OPALE: ogół:SiO2;tward.ok.5,5 w/s Mohra;inkluzje(skazy); nieodporny na wys.temp.; efekt optyczny: *opalizacja(gra barw w wyniku dyfrakcji i interferencji światła,podnosi $opali), *asteryzm(efekt gwiazdy wieloramiennej), *kocie oko(powst. przesuwających się smug światła pod wpływem defektów sieci,podnosi $opali); rodzaje opali(pospolite-mleczne/nieuporzadkowana struktura; naturalne-zaw.skały obce; łączone-sklejone);identyfikacja (różnice w opalizacji,niedokładności w klejeniu `sklejek',obecność fali metalowych,domieszki sadz/farb); opale syntetyczne(z kolid. krzemionki; otrzym. Zol->żel /sedymentacja); odwrócone opale-bańki otoczone materiałem (otrzym:*sedymentacja*ściskanie*wprowadzenie subst. wiążącej*usunięcie kulek; kryształy fotoniczne-okresowo uporządkowane obszary w różnym wspł. załamania światła; światłowody-pułapkowanie światła/brak rozmycia impulsów/niewrażliwe na zgięcia); zastosowanie m.f.:*dielektryczne zwierciadła *mikrorezonatory,przewodniki *sensory*fotoniczne układy scalone*diody luminescyjne*minilasery DIAMENTY: ogół: najtrwalszy naturalny minerał, izolator elek., przewodnik ciepła, 4płaszczyzny łupliwości; struktura: każdy at.C łączy się z 4 w. kowal.; struktura grafitu: płaskie pierścienie heksagonalne poł. w. kowal.; szlify-kaboszowany(obły) i brylantowy; synteza sztucznych diamentów: 1803-stapianie w piecu łukowym żelaza z węglem i ochładzanie stopu w stopionym ołowiu; 1887-1928-strzelanie z karabinu do kawałka grafitu; 1946-urządzenie do wytwarzania wysokich ciśnień typu kowadła Bridgmana; 1956-przemiana zw. C pod wysokim cieśnieniem; metody syntezy: Bergmana, mechaniczno-elektryczna, hydrauliczna, próżniowego osadzania odparowanego węgla CVD, hydrotermalna; zastosowanie sztucznych diamentów: materiały ścierne, tarcze do cięcia, koronki wiertnicze, prasy wysokociśnieniowe, łożyska, okienka spektrometru, jubilerstwo, osełki do noży; grafit: przewodnik, jedynym rozpuszczalnikiem Fe,grafit+litowce=materiał na baterie SZAFIRY i RUBINY: szafir:Al2O3+Ti/Fe3+(9 w/g Mohra; krystalizuje w układzie heksagonalnym) rubin:Al2O3+Cr3+(niejednorodność barwy, defekty, inkluzje wielofazowe) synteza sztucznych rubinów: 1857-stapianie K2SO4 z Al2(SO4)3 i K2CrO4; stapianie tlenków glinu i chromu; 1886-rubiny genewskie(stapianie odłamków/proszku z naturalnego rubinu); 1891-stapianie tlenku glinu, chromu w palniku wodorowo-tlenowym; zastosowanie sz. rubinów: pręty do laserów i łożysk, materiały ścierne, tarcze do cięcia, jubilerstwo, wsporniki, dysze, okna wziernikowe; zastosowanie szafirów: wł. Elektryczne, odporny na starzenie, detektory podczerwieni, czujniki ciśnienia, kompozyty krzemowo-szafirowe, optyka wojskowa, okienka w rakietach, ampułki, urządzenia tnące SZMARAGDY: ogół: Al2O3+BeO+SiO2+Cr3+,8w/g Mohra; beryl-prawie szmaragd; by poprawić wygląd szmaragdów przez nasycenie ich olejami o różnym wspł. załamania światła; synteza sztucznych szmaragdów: topienie tlenków w tyglu platynowym, współczesna metoda topnikowa, metoda hydrotermalna w autoklawie; synteza monokryształów: I z ukł. jednoskł. (f. stała-w wyniku przemiany fazowej/metamorficznej; f. ciekła-zestawienie stopu/wyciąganie monokryształu ze stopu; f. gazowa-sublimacja) II z ukł. wieloskł.(f.stała-krystalizacja/zestawienie ze stopu/wyciąganie monokryształu; f. ciekła-ochładzanie/odparowywanie rozp./dyfuzja/procesy hydrotermalne; f. gazowa-gazowy transport; Proces Bridgmana,topienie z płynącą strefą, metoda czochalskiego 'wyciaganie ze stopionej masy', krystalizacja przez ochładzanie
