سراميک و مواد

[Borna66]

حمل و نقل :

کاتالیست ها موادی هستند که جهت پالایش گازهای آلاینده اتومبیل ها بکار برده می شوند. این مواد فوم مانند امروزه تولید شده اند اما فیلترهایی که برروی موتورهای دیزلی نصب می شوند هنوز نیاز به تحقیقات بیشتری دارد زیرا مشکل خوردگی در این سیستم ها وجود دارد.

ترمزهای یکپارچه و یا سرامیکی با الیاف کامپوزیتی برای کامیون ها، قطار، هواپیما و اتومبیل هنوز نیاز به تحقیق بیشتر از نظر طول عمر، هزینه تولید و کارایی دارد. استفاده از ترکیبات سرامیکی در دریچه های اطمینان،محفظه ها و کپسول ها اجزای چرخنده ماشین آلات توربوشارژ، رولرها و ... نمونه های دیگری از کاربرد این مواد است که به علت هزینه بالای آن وهم چنین مشکلات مربوط به قابلیت اطمینان به کارکرد این مواد به شدت محدود شده اند. ترکیباتی که برای ژنراتورهای توربین های گازی مورد استفاده قرار می گیرند امروزه تقویت شده اند و سلول های سوختی با کارکرد مناسب امروزه گسترش یافته اند.



تولید انرژی:

جهت تولید انرژی عمدتاً از زغال سنگ، گاز یا سوخت هسته ای استفاده می شود. به علت رفتار ترمومکانیکی و شیمیایی دیرگدازها استفاده از زغال سنگ محدود شده است. تقویت سیستم توربین های احتراقی نیاز به بهبود کیفیت سرامیک هایی که در آن توربین ها مورد استفاده قرار گرفته اند، پوشش های محافظ حرارتی و هم چنین کاهش هزینه های تولید دارد. مشکل کاهش آلودگی های ناشی از مواد و امواج رادیواکتیو در مجتمع های تولید انرژی می بایست حل گردد. فاکتورهای زیست محیطی که شامل نوع و میزان مواد آلاینده است، ریسک سلامتی، درصد آلایندگی و روند آلودگی خاک، آب و هوا می بایست تحت کنترل قرار گیرد. الیاف، اکسید کرم و ذرات ریزدانه و... می توانند سرطان زا بوده و در نتیجه می بایست برای این مواد جایگزینی تهیه شود.



صنعت ساختمان :

با توجه به اینکه صنعت ساختمان تاثیر زیادی بر زندگی مردم دارد درنتیجه مواد سرامیکی در این بین تاثیرگذار هستند. این مواد شامل انواع سیمان، بتن، گچ، کاشی و آجر می گردد. سرامیک های سنتی هم اکنون دراین صنعت مورد استفاده قرار می گیرند ولی به علت کم بودن تحقیقات پیشرفته بیشتر در این زمینه نیازمند صرف هزینه و دقت بیشتری است. امروزه تحقیقات بر روی مواد لازم جهت مرمت آثار باستانی و مقبره های قدیمی و ... در حال توسعه است.

[Borna66]

تهیه پودر:

تهیه پودر نیازمند مطالعات تکمیلی بیشتری در زمینه فرآیند شکل دهی و افزایش دانسیته قطعات است. برخی از روش های شکل دهی مانند پرس کردن، ریخته گری دوغابی و ریخته گری نواری کاملا شناخته شده اند. زینترینگ بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است و مکانیزم های آن در سرامیک ها مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل سازی اختلاف دانسیته در هنگام فرآیند پرس و انقباض ناشی از زینترینگ می بایست برای محاسبه قطعات قبل از تولید مورد توجه قرار گیرد. قالبگیری تزریقی یکی از روش هایی است که هزینه های تولید را پائین آورده اما به علت استفاده از مواد ارگانیک می بایست که از سیستم خارج شوند باید دقت لازم مبذول گردد.



بیوسرامیک ها

امروزه ایمپلنت های مورد استفاده در ارتوپدی به طور متوسط طول عمری در حدود 10 تا 15 سال دارند که بیشتر کاهش طول عمر این مواد به علت تجزیه است، که این امر به دلیل پوشش های پلی اتیلن فلزات و سرامیک ها ( آلومینا – اتیریا و زیرکونیای پایدار شده) است. سعی بر این است که عمر متوسط قطعات به بیش از سی سال افزایش یابد که نیازمند ایجاد پوشش های جدید سرامیکی برای قسمت های مختلف است. همچنین باید قابلیت اعتماد به این قطعات سرامیکی افزایش یابد. سعی بر این است که با کنترل شرایط ریزساختاری (کلوئیدی و سل ژل) با کنترل مواد پایه آلومینایی و زیرکونیایی مقاومت در برابر ترک و پایداری را افزایش داد.


متالورژی پودر:

صنعت متالوژی پودر، صنعتی است که در آن با استفاده از فشار بالا، پودر فلزات را تبدیل به قطعات و اجزایی می کنیم که از روش های دیگر معمول، تولید آن امکان پذیر نمی باشد. قطعات متالورژی پودر می توانند از فلزات آهن، آلومینیوم، مس، نیکل، تیتانیوم، پلاتین، منیزیوم، استرانسیوم عناصر کمیاب و مواد دیگر تهیه شوند. در صنعت متالورژی پودر از قطعات تکه تکه شده فلزات استفاده نمی کنند بلکه از پودرهای فلزات که توسط روش های بمباران اتمی، یا ریزسازی فلز ذوب شده، احیاء اکسیدها، الکترولیز(تجزیه بوسیله جریان برق) و احیای شیمیایی تهیه می شوند. خواص بسیار نامحدودی برای قطعات متالورژی پودر حاصل می گردد به طوری که استحکام بالاتر، دانسیته تقویت شده و گزینه های مقصد دیگری نسبت به تهیه فلزات به صورت سنتی دراین روش حاصل می گردد.

قطعات متالورژی پودر رشد زیادی در صنایع خودرو و هواپیما داشته است. متور هواپیما بیش از 4500 پوند از قطعات سوپر آلیاژهای تهیه شده به روش متالورژی پودر را در خود جای داده است.
خواص قطعات متالورژی پودر بسیار برای صنایع هواپیمایی مهم است زیرا این قطعات در دماهای بالای بکاررفته و تلورانس و تحمل بالایی از خود نشان می دهند

[Borna66]

سیستم های میکرو الکترومکانیک (MEMS )

ادغام ترکیبات برای تولید سیستم

امروزه استفاده از مواد با ابعاد میکرونی و ادغام ترکیبات مختلف این مواد، ما را قادر ساخته تا موادی تهیه کنیم که در حقیقت تقویت شده از لحاظ مکانیکی هستند.

ادغام سنسورها و پردازشگرها به ما این امکان را می دهد که قطعه ای را تهیه کنیم به عنوان مثال سنسور نقش چشم و دست را بازی کرده و پردازشگر نقش مغز سیستم را به عهده داشته باشد. این سیستم ها توانایی های زیادی در زمینه های مختلف همانند فعالیت در سیستم های مغناطیسی، اپتیکی، شیمیایی، بیولوژی، حرارتی و مکانیکی را دارا هستند. این موادها برای تولید، قطعات و سیستم های هوشمند بکار برده می شوند.

کاربرد مواد MEMS با سنسور فعال کننده کیسه هوا در اتومبیل رشد پیدا کرد و اندازه کوچک قطعات MEMS و هزینه پائین تولید آن ها، این مواد را تبدیل به موادی مناسب برای نوآوری های جدید نمود. با توجه به پتانسیل بالای این مواد جهت صنایع نظامی پروژه های بسیار زیادی دراین زمینه در کشورهای مترقی چون ایالات متحده آمریکا در حال انجام است. این سیستم ها شامل سیستم های مادون قرمز (infra red ) رایج در انواع گوشی های تلفن همراه، سنسورهای بیولوژیکی و شیمیایی می شود.

[Borna66]

چرا شیشه را تمپر می کنند؟


مقدمه: شیشه همانند دیگر مواد سرامیکی ماده ای ترد و شکننده است و در نتیجه استخکام خمشی و کششی آن کم است. هنگامی که این ماده بر اثر ضربه، فشار و یا اختلاف و گرادیان حرارتی در سطح و قسمت های داخلی شیشه ترک برداشته و می شکند به قطعات تیز و برنده ای تبدیل می گردد که بسیار خطرناک می باشند. تمپر کردن در حقیقت روشی است که در این روش همانند آنیلینگ با استفاده از حرارت دادن شیشه و سردکردن کنترلی آن می توان به افزایش استحکام شیشه کمک نمود و هم چنین از تبدیل شیشه به قطعات ریز تیز و برنده جلوگیری نمود.





