Структура танталата калия
Цитата: Танталат калия обладает уникальным свойством - его диэлектрические потери уменьшаются при понижении температуры, достигая значения 3,610-5 при 4,2 К на частоте 13,6 ГГц [23].
Конец цитаты.
Материал с форума лаборатории Наномир:
Кушелев: Это уже совсем интересно...
Дело в том, что танталат калия - сегнетоэлектрик, т.е. по существу он может подойти для включения источника энергии ударом, хотя и при температуре жидкого гелия.
Если мы включим ударом источник энергии из танталата калия, то от него можно будет включить рубиновый источник, настроенный на ту же частоту. Это может оказаться проще, чем включать источник энергии от импульсного магнетрона...
По крайней мере после включения источника энергии при температуре 4.2 К энтузиазм инвесторов просто зашкалит, и они точно найдут денег для ускорения включения рубинового источника энергии "от чего угодно"
[0:06:45] mihel-mouse: Так это же при температурах близких к абсолютному нулю((((( При н.у. не заработает же или Вы охлаждать жидким гелием собираетесь?
[0:08:27] Кушелев Александр Юрьевич: А что такого? Может и жидкого азота хватит
[0:08:40] Кушелев Александр Юрьевич: А жидким азотом я в летней лаборатории сапфир охлаждал...
[0:09:40] mihel-mouse: Может и хватит, а может и нет, данные бы по зависимости диэлектрических потерь от температуры знать))
[0:09:47] Кушелев Александр Юрьевич: Добротность резонатора, имеющего форму эллипсоида, может быть существенно меньше 50 000. Может быть и 10 000 хватит
[0:10:06] Кушелев Александр Юрьевич: Данные найдём...
[0:10:41] Кушелев Александр Юрьевич: Если охлаждённый включится, то инвесторы продадут всё ненужное, чтобы только скорее рубиновый включить.
Цитата:
Рабочая частота 9,6 ГГц
Магнитное поле 0 – 3500 Гс
Частота модуляции 100 кГц
Резонатор сегнетоэлектрический:
Тип колебания ТЕ01δ
Добротность 1000 - 5000
Конец цитаты
Кушелев: При комнатной температуре добротность доходит до 5000. Понятно, что в жидком азоте она перевалит за 10 000, что вполне может хватить для включения источника энергии, имеющего форму эллипсоида.
[0:15:23] Кушелев Александр Юрьевич: Диэлектрические потери (295 К) 10^3-10^4 Постоянная Кюри-Вейсса (6±2)10^4 К
[0:29:43] mihel-mouse: А.Ю., теперь, как я понимаю, Вам осталось найти ту лабораторию которая правильно изготовит Вам брусочек из прессованного KTaO3, да ещё и умудрится его поляризовать или Вы нашли уже где купить его уже в виде пьезокерамики?
Кушелев: Сравнительные характеристики сапфир / танталат калия
Материал, Диаметры:
экран внешний-внутренний, мм-мм-мм
Высота, мм, Частота, MГц, Вес, кг, Источник
Al2O3 112-71.2-45.5 240 1580 [45, 46]
KTaO3 71.2-70.4 240 1334 1.49 [47]
Электронное строение тантала:
211321882
Согласно химической формуле танталата калия KТаO3, тантал проявляет в этом соединении валентность 6-1=5
Если же посмотреть на структурную схему кристаллической ячейки, то
находящийся в центре тантал отдает 6 электронов окружающим атомам кислорода, и получает 1 электрон от находящегося в вершине куба атома кальция. Валентность та же, +5.
На внешней оболочке тантала находится 2 электрона, а ещё 3 он отдает с предвнешней, на которой остается 11-3=8.
Понятно, что эти 8 электронов ориентированы нормалями по направлению из ядра тантала к вершинам кубической ячейки.
Зазоры в октаэдрических вершинах заполняют электроны окружающих атомов кислорода. В результате получается устойчивый электронный каркас танталата калия.
Нужно будет сделать пикотехнологическую модель танталата калия в программе 3DS Max.
Зеленым цветом показаны валентные электроны предвнешней оболочки тантала.
Они образуют общую электронную структуру с достроенной внешней оболочкой атомов кислорода (показаны голубым цветом), расположенных в центрах граней куба. Ближний ион кислорода из 6 не показан, чтобы было лучше видно валентные электроны тантала.
Вид через центр отсутствующего иона кислорода. Красным цветом показаны ионы калия, расположенные в вершинах куба.
