晶在高科技領(lǐng)域的運用與成果,應是水晶文化的重要組成部分。
水晶與高科技的關(guān)系是進入20世紀后才引起世人特別關(guān)注的,因為它在兩次世界大戰(zhàn)中曾充當過精彩的角色而令世界震驚,之后便掀起了全球?qū)ふ宜?,研究水晶,開發(fā)水晶及硅系列產(chǎn)品的熱潮。經(jīng)過長期研究開發(fā),水晶更為人們所熟知。
水晶具有透明,堅硬,彈性,雙折射,熔點高,方向性,抗壓性,導熱性,旋光性,耐酸性,耐堿性,壓電效應等16種優(yōu)良物理,化學特殊性能,為應用高新科技具備了獨特的優(yōu)越條件。通過實踐和比較,世界水晶專家前蘇聯(lián)的阿爾莫佐娃,美國的羅塞.瓊一再贊嘆:東海水晶量多,體大,質(zhì)優(yōu),含硅量之高,為世界所罕見。
他們都曾預言:“東海將是世界的石英中心?!贝_被他們言中了。作為水晶驕子故鄉(xiāng)的東海,在壓電水晶,光學水晶,熔煉水晶,合成水晶四大品類中都一直處于水晶開發(fā)的領(lǐng)先地位,并已成為高科技領(lǐng)域的搶手貨。
壓電水晶,是指其具有高純度的,無任何包裹體,雜質(zhì),節(jié)瘤的水晶單晶體。正因為水晶具有正逆壓電效應,并有其他壓電材料所不能比擬的優(yōu)點,故被大量用來制造石英諧振器,濾波器,超聲波發(fā)生器和各種測量儀器。
石英諧振器是無線電子工業(yè)設備的關(guān)鍵元件。特點是具有高度的穩(wěn)定性,靈敏度和相當寬的頻率范圍,可普遍裝置在無線通訊的發(fā)射器,接收器及無線電測量儀器中,如無線電報,無線電傳真,無線電視,無線廣播等等。還廣泛應用于人造地球衛(wèi)星,導彈,超音速飛機,火箭,艦艇,雷達,電子計算器,石英手表以及各種遠距離操縱,跟蹤,導航等設備之中。二十世紀九十年代,出現(xiàn)了微型石英諧振器,在蠅頭大小的諧振器內(nèi)含有的水晶切片薄如蟬翼。東海晶體材料廠技術(shù)人員竟將1.8厘米長的水晶棒切成80片圓晶片,可見其精密的程度。它的出現(xiàn)加速了電子產(chǎn)品現(xiàn)代化進程,使“大哥大”,電腦等體積越來越小,電視機,調(diào)空器的“心臟”更趨簡單。全世界的需求量,每年在以數(shù)億計的速度增長。目前東海晶體材料廠的晶片年產(chǎn)能力僅為2000萬片,可見發(fā)展?jié)摿χ蟆?
濾波器大量應用于有線通訊中的各種載波設備,如載波電話,可在載波多路通訊的一跟導線上,同時使用數(shù)對至幾千對電話而互不干擾。
超聲波發(fā)生器常用于超聲波探測儀上,用以發(fā)現(xiàn)金屬制品及硬質(zhì)塑料的裂紋和氣孔。應用于超聲波探測儀,可測量海底深度,海底地形,探測魚群。
電壓水晶還應用于壓力計,高壓儀等各種測量儀器上,用以測量橋梁,機器,炮筒等承受壓力的情況。
光學水晶,是指純凈的無色透明的無雙晶,節(jié)瘤,各種包裹體,綿,裂隙,藍針的天然水晶單晶體。根據(jù)水晶的特殊光學性能,作為光學材料,一是做成各種儀器鏡頭,能透過紫外線在黑暗中照像,觀測,在云霧中拍攝及遠距離照像。二是做成光譜儀的棱鏡,透鏡,用以測定礦物元素的含量。做成石英濾光鏡,可觀察拍攝太陽。做成紫外線燈,用來殺菌治病。做成旋光計鏡頭,用以測定旋光物質(zhì)濃度和含量。做成望遠鏡顯微鏡,大可觀測天體,小可見到細菌和細胞。
熔煉水晶,指經(jīng)篩選后剩余的無雜質(zhì)的晶體碎塊,經(jīng)熔化冷卻而形成的水晶。是利用水晶具有耐高溫,耐酸堿性能和線膨脹系數(shù)等性質(zhì),用于石英玻璃行業(yè),制作石英玻璃管材,器皿,光學玻璃,合成水晶原料,還廣泛用于電子,化工,冶金,通訊,汽車,機械制造,醫(yī)學器皿和儀器工業(yè)。建國以來,東海105礦,東海光學儀器廠根據(jù)國家需要開發(fā)加工水晶制品,為國家尖端科學做出了重要貢獻。
合成水晶,也稱人造水晶,是在天然水晶資源越來越稀少的情況下,現(xiàn)代高科技的產(chǎn)物。它是一種仿照自然界天然水晶形成所需要的特定條件,用人工的方法合制而成的。東海縣合成水晶生產(chǎn)在我國占相當?shù)匚?。采用的是世界通用的水熱法合成水晶工藝。東海水晶廠就有兩臺全國最大的水熱法工藝生產(chǎn)高壓釜。目前,運用水熱法合成工藝,已生產(chǎn)出茶,紫,綠,黃,紅,黑等等彩色水晶。水熱法合成的水晶,除能見到晶體中的晶種及正規(guī)的六方柱和六方錐體,晶面呈不平的階梯狀外,其物理,化學性質(zhì)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)均與天然水晶沒任何區(qū)別,而且雜質(zhì)和缺陷又相當少。因此,合成水晶及其制品進入市場后,很快就得到了國際上的認可。