شیشه تمپر شده استحکامی در حدود دو برابر و یا بیشتر از شیشه های آنیل شده دارد. این شیشه ها پس از شکست به ذرات بسیار ریزی تبدیل می شود که خطرات ناشی از مجروح شدن را کاهش می دهد. کاربرد شیشه های تمپر شده: شیشه نمای سردر، درب های شیشه ای، ورودی ساختمان ها، حمام، حصارهای شیشه ای و کلاً مواردی که نیاز به استحکام بالا و خواص محافظتی دارد.



روش های تمپرینگ:

روش حرارتی:

در این روش یک شیشه آنیل شده؛ تا 680 درجه سانتیگراد حرارت داده شده و به یکباره سرد می شود. اگر سرعت سردکردن بالا باشد، شیشه تا چهار برابر استحکام شیشه های آنیل شده مستحکم می شود و به هنگام شکست به ذرات بسیار ریز تبدیل می گردد. اگر سرعت کردن کمی آرام تر باشد افزایش استحکام تا دو برابر استحکام اولیه خواهد رسید.

[Borna66]

تمپرينگ 2
روش شیمیایی:

در این روش شیشه درون محلول شیمیایی قرار داده شده تا استحکام مکانیکی آن افزایش یابد. شیشه هایی که تمپر شیمیایی شده اند، خواص مشابهی با تمپر حرارتی دارند اما این نوع شیشه ها کاربردهایی در شیشه های پنجره ندارد ولیکن در صنعت و در جایی که نیاز به شیشه های مستحکم نازک باشد مورد مصرف قرار می گیرد.



فرآیند تمپرینگ:

پروسه و فرآیند تپمرینگ شیشه های معمولی سودالایم بسیار ساده است. برای این کار می بایست شیشه را به صورت یکسان در تمامی نقاط آن تا بالای نقطه نرم شوندگی آن حرارت داد به طوری که شیشه حالت تخت خود را از دست ندهد. پس از حرارت دهی می بایست شیشه سرد شده و این سرد کردن باید به طور یکسان در سطوح بالایی و پایینی صورت گیرد. در این مرحله دمای سطح شیشه نسبت به دمای داخل شیشه کمتر خواهد بود و با توجه به اینکه شیشه تا زیر نقطه نرم شوندگی آن سرد شده است، شیشه به جامدی سخت تبدیل شده است. با سرد کردن بدنه، هنگامی که بدنه شیشه تبدیل به جامد می گردد، قسمت های داخلی شیشه دمای بالاتری نسبت به سطح شیشه دارند و این موضوع موجب می گردد که قسمت های داخلی نسبت به بیرون تحت انقباض قرار بگیرند. این موضوع موجب ایجاد فشار بر سطح و در نتیجه افزایش استحکام شیشه می گردد.

از نظر علمی می دانیم که نقطه نرم شوندگی شیشه در حدود 550 درجه سانتیگراد است. در زیر این دما ما می دانیم که شیشه کاملاً حالت جامد دارد و در بالای این دما حالت شیشه تبدیل به حالت پلاستیک می گردد. اگر در این حالت ما افزایش 9 درجه ای در دما را داشته باشیم شاهد خواهیم بود که ویسکوزیته شیشه نصف می گردد و به راحتی قابلیت شکل دادن پیدا می کند.

برای اینکه به بیشترین سطح تنش (منظورایجاد تنش فشاری در سطح است) در شیشه دست یابیم و در نتیجه عملیات تمپرینگ تحت شرائط استاندارد صورت پذیرد، در هنگامی که ما به سرد کردن شیشه از بالای نقطه نرم شوندگی آن به دمای محیط مشغول هستیم نیاز به ایجاد اختلاف دمایی در حدود 100 تا 170 درجه سانتیگراد بین سطح و قسمت های داخلی شیشه است. (این میزان بسته به استاندارد متفاوت است). در شیشه هایی که ضریب انبساط حرارتی کمی دارند، همانند شیشه های بوروسیلیکات (پیرکس)، سخت شیشه از طریق حرارتی دشوار است.

شکل 1، تفاوت دمایی و تنش های زودگذر را در شیشه در طول فرآیند تمپرینگ نشان می دهد.



در فرآیند تمپرینگ در زمان های مختلف چه اتفاقاتی می افتد؟

ثانیه صفر- شیشه وارد کوره نشده است و در نتیجه هنوز بر شیشه هیچ تنشی وارد نمی گردد.

ثانیه 20 – شیشه در درون کوره قرار گرفته و در نتیجه انبساط سطح بر اثر حرارت موجب فشار می گردد.

ثانیه 70 - در این حالت اندک اندک اختلاف دمایی که بین سطح و داخل در ابتدا وجود داشت رو به کاهش می گذارد.

ثانیه 140 – شیشه در بالای نقطه نرم شوندگی خود قرار گرفته است و مشاهده می شود که هیچ تنشی بر شیشه وارد نمی گردد.

ثانیه 160 – شیشه کوینچ می شود.

ثانیه 165 – کوینچ شیشه یه پایان می رسد و کشش کمی در سطح مشاهده می شود.

ثانیه 175 – سرعت سردکردن بالاست و در نتیجه در سطح کشش مشاهده می شود.

ثانیه 230 – دمای نرمالیزاسیون – در این مرحله تنش های نرمال ایجاد می گردد.

ثانیه 320 – شیشه تمپر شده است.

برای یک شیشه 4 میلیمتری و استفاده از کوینچ توسط جریان هوا مطابق استاندارد، نیاز به حدود 5 ثانیه برای ایجاد اختلاف 170 درجه ای بین سطح و قسمت های داخلی شیشه می باشد و قسمت های داخلی شیشه در این مرحله با سرعتی در حدود 12 درجه سانتیگراد بر ثانیه شروع به سرد شدن می کنند. اگر قبل از اینکه مرکز شیشه سخت گردد (565 درجه سانتیگراد)، می خواهیم که به اختلاف دمایی مورد نظر دست یابیم، با توجه به پنج ثانیه زمان سردکردن با سرعت سرد کردن 12 درجه سانتیگراد بر ثانیه (60 درجه سانتیگراد)، می بایست از دمای 625 درجه سانتیگراد آغاز کنیم.

هرچقدر به دماهای بالای 625 درجه سانتیگراد برویم زمان بیشتری برای رسیدن به اختلاف دمایی مورد نظر وجود دارد و در نتیجه نیاز به جریان هوای کمتری برای سرد کردن است. اما مشکل اینجاست که هرچه دما بالاتر می رود شیشه نرم تر می گردد و هم چنین خصوصیت اپتیکی شیشه نیز کاهش می یابد. در زیر 625 درجه سانتیگراد شیشه سفت تر و مستحکم تر است و خصوصیات اپتیکی مناسب تر است، اما زمان کمی داریم و در نتیجه باید از هوای بیشتری برای کوینچ استفاده کنیم تا به اختلاف دمایی مورد نظر دست یابیم. این سرد کردن سریع تر موجب ایجاد تنش های ناپایدار بیشتری در شیشه شده و کیفیت استحکامی شیشه را بهبود می بخشد اما مشکل اینجاست که ممکن است موجب شکسته شدن شیشه بر اثر تنش های وارده بر شیشه در حین کوینچ گردد.

برای دستیابی به دمای برون رفت کوره (Texit)، می بایست دمای کوره را در 625 درجه سانتیگراد تنظیم نمود و شیشه را برای چند ساعت در کوره قرار داد و باید اطمینان حاصل نمود که دمای کوره در این زمان تغییر نمی کند. اما شرایط هیچ گاه به این صورت نمی باشد و بنابراین دمای کوره را بالا می بریم و زمان ماندن در آن دما را کاهش می دهیم. حال با در نظر گرفتن فرمول زیر می توانیم زمان مورد نظر را محاسبه نماییم:



Texit=((TFurnace-Tambient)(1-e-k) + Tambient)/17.5

ضخامت شیشه / زمان ماندن در کوره برحسب ثانیه K=

اگر شرایط حرارتی در سیستم ثابت باشد مقدار 5/17 در فرمول بالا به 2/11 تبدیل می گردد.



حال بسته به زمان ماندن در کوره و شرایط دیگر این میزان سنجیده می شود. هرچقدر دمای برون رفت شیشه با دمای کوره نزدیک تر باشد حرارت دهی کوره آرام تر صورت می پذیرد و در نتیجه یکسانی دمایی بیشتری در شیشه ایجاد می گردد.