Вид на элементарную ячейку кристалла KTaO3 со стороны отсутствующего иона кислорода
Вид на элементарную ячейку кристалла KTaO3 с противоположной стороны
Вид вдоль диагонали куба (крупный план)
Вид вдоль диагонали куба (общий план)
Похоже, что ядро тантала со всеми оболочками, кроме предвнешней (она же валентная), может находиться в одном из локальных минимумов энергии, которых, судя по расположению валентных электронов тантала может быть, например, 6. Это и лежит в основе поляризуемости кристалла KTaO3, т.е. в основе сегнетоэлектрических свойств.
Скрипт, по которому построена пикотехнологическая модель танталата калия в программе 3DS Max:
-- KTaO3. Picotech model
--Nanoworld Laboratory. Alexander Kushelev.
--http://nanoworld.narod.ru
--http://nanoworld.org.ru
--
-- K (red) 8 ions
m = torus radius1:11 radius2:1.1 segs:20 sides:12 position:[0,0,0] wirecolor:[255,0,0]
select m; converttomesh selection
rotate m 90 [0,1,0]; move m [16.5, 0, 0]; m.pivot = [0,0,0]; rotate m -35.27 [0,1,0]; rotate m 45 [0,0,1]
m1 = instance m wirecolor:[255,0,0]; rotate m1 90 [0,0,1]
m2 = instance m1 wirecolor:[0,0,255]; rotate m2 90 [0,0,1]
m3 = instance m2 wirecolor:[255,0,0]; rotate m3 90 [0,0,1]
m4 = instance m3 wirecolor:[0,0,255]; rotate m4 90 [1,0,0]
m5 = instance m4 wirecolor:[255,0,0]; rotate m5 90 [0,0,1]
m6 = instance m5 wirecolor:[0,0,255]; rotate m6 90 [0,0,1]
m7 = instance m6 wirecolor:[255,0,0]; rotate m7 90 [0,0,1]
attach m m1; attach m2 m3; attach m4 m5; attach m6 m7
attach m m2; attach m4 m6; attach m m4
dia = 30; move m [dia, dia, dia]
c1 = instance m wirecolor:[255,0,0]; c1.pivot = [0,0,0]; rotate c1 90 [0,0,1]
c2 = instance c1 wirecolor:[255,0,0]; c2.pivot = [0,0,0]; rotate c2 90 [0,0,1]
c3 = instance c2 wirecolor:[255,0,0]; c3.pivot = [0,0,0]; rotate c3 90 [0,0,1]
c4 = instance c3 wirecolor:[255,0,0]; c4.pivot = [0,0,0]; rotate c4 90 [0,1,0]
c5 = instance c4 wirecolor:[255,0,0]; c5.pivot = [0,0,0]; rotate c5 90 [0,0,1]
c6 = instance c5 wirecolor:[255,0,0]; c6.pivot = [0,0,0]; rotate c6 90 [0,0,1]
c7 = instance c6 wirecolor:[255,0,0]; c7.pivot = [0,0,0]; rotate c7 90 [0,0,1]
--
-- O (blue) 6 ions
mm = torus radius1:11 radius2:1 segs:20 sides:12 position:[0,0,0] wirecolor:[0,0,255]
select mm; converttomesh selection
rotate mm 90 [0,1,0]; move mm [17, 0, 0]; mm.pivot = [0,0,0]; rotate mm -35.27 [0,1,0]; rotate mm 45 [0,0,1]
mm1 = instance mm wirecolor:[0,0,255]; rotate mm1 90 [0,0,1]
mm2 = instance mm1 wirecolor:[0,0,255]; rotate mm2 90 [0,0,1]
mm3 = instance mm2 wirecolor:[0,0,255]; rotate mm3 90 [0,0,1]
mm4 = instance mm3 wirecolor:[0,0,255]; rotate mm4 90 [1,0,0]
mm5 = instance mm4 wirecolor:[0,0,255]; rotate mm5 90 [0,0,1]
mm6 = instance mm5 wirecolor:[0,0,255]; rotate mm6 90 [0,0,1]
mm7 = instance mm6 wirecolor:[0,0,255]; rotate mm7 90 [0,0,1]
attach mm mm1; attach mm2 mm3; attach mm4 mm5; attach mm6 mm7
attach mm mm2; attach mm4 mm6; attach mm mm4
dia2 = 30; move mm [dia, 0, 0]
cc1 = instance mm wirecolor:[0,0,255]; cc1.pivot = [0,0,0]; rotate cc1 90 [0,0,1]
cc2 = instance cc1 wirecolor:[0,0,255]; cc2.pivot = [0,0,0]; rotate cc2 90 [0,0,1]
cc3 = instance cc2 wirecolor:[0,0,255]; cc3.pivot = [0,0,0]; rotate cc3 90 [0,0,1]
cc4 = instance cc3 wirecolor:[0,0,255]; cc4.pivot = [0,0,0]; rotate cc4 90 [1,0,0]
--
-- Ta (green)
t = torus radius1:4 radius2:0.5 segs:20 sides:12 position:[0,0,0] wirecolor:[0,255,0]
