钾:元素周期表的促进剂|在离子交换中起关键作用|康宁

钾:促进者

钾:促进者

钾是康宁许多技术眼镜的一种成分。例如,它在……中起着关键作用离子交换过程这有助于赋予康宁®大猩猩®玻璃其韧性。但康宁玻璃科技公司(Corning Glass Technologies)的技术交付官亚当·埃里森(Adam Ellison)博士从研究生时代起就对钾产生了兴趣,当时他的发现颠覆了关于玻璃结构的传统观念。

当人们试图描述含有碱的玻璃杯的结构时,钠原子通常是首选。许多科学家认为,同一族的元素——例如钾、锂、铷、铯——会以同样的方式表现。然而,埃里森发现事实并非如此。“钾是如此之大,以至于其他原子必须在它周围组织起来,”他解释说。

但钾不是恶霸。事实上,它更像是一个调解人或促进者。埃里森观察到的最有趣的行为之一是,钾元素会在通常相互冲突的情况下使它们合作。它通过两个关键方式做到这一点。如果一种元素很难溶解,加入钾会帮助增加溶解度和在给定温度下可以溶解的量。钾的加入也降低了二氧化硅脱氮的温度,从而产生了更大的灵活性。

埃里森说:“当你试图把一些主要玻璃成分不想要的东西放进玻璃里时,钾是神奇的。”

埃里森在进行博士研究时发现了这种不寻常的行为,当时他正在研究氧化锆和氧化钛的溶解度是如何随着玻璃的组成而变化的。因为他是在导师以前学生的研究基础上进行研究的,所以他使用的是一种含有氧化钾、氧化铝和氧化硅的基玻璃。埃里森观察到氧化钾的含量和溶解度之间有着极强的联系。当他进行进一步的实验时,他注意到玻璃的行为对其他变量相对不敏感。

埃里森利用这些知识为康宁开发了新的技术玻璃成分。

埃里森说:“据我所知,康宁的技术眼镜档案中就有钾元素的记载。”“但在我们早期的努力中,我们并没有真正理解玻璃中原子的排列,所以很多工作都是基于直觉或偶然发现。”今天,我们对钾的使用有了很多了解。”

其影响是巨大的。在特性,我们注意到康宁有潜力以几乎无限的组合使用整个元素周期表。钾,作为一个伟大的促进者,帮助实现这一目标。

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