[Borna66]

تمپرينگ 3
کوره های مورد استفاده تمپرینگ:

کوره های تمپرینگ از نوع کوره های رولری بوده و رولرهای آن می تواد از نوع فیوز سیلیکا انتخاب گردند. استفاده از رولرهای فیوز سیلیکای توخالی برای کوره های تمپرینگ مزیت هایی دارد که در زیر آورده شده است:



استحکام مکانیکی مناسب

مقاومت به شوک حرارتی بسیار خوب و حالت هموژن و یکدست سیلیکا

مقاومت شیمیایی بالای آن و عدم واکنش آن با شیشه در طول فرآیند تمپرینگ

ذخیره سازی حرارتی کم آن و در نتیجه کاهش زمان افزایش دما در آن

وزن کم آن و در نتیجه آسانی شریط نگهداری

قابلیت استفاده تا دمای 800 درجه سانتیگراد





باتوجه به اینکه مقداری از حرارت از طریق تشعشع به سیستم منتقل می گردد در شیشه های مختلف، زمان حرارت دهی متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال در شیشه های کم گسیل با توجه به اینکه تابش گرمایی به دلیل وجود لایه های پوششی به خوبی انجام نمی گیرد، زمان حرارت دهی افزایش می یابد. در سیستم های حرارتی FCH با توجه به اینکه انتقال حرارتی به وسیله همرفت یا جابجایی به میزان زیادی صورت می گیرد زمان گرمادهی از حدود 40 ثانیه برای هر میلیمتر ضخامت شیشه به حدود 33 تا 30 ثانیه برای هر میلیمتر کاهش می یابد.



شکل 2- منحنی گرمادهی برای شیشه های شفاف و کم گسیل در دو نوع کوره اشاره را نشان می دهد.



شکل 3- نمایش یک سیکل کامل تمپرینگ.



هنگامی که یک شیشه در کوره قرار داده می شود، در ابتدا دمای قسمت های مرکزی شیشه از قسمت های سطح شیشه پایین تر است و موجب می شود که سطح شیشه تحت فشار قرار بگیرد (در این حالت تنش ایجادی همانند شیشه های تمپرشده است) و در نتیجه شیشه بسیار مستحکم است. در شیشه های ضخیم (ضخامت بیش از 10 میلیمتر)، تنش ایجاد شده در حین عملیات تمپرینگ زیاد شده و اگر درز و یا ترکی در شیشه وجود داشته باشد شیشه ممکن است بشکند و اگر این اتفاق بیفتد شیشه به به قطعات بسیار ریزی تبدیل می گردد.

هنگامی که شیشه در دمای بالای نقطه نرم شوندگی اش حرارت می بیند، حالت پلاستیک در آن اتفاق می افتد و تنش های موجود در شیشه آزاد می گردد. اگر دمای حرارت دهی شیشه به دماهای بسیار بالاتر از نقطه نرم شوندگی اش برسد، شیشه بسیار نرم شده و در نتیجه گوشه ها و لبه های آن خم می شود و در نتیجه شیشه ما در نهایت یک شیشه موج دار خواهد بود. هم چنین اگر رولرها به خوبی هم مرکز نشده باشند، این موضوع نیز باعث توزیع موج در شیشه می گردد.

هنگامی که شیشه وارد مرحله کوینچ می شود، سطح شیشه به سرعت سرد می شود اما قسمت های داخلی شیشه حرارت خود را آرام تر از سطح خارج می کنند. برآیند تفاوت حرارتی در سرد کردن شیشه است که میزان تنش نهایی در شیشه را مشخص می کند.

ایجاد اختلاف دمایی بین سطح و مرکز شیشه در شیشه های ضخیم، قیل از اینکه شیشه سخت شود آسان است و در نتیجه می توان شیشه را در دماهای پایین تر از کوره خارج نمود. هم چنین فشار هوای لازم برای کوینچ در این شیشه ها نسبت به شیشه های نازک، به مراتب کم تر است. این به این معنی است که فشار هوای سردکردن، که موجب رسیدن دمای شیه به دمای اطاق می گردد بسیار بیشتر از فشار هوای کوینچ است. اگر فشار هوای کوینچ به اندازه فشار هوای سرد کردن افزایش یابد؛ تنش های کششی زیادی در سطح ایجاد می شود که ممکن است موجب ایجاد ترک در قطعات شیشه ای در حین سرمایش گردد.