總而言之,水晶已與科學結(jié)下了不解之緣,科學已與生活結(jié)下了不解之緣,水晶的作用已到了無處不在,無時不在的地步。
現(xiàn)在,電視機,計算機,移動電話和網(wǎng)絡通訊產(chǎn)業(yè)迅速擴大使用范圍和頻率。但不管這些產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展,如電視機從黑白到彩色,從模擬到數(shù)字;電信的發(fā)展趨勢從電信網(wǎng)絡數(shù)字化,綜合化的基礎上向智能化,移動化,寬帶化和個人化方向發(fā)展,都始終離不開水晶片制成的元件。
水晶在高科技領(lǐng)域運用及成果,最具影響力的還是在兩次世界大戰(zhàn),海灣戰(zhàn)爭,伊拉克戰(zhàn)爭中所顯示的神威。我們不妨來回顧一下歷史,再對水晶在高科技領(lǐng)域的未來稍作展望。
第一次世界大戰(zhàn)期間,法國艦隊受到德軍潛艇的沉重打擊。法國物理學家郎之萬利用水晶壓電效應的原理,把水晶片接在交流電上,便能頻頻發(fā)生奇異的超聲波。超聲波一旦遇到障礙物,就會相應發(fā)出返回信號。不久,壓電水晶制成強力超聲波輻射器得到應用,使法軍很容易測得德軍潛艇的距離,從而使德軍潛艇有了克星而遭到重創(chuàng)。
第二次世界大戰(zhàn)期間,科技的迅速發(fā)展和戰(zhàn)爭的刺激,參戰(zhàn)國的武器和軍用設備隨之飛快擴張和提高等級。這場幾十個國家參戰(zhàn)的一場人海血戰(zhàn)的武器大比拼,消耗了大量水晶。僅1945年,美國一個國家就用掉了壓電水晶500多噸;前蘇聯(lián)水晶供不應求,不得不忍痛割愛,將博物館里的水晶展品,工藝制品拿出來切割使用。天然水晶遠遠不能滿足社會需求,其結(jié)果一是推動和加快了合成水晶的生產(chǎn)發(fā)展;二是加劇了占領(lǐng)國對被占領(lǐng)國的水晶掠奪。如日本早1939年占領(lǐng)了東??h后,強迫農(nóng)民修筑徐海公路,挖出的水晶全部掠走,還驅(qū)使農(nóng)民挖水晶,強買或掠走。南京勸業(yè)會展覽的東海縣房山大水晶,也被日軍占領(lǐng)南京后掠去運用到軍事科技中再來屠殺中國人民。
從二戰(zhàn)中幾個大國對水晶的使用和重視來看,可知水晶在軍事高科技中的威力。
最近二十年來隨著科技的迅速發(fā)展,使世界軍事,特別是先進國家軍事發(fā)生重大變革。戰(zhàn)爭形態(tài)正在由機械化戰(zhàn)爭向信息化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)變,軍隊信息化作戰(zhàn)能力越來越具有決定性的作用;“不接觸”成為新型戰(zhàn)爭的最顯著特點。如1991年的海灣戰(zhàn)爭,1999年的科所沃戰(zhàn)爭,2001年的阿富汗戰(zhàn)爭和2003年的伊拉克戰(zhàn)爭。在這四次戰(zhàn)爭中,美軍憑借高科技的威力,都在短時間內(nèi)克敵制勝。
究其原因,水晶,石英充當了高新尖武器的“心臟”部件,它在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中真是魔力無邊,比孫悟空的七十二變還厲害百倍。再者,高新尖武器也還能對付人類突然面臨的巨大自然災害,如科學家正在尋求用核武器來擊毀向地球撞擊而來的彗星和宇宙飛塊,避免地球可能發(fā)生的滅頂之災或重大災難。還有,自1957年10月4日蘇聯(lián)發(fā)射人類第一顆人造衛(wèi)星以來,人類已在太空制造了約2000噸垃圾(英國科學家羅維爾估計),現(xiàn)在美國航空和宇航局正在試驗一種以水晶,石英產(chǎn)品制作的激光“掃帚”來清掃宇宙中人造機器的垃圾。這是用高科技手段來克服高科技負面效應的典型設想,此設想可能不久就會變?yōu)楝F(xiàn)實。
另據(jù)2003年7月26日專電,最新一期《自然》雜志報告說,美國科學家研制出一種超微型轉(zhuǎn)子,被譽為納米技術(shù)領(lǐng)域“又一新突破”,水晶在其中就充當了不可或缺的角色。誠如美國教授弗蘭克.道爾蘭德所說:我們生活的“信息交流時代”,實際上應該為“水晶時代”。有朝一日,人們將以科學之劍撩開水晶神秘的面紗,定能讓水晶盡顯神通。
廠址:江蘇省東??h牛山鎮(zhèn)和平東路426-9
(總廠地址:東??h新開發(fā)區(qū))
(分廠地址:東??h駝峰新區(qū)經(jīng)濟開發(fā)區(qū)市縣路168-9)
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