Институт Физики Вакуума - Технологии
Абрамов А.А., Акимов А.Е., Булатов Э.И., Майборода В.П., Финогеев В.П., Чернов С.П.
Физические основы и экспериментальные результаты
исследования торсионных технологий
в производстве материалов.
Часть 1
Аннотация
Создание генераторов торсионных полей (полей, порождаемых классическим спином) и экспериментальное подтверждение спиновой поляризации вещества при действии на вещество торсионных полей позволило создать основы метода изменения характеристик материалов при использовании торсионных воздействий на них. В этом случае изменение спиновой структуры вещества реализуется через информационное воздействие, а не энергетическое. Экспериментально была показана возможность при использовании характеристических торсионных спектров изменять тип кристаллической решетки сплавов, получать аморфные металлы без использования сверхбыстрого охлаждения, изменять степень дисперсности сплавов и, в результате, изменять их прочность, пластичность, коррозийную стойкость и другие физико-химические характеристики. Полученные результаты позволяют обоснованно предположить возможность изменения физико-химических свойств керамики, синтетических и других материалов при действии на них торсионных полей.
Содержание:
- Введение
- Изменение параметров кристаллов при действии торсионного излучения на растворы
- Исходные предпосылки действия торсионных излучений на расплавы металлов
- Демонстрация изменения структуры кристаллов при действии торсионных излучений на расплав металлов
- Результаты изменения свойств металлов при действии торсионных излучений на расплавы олова в пленке
- Результаты изменения свойств олова и меди при действии торсионных излучений на расплав металлов в печи таммана
- Результаты отработки торсионной технологии производства силумина
- Заключение
- Литература
1. ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время известно много методов и технологий использования разных видов излучений для воздействия на расплавы металлов (веществ вообще) или на растворы веществ, изменяющие их структуру и физико-химические свойства. Для этих целей используются ультразвук, СВЧ, вращающиеся магнитные поля и другие виды излучений.
С пониманием возможности реального проявления торсионных излучений [1,2] на различные объекты [З], была сформулирована проблема установления самого факта действия торсионных излучений на растворы и расплавы, а также определения возможности использования такого действия для решения прикладных задач и разработки технологий.
Исходные предпосылки для выполнения таких работ были просты, почти самоочевидны. Формирование структуры твердого вещества из раствора или расплава связано с выполнением двух условий. Атомы или ионы веществ в расплаве должны занять места в потенциальных ямах, соответствующих узлам кристаллической решетки твердого тела. Кроме этого, атомы веществ, находящиеся в соответствующих потенциальных ямах, должны ориентировать свои спины по ребрам кристаллической решетки так, как это задано формой разрешенной кристаллической решетки. Уместно напомнить, что именно на основе этого критерия вещества разделяются на парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики.
Вполне возможно, что в каждом кристалле его спиновая структура за счет спин-торсионных взаимодействия между атомами в кристаллической решетке такова, что она является наряду с известными факторами также необходимым условием устойчивости любой кристаллической решетки.
Так как торсионное поле порождается классическим спином, то его действие на расплав или раствор может проявиться только в виде изменения их спинового состояния.
Допустим, что на расплав или раствор действовало изотропное торсионное поле. В результате в расплаве или растворе атомные и ядерные классические спины будут иметь однонаправленную ориентацию. Однако однонаправленные спины (одноименные торсионные заряды) взаимно притягиваются. Тогда за счет этого взаимного притяжения однонаправленная спиновая система будет спиново устойчива, и изменить ориентацию спина любого атома в такой системе будет очень сложно.
При остывании расплава (или выпаривании раствора) его атомам ничто не будет мешать занять места,- соответствующие потенциальным ямам. Но спиновая устойчивость спиново поляризованного расплава и невозможность, как было указано выше, изменить спиновую ориентацию его атомов приведет к тому, что даже при медленном остывании расплава спины атомов не смогут ориентироваться по ребрам кристаллической решетки. В результате даже при медленном остывании кристаллическая решетка не возникнет, металл будет аморфным.
Задавая различные отличные от изотропного законы пространственной структуры торсионного поля, воздействующего на расплав (раствор), можно ожидать, что за счет индуцированной спиновой поляризации расплава (раствора) будут наблюдаться два результата.
В одной группе случаев индуцированная спиновая структура в расплаве проведет к тем или иным искажениям в кристаллической решетке твердого тела.
В другой группе случаев, когда в расплаве вещества будет индуцирована устойчивая структура, которая соответствует кристаллической решетке другого вещества, то расплавленное вещество перейдет в твердое состояние с «чужой» кристаллической решеткой, которая соответствует индуцированной спиновой структуре.
Упреждая дальнейшее изложение, отметим, что все предполагавшиеся теоретические ситуации оказались практически реализуемы.
2. ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРИСТАЛЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ТОРСИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАСТВОРЫ
Первые экспериментальные подтверждения изменения кристаллических структур при действии торсионного поля были получены в Институте физики АН УССР д.ф-м.н., профессором М.В.Куриком в 1989 г. и опубликованы в 1991 г. [4] Объектом исследования была взята желчь, которая с химической точки зрения представляет собой смесь холистериков.
|
|
Рис.1. Фотографии мицеллярных структур с увеличением 60 000, полученных путем естественного испарения раствора (увеличение 300 раз)
а - контроль,
б - кристаллизация при действии статического торсионного поля.
| б) Увеличить >>>
|
|
В контроле при естественном испарении тонкого слоя раствора холистериков в чашке Петри возникает стандартная картина кристаллов (рис.1а). При действии статического торсионного поля кристаллизация холистериков при естественном испарении тонкого слоя раствора в чашке Петри наблюдаются мицеллярные структуры, как указано на рис.1б. Эффект действия торсионного поля выразился в увеличении шага кристаллической решетки в 2,5 раза и увеличении размера фракталов в 3 раза.
Было установлено, что характер кристаллизации меняется и у неорганических веществ. Эти работы были выполнены под руководством директора Научного центра Томского политехнического университета к.ф-м.н. В.И.Лунева Объектом исследований был процесс кристаллизации КСl.
|
Рис.2. Схема эксперимента по воздействию торсионным излучением на процесс кристаллизации KCI. Увеличить >>>
|
В одной чашке Петри (рис.2а) наблюдался процесс кристаллизации КСl в контроле. Центральная часть второй чашки Петри подвергалась воздействию торсионным полем (рис.2б). В контроле (рис.2а) образующиеся кристаллы распределены по площади в среднем равномерно на некотором расстоянии друг от друга. Наряду с прозрачными кристаллами, есть матовые (белые на снимке) кристаллы. В эксперименте (рис.2б) в центральной части, где действовало торсионное поле, образовались только прозрачные кристаллы, плотно заполняющие эту центральную часть. По остальной площади, вне зоны действия торсионного поля, поле кристаллов полностью идентично, как и в контроле.
После того, как было установлено действие торсионного поля на кристаллизацию различных веществ, был выполнен большой объем работы по изучению результатов действия торсионных полей на расплавы.
3. ИСХОДНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЕЙСТВИЯ ТОРСИОННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА РАСПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ
Во всех экспериментах по изучению воздействия торсионных полей на расплавы металла использовались торсионные генераторы, в которых для создания торсионного поля использовалось вращение электромагнитного поля. Для исключения влияния физических факторов не торсионной природы на результаты экспериментов были использованы специальные меры.
Комиссия из специалистов метрологов (НПО «Красная Заря», Ленинград) провела метрологическую проверку, в результате которой было установлено, что торсионный генератор не создает электромагнитных излучений (в пределах чувствительности метрологических приборов) в диапазоне до 40.0 гГц. При этом надо учитывать, что сам торсионный генератор имел цельнометаллический корпус, который был заземлен. Это помимо экранировки от возможного электромагнитного волнового излучения гарантировало отсутствие статических зарядов на корпусе генератора, т.е. гарантировало отсутствие электростатического поля. Специальными измерениями НИИ метрологии в Ленинграде было установлено, что, начиная с расстояния 23 см от генератора и больше, постоянное магнитное поле торсионного генератора ниже фонового.
Для гарантии того, что постоянное магнитное поле генератора не повлияет на результаты экспериментов, торсионный генератор размещался от печи Таммана (от любого объекта воздействия) на расстоянии не менее 40 см. Специальной проверкой было установлено отсутствие у торсионного генератора звукового излучения. Это было также важным фактором, исключающим подозрения, что наблюдавшаяся аморфизация получена не в результате действия ультразвука, подобно тому, как это было установлено исследователями из Института стали в Москве.
Однако все эти меры, принятые для чистоты эксперимента, вообще говоря, были избыточны. Априори очевидно, что, например, даже если бы торсионный генератор создавал ультразвуковые излучения, то при потреблении электроэнергии 10 мВт малая интенсивность этих излучений никаких значимых эффектов вызвать не могла. Аналогичные соображения можно было бы высказать и в отношении других факторов, которые рассматривались выше.
В силу указанных причин известные физические воздействия не могли быть причиной наблюдавшихся явлений. Однако это само по себе не могло быть гарантией, что наблюдаемые явления есть результат именно торсионных воздействий, а не каких-то других, может быть тоже еще неизвестных физических излучений. Эта задача была решена следующим образом.
Было принято во внимание, что торсионное поле представляет собой особое состояние физического вакуума со спиновой поперечной поляризацией. По аналогии с электромагнетизмом можно было ожидать, что две пластины из диамагнетика с взаимно ортогонально упорядоченными спинами создадут скрещенные торсионные поля, которые будут играть роль вентиля (экрана) для источника внешнего торсионного поля [2]. Это предположение подтвердилось экспериментально. Была разработана методика спиновой поляризации материалов. В частности, использовалась пара полиэтиленовых пленок с взаимно скрещенной ориентацией спинов. Такая пара пленок (торсионный экран) была оптически прозрачна, радиопрозрачна, акустопрозрачна, магнитопрозрачна и этот перечень можно продолжить, например, гравитационно прозначна. Такая пленка по своим физическим свойствам является идентификатором торсионного поля. Такой экран ставится между торсионным генератором и объектом воздействия, и все эффекты торсионного воздействия в объектах перестают наблюдаться, что и имело место в большом количестве разнородных экспериментов. Если бы наблюдавшееся воздействие имело бы не торсионную природу, использовавшийся экран — прозрачный в широком смысле — не смог бы исключить воздействие.
4. ДЕМОНСТРАЦИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ТОРСИОННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА РАСПЛАВ МЕТАЛЛОВ
|
Рис.3. Схема эксперимента по изучению изменения кристаллической решетки металла в результате действия торсионного излучения. Увеличить >>>
|
Предварительные поисковые работы, демонстрирующие изменение кристаллической решетки при действии торсионного поля на расплав металла, были получены в работах под руководством директора НИИ электрофизических проблем поверхности в Санкт-Петербурге, академика РАЕН, д.ф-м.н., профессора Г.Н.Фурсея [13,14].
Эксперимент строился по схеме, как указано на рис.3. Одним из основных элементов экспериментального стенда (рис.3) был автоэмиссионный проектор (2) с разрешением -20Е, увеличением (2ч 3) • 105 и рабочим вакуумом 5 • 10-9 Торр.
|
|
|
|
в)
| Рис.4. Структура кристалла металла:
а - контроль
б - при перегреве в течение 10 час
в - при действии торсионного поля на фоне перегрева в течение 1 часа
Увеличить >>>
|
|
Для обеспечения работы проектора использовался источник высокого напряжения 0ч50 кВ (3) с вольтметром (5), источник нагрева (4) катода из вольфрама (1) с амперметром (7), амперметр (6).
В экспериментальных исследованиях сначала фиксируется эмиссионное изображение катода (рис.4а). Во второй фазе полярность высоковольтного напряжения питания (3) проектора (2) изменяется на противоположное с помощью переключателя (13). За счет холодной эмиссии с анода происходит разогрев катода. Даже при разогреве катода в течение 10 часов структура поверхности катода практически не меняется (рис.4б).
Однако, если разогрев катода осуществлять лишь 1 час при одновременном действии торсионного излучения на частоте 0,1 МГц, создаваемого торсионным генератором (8) (рис.4 г), то картина эмиссии катода резко меняется (рис.4в). При действии торсионного поля на катоде появляются две ярко эмитирующие области (два пятна на рис.4в) в направлении <001>. Вариация режимов автоэмиссионного проектора и времени воздействия на катод торсионным излучением не изменила наблюдаемой картины. Это хорошо видно из результатов таблицы 1.
Было высказано предположение, что торсионное поле может оказывать воздействие на процессы переноса при распаде субмикроструктур, выращенных на поверхности микрокристалла в электронном поле после высокотемпературного нагрева [14].
|
Рис.4г. Внешний вид торсионного генератора, использованного в экспериментальном стенде, изображенном на рис.3. Увеличить >>>
|
Таблица 1.
Сводка результатов по воздействию торсионного поля на микроструктуру вершины острийного монокристалла вольфрама
№ острия
|
Появление
изображения
|
Время
воздействия
без Т-поля
|
Время
воздействия
с Т-полем
|
Результаты
|
1
|
|
8,4 кВ
|
8 часов
|
-
|
Эмиссионное изображение (контроль)
|
| 1 |
8.4 кВ |
- |
4 часа |
2 пятна
в<100> |
2
|
|
4,7 кВ
|
12 часов
|
-
|
Эмиссионное изображение (контроль)
|
| 2 |
4,7 кВ |
- |
10 часов |
2 пятна
в<100> |
2
|
Через
сутки
|
4,7 кВ
|
1 час
|
-
|
2 пятна в<100>
|
| 2 |
4,7 кВ |
- |
1час |
2 пятна в
<100> |
2
|
Через 41
сутки
|
4,7кВ
|
10 часов
|
-
|
Эмиссионное изображение (контроль)
|
| 2 |
4,7кВ |
- |
5 часов |
2 пятна в
<100> |
| 2 |
|
4,7кВ |
1 час |
- |
2 пятна в
<100> |
Доклад на Втором Международном Аэрокосмическом Конгрессе, Москва, Россия, 31 августа-6 сентября 1997 г.
Опубликовано также в сборнике трудов МИТПФ РАЕН «Горизонты науки и технологий XXI века» под редакцией академика РАЕН А.Е.Акимова, т.1, Фолиум, М.,2000.
Продолжение следует
Абрамов А.А., Акимов А.Е., Булатов Э.И., Майборода В.П., Финогеев В.П., Чернов С.П. Физические основы и экспериментальные результаты исследования торсионных технологий в производстве материалов. Часть 1 // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.11605, 27.10.2004
[Обсуждение на форуме «Институт Физики Вакуума»]