Produkcja szkła: *szkło z cieczy (schładzanie do temp. Poniżej Twitrylizacji/szybkie przejście lakieru, by nie zdąrzyła zajść krystalizacja) *krystalizacja(Pr. Heterogeniczny) /zeszklenie(Pr. Homogeniczny w całej objętości cieczy; szkło jest sprężyste i izotropowe)*szybkość schładzania cieczy(szk. Krzemowe10-5k/s;polistyren-10-4/10-1k/s; selen amorficzny- 10/10+2; szkła metaliczne-10+6; stop Au-Si przez zgniatanie kropli metalu); Rodzaje szkła: *szkło naturalne (obrydiam-szk. poch. wulkanicznego, brązowawe/szkło libijskie-stapialny proszek) *szkło mieszane (kwarc-SiO2; powolne schładzanie krzemionki daje sieć krystaliczną, a szybkie amorficzną; łatwotworzące się centra krystalizacyjne; szkło odporne na zmiany temperatury; przy szybkim schładzaniu wzrasta lepkość, zmniejsza się ruchliwość, jony metali zachowują ruchliwość i migruja do centrów w lepszej syt. energ.; +tlenek sodu obniża Tt i lepkość; +tlenek potasu podwyższa Tt; +tlenek wapnia zmniejsza rozp.; jony metali zrywają wiązania szkła i zmniejszają jego twardość); teorie budowy szkła: *krystalitowa szkła Lebiediewa *teoria sieci ciągłej Zacheriasewa (zał. 1O+2Si; l. koord. ¾; wielościany krzemianowe łączą się wierzchołkami; dla sieci 3D 3 wierzchołki muszą być uwspólnione); szkło rubinowe-purpura Kasjusza/koloidalne złoto, bursztynowe-FeO/Mno/Ni/C, ametystowe-tlenki Mn/Ni, czarne-tlenki Fe/Cu/Mn/C, mleczne-tlenki Zn/Sn; zwykłe szkło sodowe(SiO2-72,Na2O-15,CaO-9,MgO-3,Al2O3-1)zast.- szyby,naczynia,żarówki(+K2O); szkło laboratoryjne(SiO2-80, Na2O-5, B2O3-10, CaO-1, MgO-1, Al2O3-3)cechy-*odporność chem. *mała rozszczelność termiczna *odpornośc na szok termiczny *odporność elektryczna; szkło optyczne: cechy-*przezroczystość *izotropowość właściwości optycznych *wytrzymałośc mechaniczna *jednorodnośc mechaniczna i optyczna *niezmienny przy zmianach temp.; szkło optyczne z Be/Pb/Sr pochłaniają promieniowanie (kineskopy TV); barwienie szkła: tlenki (Fe-zielony/brunatny/czerwony; Cu-czerwony/błękitny; Co-błekitny; Ni w szk. potasowym-purpurowy/w szk. sodowym-brązowy; Cr-żółtawozielony; Ti-żółty/brązowy), sproszkowane złoto-rubinowoczerwony, selen-czerwony, CdSO4/Ag/C-żółty o różnych odcieniach
BIOMATERIAŁY: cechy-*nieszkodliwe, nierakotwórcze, nietoksyczne, wolno korodujące *duża tolerancja biologiczna; typy: *metalowe (Ti-wysokowytrzymałe endoprotezy i implanty; Cr-Ni-Mo-igły, płyty, nakrętki, śruby, druty; Co-chirurgia rekonstrukcyjna, endoprotezy, duża tolerancja biologiczna; tantal, niob, metale szlachetne;metalowe implanty wew. żuchwy, by zwiększyc przyswajalnośc przez org. i pokrywa się je Ca3(PO4)2; metalowe implanty żył/naczyń krwionośnych-elastyczne i podobny kształt; *ceramiczne (porowatość zapewnia dobre łączenie tkanek z implantem; odporność na ściskanie i ścieranie; nieodporne na zginanie i kruche; odporne na korozję wobec płynów ustr.; tolerancja biologiczna) * węglowe (dobra biotolerancja; do rozszczepionych włókien tkanki łącznej; rozkładają się pod wpływem płynów ustr.); scyntylatory: materiały do wykrywania promieniowania/subs., w której wyniku pochłaniania wys. ener. promieniowania powstają błyski/materiał o dużej l. at./np. ZuS domieszkowany Cu i Ag/szkło + cer; kryteria doboru: *wspł. absorpcji promieniowania *odseparowanie widm absorpcji/emisji *przezroczystość scyntylatora na własną luminescencję *wydajność przetwarzania energii * czas zaniku fluorescencji BARWNIKI: *malachit CuCO3xCu(OH)2(zielony pigment, podobny do azmytu 2CuCO3xCu(OH)2, wrażliwy na kwasy i ciepło; synteza-dodawanie do roztworu Na2CO3) *żółcień kadmowa (barwa zmienna, zależna od domieszek, składu mieszaniny, nie można mieszać z innymi pigmentami I Cd(NO3)2+Na2S->CdS+2NaNO3 II `odwrócona micela' (wew. miceli można przeprowadzić strącanie) *żółta odra Fe2O3xH2O (zmiana ilości wody=zmiana barwy, + krzemian=dobrej jakości pigment, w Afryce jako filtr przeciwsłoneczny) *odra czerwona (czysty tlenek żelaza(III)) *cynoser HgS (toksyczny, otrzym. po sublimacji czarnego HgS) *hinia Pb3O4 (dobrze kryjący) *C kostny (zwęglenie bez dostępu powietrza) *C (niecałkowite spalenie acetylenu)