از چه میزان فشار هوا باید در کوینچ استفاده نمود؟

موارد زیر همگی بر روی این موضوع تاثیرگذارند:

طراحی محفظه نازل پاشش هوای کوینچ، دانسیته شیشه، دانسیته و دمای هوای پاشش.

در حقیقت کار سیستم فشار هوای کوینچ به این صورت است که مقداری هوای سرد را برحسب کیلوگرم بر ثانیه بر روی شیشه می پاشد و موجب خروج گرما از شیشه شده و هم چنین با جایگزینی هوای گرم با هوای سرد و تازه بازدهی سیستم را افزایش دهد. مقدار انرژی که از شیشه خارج می شود به ضریب انتقال حرارتی مشهور است. در سیستم های قدیمی کوینچ نیاز به حدود 97/6 کیلوپاسکال (28 Inch water column)برای تمپر شیشه 4 میلیمتری بود. بازده سیستم های امروزی بهبود یافته و این میزان به حدود 73/3 کیلوپاسکال (15 Inch water column)رسیده است. با افزایش ضخامت شیشه میزان فشار هوای مورد نیاز کاهش می یابد.

در کوینچ استاندارد برای شیشه های با ضخامت بیش از 4 میلیمتر میزان فشار هوای مورد نیاز به شرح زیر است:

شیشه 5 میلیمتری: 28*(4/5)^3=14.34 in wg

شیشه 6 میلیمتری: 28*(4/6)^3=8.29 in wg

شیشه 10 میلیمتری: 28*(4/10)^3=1.79 in wg

شیشه 15 میلیمتری: 28*(4/15)^3=0.53 in wg



در کوینچ با بازدهی برای شیشه های با ضخامت بیش از 4 میلیمتر میزان فشار هوای مورد نیاز به شرح زیر است:

شیشه 5 میلیمتری: 15*(4/5)^3=7.68 in wg

شیشه 6 میلیمتری: 15*(4/6)^3=4.4 in wg

شیشه 10 میلیمتری: 15*(4/10)^3=0.96 in wg

شیشه 15 میلیمتری: 15*(4/15)^3=0.28 in wg



ثابت کوینچ (Qc) می تواند طبق فرمول زیر محاسبه شود:

Qc = P * (a)^3 e.g. 28 * 4^3 = 1792

P فشار و a ضخامت شیشه است.

محاسبه فشار برای شیشه های دیگر ساده است:

Qc/a e.g. 1792/10^3 = 1.79 in wg

همانگونه که اشاره شد دانسیته شیشه بر روی میزان خروج حرارت از شیشه تاثیرگذار است. دانسیته هوا در حالت استاندارد در یک روز با 15 درجه سانتیگراد دما، 1013 میلی بار می باشد که برابر 224/1 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد که هم دما و هم فشار هوا بر دانسیته تاثیر می گذارد.

دانسیته در صفر درجه سانتیگراد= دانسیته در 15 درجه سانتگراد * (15+273)/ (0+273) با افزایشی در حدود 5/5 درصد

هم چنین فشار هوای جوی اعم از کم فشار و پرفشار نیز بر روی دانسیته هوا تاثیرگذار است:

در یک روز پرفشار:

دانسیته در 1040 میلی بار = دانسیته در 1013 میلی بار * 1040 / 1013 با افزایشی در حدود 7/2 درصد

بنابراین میزان سرعت فن سیستم بسته به پرفشار بودن و کم فشار بودن هوا می بایست کم و یا زیاد گردد تا میزان نهایی جریان هوایی که به شیشه برای سرد کردن آن دمیده می شود در هر دو حالت یکسان بماند.

[Borna66]