select t; converttomesh selection
rotate t 90 [0,1,0]; move t [12, 0, 0]; t.pivot = [0,0,0]; rotate t -35.27 [0,1,0]; rotate t 45 [0,0,1]
t1 = instance t wirecolor:[0,255,0]; rotate t1 90 [0,0,1]
t2 = instance t1 wirecolor:[0,255,0]; rotate t2 90 [0,0,1]
t3 = instance t2 wirecolor:[0,255,0]; rotate t3 90 [0,0,1]
t4 = instance t3 wirecolor:[0,255,0]; rotate t4 90 [1,0,0]
t5 = instance t4 wirecolor:[0,255,0]; rotate t5 90 [0,0,1]
t6 = instance t5 wirecolor:[0,255,0]; rotate t6 90 [0,0,1]
t7 = instance t6 wirecolor:[0,255,0]; rotate t7 90 [0,0,1]
[20:43:59] Потенциальный инвестор: То есть 5000 долл хватит на запуск?
[21:16:25] Кушелев Александр Юрьевич: Будем надеяться. Гарантию заранее не даст даже Бог 
[21:26:58] Кушелев Александр Юрьевич: 5000 долл. позволит реализовать два проекта. И пьезо-керамический, и с магнетроном. Но с магнетроном хоть и надежнее, но по-хорошему нужно заказывать номинальный ряд рубиновых резонаторов. У меня в настоящее время есть только несколько небольших участков номинального ряда. Причём некоторые участки перекрыты шариками, а некоторые - эллипсоидами:
[12:36:03] Главный инвестор alg: поле электромагнитное ?
[12:36:40] Кушелев Александр Юрьевич: Да. Поле электромагнитное. Для частоты 2.45 ГГц диаметр эллипсоида типа 35 мм
[12:37:04] Кушелев Александр Юрьевич: В рассылке были опубликованы данные для эллипсоида.
[12:37:29] Кушелев Александр Юрьевич: Просто я пока не смог экспериментально обнаружить рабочую моду, которая смоделирована в HFSS
[12:37:56] Кушелев Александр Юрьевич: Инвестор D смоделирует процесс возбуждения, и тогда я смогу экспериментально найти эту моду.
[12:39:54] Главный инвестор alg: и последний вопрос как в диэлектрическом не магнитном шарике образуется электрическое и магнитное поле
[12:41:13] Кушелев Александр Юрьевич: В проводниках возможен ток проводимости, а в диэлектриках - ток смещения. Когда связанные заряды колеблются относительно положения равновесия.
[12:41:50] Кушелев Александр Юрьевич: Поэтому существуют не только проводящие, но и диэлектрические резонаторы и волноводы. Гугл знает
[12:42:04] Главный инвестор alg: это и есть та радиоволна которая закачивается в шарик , а шарик как лазер её усиливает и не отпускает и только часть энергии вылазит из шарика на 0,5 см ?
[12:43:05] Кушелев Александр Юрьевич: Волны - это процесс распространения колебаний в среде. В данном диэлектрическом резонаторе таких волн нет. Есть стоячие волны, когда колебания сосредоточены в небольшой области.
[12:43:14] Кушелев Александр Юрьевич: А процесс преобразования энергии такой же, как в дребезжащем редукторе.
[12:43:49] Кушелев Александр Юрьевич: Часть энергии вращения "шестеренок Максвелла" преобразуется в энергию колебаний тех же "шестеренок Максвелла", т.е. в электромагнитные колебания.
[12:44:11] Кушелев Александр Юрьевич: А процесс возбуждения можно посмотреть на модели в программе HFSS:
[12:44:26] Главный инвестор alg: спасибо
[12:46:11] Кушелев Александр Юрьевич:
[12:46:36] Кушелев Александр Юрьевич: Справа видны более длинные волны в воздухе (проводящий волновод)
[12:46:50] Кушелев Александр Юрьевич: В середине волны короче (диэлектрический волновод)
[12:47:09] Кушелев Александр Юрьевич: А слева резонансная система из рубиновых шариков
[12:47:41] Кушелев Александр Юрьевич: Другой ракурс:
[12:48:38] Кушелев Александр Юрьевич: Крупно один шарик:
