Девятый знак - Фиалков Юрий Яковлевич (читать книгу онлайн бесплатно полностью без регистрации .txt) 📗
Так, известный сплав «склерон», основу которого составляет алюминий, содержит всего 0,1 % лития. Но без этой одной десятой процента он сразу потеряет и свою прочность и свою твердость — те свойства, которыми он заслуженно славится.
Благодаря малому удельному весу и сопротивляемости высоким температурам сплавы лития с алюминием станут основой конструкции самолетов, летающих со скоростями, значительно превышающими скорость звука.
В последнее время появились интересные исследования по использованию лития в качестве горючего. Если литий в распыленном состоянии ввести в струю воздуха или кислорода, то при сгорании его выделяется громадное количество тепла.
Подсчеты показывают, что при использовании лития в качестве топлива можно при сжигании всего лишь одного килограмма этого металла получить такое количество тепла, которое выделяется при сгорании четырех тысяч тонн каменного угля.
Литиевые соли стеариновой и пальмитиновой кислот, как выяснилось, являются отличными смазочными материалами. Эти смазки сохраняют свойства при пятидесятиградусном морозе, при нагревании до 150°.
Можно было бы перечислить еще много отраслей техники и промышленности, где литий нашел свое применение.
Однако еще больше имеется среди них тех, которые ждут внедрения этого замечательного металла. Вот почему литий с полным правом называют металлом будущего.
Впрочем, все те металлы, о которых мы поведем разговор, в большей или меньшей степени являются металлами будущего, как это мы увидим на примере «героя» следующего раздела.
Сейчас уже никто не может сказать, что побудило французского ученого Вокелена в бурное для Франции время конца XVIII столетия заняться химическими экспериментами. Вероятно, причиной всего были деньги. Почтенный месье Вокелен не думал добывать деньги нечестным путем. Он отнюдь не жаждал лавров известного подделывателя бриллиантов графа Сен-Жермена, о похождениях которого столько говорили при дворе последнего Людовика. Однако если уж заниматься химией, то почему бы не исследовать свойства и состав замечательного драгоценного камня изумруда — этого если не короля, то, по меньшей мере, герцога всех драгоценностей?
К сожалению, эксперименты над изумрудами скоро пришлось оставить: то ли опыты не удавались, то ли госпожа Вокелен отнеслась с большим осуждением к разорительным для семьи экспериментам своего мужа с изумрудами. Однако все же некоторые результаты были получены. Из изумруда Вокелен выделил сероватую массу, которую из-за ее сладковатого вкуса он назвал «сладкой землей», или глициной, от слова «гликос» — сладкий. «Землями» же тогда химики называли большинство окислов. Произошло это в 1798 году.
Ровно через двадцать лет из глицины был выделен серый блестящий металл, получивший название глициния. Несколько позже харьковский профессор Ф. И. Гизе предложил назвать этот элемент бериллием. Название привилось. Так в списке химических элементов появилось еще одно новое наименование.
Но даже сорок лет спустя свойства бериллия были изучены еще настолько плохо, что Менделеев долго колебался, не зная, в какую клетку поместить этот элемент. И если бы не гениальная интуиция великого химика, бериллий долго бы слонялся по Периодической системе, пока не обрел квартиру № 4.
«Биография» бериллия в высшей степени необычайная. Не менее оригинальна и его «анкета». Год рождения на ней обозначен 1798. Год поступления на работу — 1932. Именно в этом году в промышленности были применены некоторые сплавы бериллия. Но, подобно Илье Муромцу, который «тридцать три года сиднем сидел» и только потом развернулся во всю свою богатырскую силу, бериллий сразу же после поступления на службу человеку начал показывать чудеса.
Да, на долю бериллия в земной коре приходится лишь несколько десятитысячных долей процента. Но эти десятитысячные стоят того, чтобы за ними поохотиться.
Удельный вес бериллия несколько выше, чем у его соседа по Периодической системе — лития. Но все же он значительно меньше, чем у многих остальных металлов. Если же принимать во внимание только те металлы, которые в свободном состоянии устойчивы к действию воздуха, то бериллий занимает в этом списке место № 1. Хотя прочность бериллия меньше, чем стали, но разница в удельных весах между ними столь велика, что конструкция из бериллия будет во много раз прочнее, чем такого же веса сооружение из стали.
Известно, что самой большой заботой всех авиаконструкторов является снижение веса деталей самолета. Иногда они сидят месяцами и мучительно решают задачу, каким образом снизить вес машины хотя бы на несколько килограммов. Приходится накапливать эти килограммы буквально по граммам: в одном месте убирают винтик, в другом иначе планируют соединение, в третьем заменяют ручки из металла на пластмассовые.
Применение бериллия в самом ближайшем будущем освободит конструкторов от этих тягостных поисков. Уже достаточно подробно исследованы сплавы бериллия с магнием и алюминием, и можно уверенно сказать, что эти сплавы свершат в самолетостроении такой же переворот, какой произвело применение алюминия. Несложные расчеты показывают, что дальность полета самолета, сконструированного на основе бериллиевых сплавов, больше дальности полета машины, изготовленной на основе алюминия.
Уже это одно свойство бериллия ярко показывает, что редкими элементами следует заниматься с большей настойчивостью, так как сулят они фантастически много. А то, что их мало по сравнению с элементами-гигантами, не помеха. Ведь на то и существует химия.
И химики оправдали надежды, возложенные на них. В настоящее время разработано несколько вариантов получения недорогого бериллия даже из самого бедного сырья.
Впрочем, поиски новых методов получения бериллия и изыскание источников сырья ведутся все нарастающими темпами. Дело в том, что этот металл завоевывает все большее число отраслей техники и промышленности.
Вот новое слово, которого не было в химическом и техническом словаре десяток лет назад: бериллизация. А скоро это слово станет таким же обычным, как «прокатка», «закалка» или им подобные. При бериллизации стальную деталь, нагретую до высокой температуры, помещают в порошок бериллия. Бериллий при этом в очень незначительном количестве проникает в поверхностный слой металла, и изделие оказывается окруженным как бы броней из бериллиевого сплава. Да, именно броней, я не оговорился. Потому что обработанная таким образом деталь резко увеличивает свою прочность и твердость.
Бериллизованные изделия работают во много раз дольше, чем обычные, стальные. Самое интересное, что бериллия на эту операцию идет ничтожно мало. При правильной работе можно бериллизовать одним килограммом его сотни, а иногда и тысячи самых различных деталей.
Буквально каждый месяц приносит новые сведения о замечательных свойствах бериллиевых сплавов. Оказывается, достаточно добавить к меди всего два процента бериллия — и образующийся сплав становится тверже нержавеющей стали. Добавка бериллия придает сплавам еще одно важное свойство — сопротивление к «усталости». Оказывается, металлические изделия тоже могут уставать. Самая лучшая стальная пружина, например, не может выдержать больше миллиона сжатий. Пружины из бериллиевой бронзы — сплава бериллия с медью — способны выдержать в 25 раз сжатий больше.
Известно, что медь обладает очень хорошей электропроводностью. Однако добавка к меди небольшого количества бериллия значительно улучшает способность меди проводить ток. Излишне говорить, как ценно это свойство бериллия для промышленности. Ведь чем лучше проводимость, тем меньше потери тока.
Незаменимым сейчас стал бериллий в рентгеноскопии для производства рентгеновских трубок. Бериллий для рентгеновских лучей все равно что самое прозрачное стекло для света. Почти все металлы задерживают рентгеновское излучение, бериллий же «прозрачен» для этих лучей.