ليزر چيست؟

ليزر آخرين و پيشرفته ترين منبع نوری ماست . کلمه ليزر از حروف اول کلمات Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation گرفته شده است
به عبارت بهتر ليزر تشعشع توليد شده توسط تقويت کننده های نوری ميباشد که در طيف های مختلف از مادون قرمز تا فوق بنفش آن در پزشکی کاربرد دارد. نور ليزر مادون قرمز و فوق بنفش را با چشم نميتوان ديد. ليزر منبع نوری است که نور بينهايت خالص توليد ميکند . درنور خالص بجای طيفی از طول موجها ، فقط يک طول موج داريم . اگر منشوری را جلوی يک منبع نور معمولی نگه داريم شما ميتوانيد طيفی از رنگها (قرمز-نارنجی-زرد-سبز-آبی-نيلی-بنفش) را که از طرف ديگر منشور خارج ميشود مشاهده نماييد در حاليکه اگر اين منشور را در مقابل نور ليزر بگيريم همان رنگی که وارد منشور ميشود از طرف ديگرش خارج ميشود و ديگر طيفی از نور مشاهده نخواهد شد.
از مشخصات ديگر نور ليزر همدوسی آن است که در نور معمولی وجود ندارد . در دو شکل زير ،شکل سمت چپ نور معمولی است ولی شکل سمت راست نور ليزر است. همانگونه که مشاهده ميکنيد امواج نور معمولی درهم وبرهم است ولی امواج نور ليزربا هم بالا و پايين ميروند . به اين خاصيت نور ليزر همدوسی يا کوهرنسی ميگويند.[

[Borna66]

قرنيه
قرنيه در واقع مقطعي از يك كره يا يك جسم بيضوي است كه از وراي آن قسمت رنگي چشم (عنبيه) ديده مي‏شود. اعمال جراحي ليزر و ليزيك براي اصلاح شماره عينك، بر روي اين قسمت از چشم انجام مي‏گيرد


عنبيه و مردمكعنبه قسمت رنگي چشم است كه به رنگهاي مختلف مانند آبي، سبز، قهوه‏اي، عسلي و ... مي‏باشد. عمل اصلي عنبيه كنترل اندازه مردمك بوده و همانند ديافراگم در دوربين عكاسي، كنترل ميزان نور ورودي به داخل چشم است، بطوريكه روزها كه نور محيط بيشتر است، مردمك كوچكتر و بالعكس شبها بزرگتر مي‏شود

چشم
ساختمان شفافي است كه در پشت مردمك واقع شده است. عمل اصلي عدسي متمركز نمودن دقيق نور بر روي شبكيه بويژه در هنگام مطالعه است كه با تغيير شكل عدسي صورت مي‏گيرد. از سن 45-40 سالگي به بعد, تغيير شكل عدسي كمتر صورت گرفته و ميزان تطابق براي مطالعه كردن و كارهاي نزديك كمتر مي‏گردد
چشم
]عصب چشم تصاوير دريافتي را بصورت امواج الكتريكي از شبكيه به مغز انتقال مي‏دهد
زجاجيه]ماده ژله مانند شفافي است كه محوطه داخل چشم را پر مي‏كند و به چشم شكل كروي مي‏دهد. با افزايش سن تغييراتي در اين ژل به وقوع مي‏پيوندد كه بصورت اشكال متحركي شبيه مو, نقاط سياه رنگ يا بال مگس (كه اصطلاحا مگس ‏پران ناميده مي‏شود) در ميدان بينايي بنظر مي‏آيد و بويژه هنگام نگاه به يك زمينه يك دست و روشن بيشتر جلب توجه مي‏كندقسمت سفيدي چشم است كه باعث استحكام و محافظت چشم ميگردد

[Borna66]

ليزيك چيست؟
ليزيك يك شكل جديد جراحي ليزري است كه قادر است طيف وسيعي از نزديک بيني (و آستيگماتيسم و دوربيني) را اصلاح كند. در اين فرم عمل بهبود ديد سريع بوده و ناراحتي‏هاي پس از عمل كمتر مي‏شود. در اين عمل در ابتدا يك لايه با ضخامت حدودا" 160 ميكرون از سطح قرنيه برداشته مي‏شود و سپس توسط ليزر اكسايمر كه با كامپيوتر كنترل مي‏شود تراش قرنيه متناسب با شماره عينك صورت مي‏گيرد.
چه مدت است كه ليزيك انجام مي‏شود؟
اولين نمونه‏ هاي مشابه اين عمل (كراتوميليوزيس) روي انسان در سال 1963 انجام شد. اين روش به تدريج پيشرفت و بهبود پيدا كرده است. ليزر اكسايمر بيش از 20 سال است كه براي مورد استفاده قرار مي گيرد. جراحان چشم بيش از30 سال است كه توانسته‏ اند لايه نازك از قرنيه را بردارند. اين دو روش (برداشتن يك لايه نازك و انجام ليزر زير آن) در سال 1991 با هم تركيب شده و يك شكل جديدي از عمل جراحي انكساري به نام ليزيك پديد آمد. اغلب تجربيات با ليزيك در خارج از آمريكا انجام شده است.
كلينيك نور از سال 1373 انجام اعمال جراحي ليزر و از نيمه دوم سال1374 عمل ليزيك را براي اولين بار در ايران و خاور ميانه آغاز كرد.

براي انتخاب روش مناسب اصلاح ديد اعم از عينك، كنتاكت لنز و يا روش هاي جراحي، بهتر است ابتدا با ساختمان و عملكرد چشم آشنا شويد. عمل اصلي چشم متمركز كردن نور بر روي پرده شبكيه است. هنگاميكه چشم توانايي انجام اين كار را نداشته باشد، نياز به عينك يا كنتاكت لنز (لنز تماسي) پيدا خواهيد كرد. نور از طريق قرنيه كه همان قسمت شفاف جلويي چشم است وارد چشم شده و پس از عبور از عدسي چشم كه با دقت بيشتري نور را بر روي شبكيه متمركز مي‏كند، به پرده شبكيه مي‏رسد. پرده شبكيه كه در پشت چشم واقع شده است، همانند فيلم عكاسي دوربين عمل نموده و نور را به امواج الكتريكي تبديل مي‏كند. اين امواج توسط عصب چشم به مغز هدايت مي‏شود. بنابراين براي واضح ديدن، پيش از همه چيز لازم است نور بر روي شبكيه متمركز شود. توضيح مختصري درباره قسمت‏هاي مختلف چشم، به درك بهتر روش‏هاي مختلف اصلاح ديد كمك خواهد كرد.

[Borna66]

مواد نيمه هادي
مواد نيمه هادي دامنه وسيعي از فلزات، شبه فلزها، سراميک ها و ترکيبات متفاوت ديگري را در بر مي گيرد که مقاومت الکتريکي آن ها بين يک هادي (به عنوان مثال مس) و يک عايق (به عنوان مثال شيشه)قرار دارد. نيمه هادي هاي مفيد داراي مقاومت ويژه در گستره 3-10تا 8 10 اهم سانتي متر هستند. مواد غير هادي از کليه عناصر گروه جدول تناوبي است. انواع ترکيبات عنصري گستره خواص مشابهي (الکتريکي، نوري، حرارتي و مکانيکي) را به وجود مي آورند. نيمه هادي ها در يک سو سازها براي تبديل جريان متناوب به جريان مستقيم و يا تشديد جريان به کار مي رود. هم چنين براي تبديل انرژي حرارتي به برق نظير سلول هاي خورشيدي نيز به کار مي رود. ابداع مواد نيمه هادي از تجربيات اوليه بر روي سيليسيم و ژرمانيم آغاز گرديد. تا به امروز هنوز سيليسيم نوع چند بلوري خالص مهم ترين ماده نيمه هادي است. بعد از سيليسيم به عنوان نيمه هادي ترکيبات است. کاربردهاي ترکيبات به ابداع صنعت ديودهاي نورافشان که انقلابي در زمينه نمايش حرفي عددي به وجود آورده منجر شد که نقش عمده اي در تحول صنايع، حسابگرهاي الکترونيکي و ساعت ديجيتالي ايجاد کرده است.
ادواتي که را به کار مي برند شامل ليزرهاي ساختار نا همگن، مولفه هاي سيستم هاي فيبر نوري و مدارات مجتمع ديجيتالي پر سرعت است.
الکترون هاي مدارهاي خارجي اتم ها در يک هادي الکتريکي آزاد بوده و در نتيجه رسانايي الکتريکي از همين طريق صورت مي گيرد. الکترون هاي خارجي نيمه هادي ها (الکترون ظرفيت)معمولاً پايدار هستند اما هنگامي که يک عنصر به آن اضافه مي شود با کم و زياد کردن انرژي جريان ضعيف الکتريکي باعث جابجايي الکترون هاي ظرفيت در جسم مي گردد.
برخي عناصر مانند آرسنيک داراي الکترون هاي ظرفيت بيش از حد لازم جهت پيوند کاري بوده و الکترون آزاد مي کنند(دهنده)(عناصر هايپر الکترونيک) و عناصري مانند بور با انرژي کمتر و پذيرش الکترون در مدار ظرفيت خود گيرنده نام دارند.(هيپو الکترونيک)دسته ديگري از مواد مانند کبالت مي توانند الکترون گرفته يا بدهند که اتم هاي ميانگير ناميده مي شوند.