Михаил Васильев - Металлы и человек

• Название: Металлы и человек
• Автор: Михаил Васильев
• Издательство: Советская Россия
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1962

Эта книга рассказывает о металлах. И о таких широкоизвестных, как железо, медь, алюминий, и о тех, даже названия которых приходилось слышать не всем: церий, гадолиний, тантал.

Вы сможете прочесть здесь и о волшебных свойствах юного соперника железа — титана, и об уране — новом топливе для электростанций, и о вольфраме — самом прочном и самом тугоплавком в семействе металлов. В общем — обо всех восьмидесяти металлах, которые существуют в природе.

Вместе с тем это книга и о человеке, о его великой власти над металлами. Ведь это человек превращает ржавые камни, руду в металлические изделия.

Это он собрал, в иных случаях буквально по атому, первые крупинки редких и рассеянных элементов и открыл их удивительные свойства. Он облагородил металлы: сделал сталь нержавеющей, слабый алюминий — прочным, желтое золото — разнообразным по цвету. Это человек нашел металлам бесчисленное применение — для сооружений высотных зданий и газопроводов, космических ракет и вагонов метро, для сшивания кровеносных сосудов и превращения солнечных лучей в электрический ток…

Книга эта рассказывает и о борьбе советского народа за металл, о наиболее прогрессивных методах получения и обработки металлов, о важности их экономии и рационального использования.

Книга написана очень популярно. Она рассчитана на то, чтобы ее с пользой для себя прочитал каждый интересующийся современной наукой и техникой и перспективами их развития.

---

Так повторяли 2–3 раза, чтобы получить слой драгоценного металла толщиной в 3–5 микрон.

Легче казалась на первый взгляд работа людей, возившихся с медными листами под дощатым навесом у жаровен, чем труд каменотесов и землекопов.

Но это только на первый взгляд. Ведь все без исключения рабочие, золотившие листы, погибли страшной, мучительной смертью. «Отравление парами ртути», — констатировали бы врачи, если бы они осмотрели заболевших. Сколько человеческих жизней вложено в тонкую золотую пленку на куполе Исаакиевского собора! И хотя золотое покрытие, нанесенное таким способом, держится добрых полторы сотни лет, вряд ли это искупает загубленные жизни.

Вот почему так важно открытие русского ученого Б. С. Якоби, нашедшего другой способ покрывать металлические изделия тонкими пленками металлов же — гальванопластику. Осуществляется она в гальванических ваннах электрическим током. Покрытие это не менее прочно, чем огневое.

Гальваническим способом нанесено золото на медные главы Благовещенского собора в Московском Кремле, шпиль Петропавловского собора в Петербурге и т. д. В советские годы этим способом позолотили каркасы рубиновых кремлевских звезд.

Разного цвета могут быть золотые покрытия, нанесенные гальваническим способом. Добавить в золотой электролит цианистой меди — и красным станет металл, долить еще цианистого серебра — и розовым засияет покрытие. А если добавить одного цианистого серебра, оно станет зеленым.

Новейшим способом нанесения золотого слоя является катодное распыление. Его применили лишь во второй четверти XX века. Этим способом можно создать тончайший слой золота — иногда в тысячные доли микрона. Совершенно очевидно, что применяют его лишь в особых случаях — при изготовлении фотоэлементов, специальных зеркал, граммофонных пластинок и т. п.

Сущность способа такова. Электрический разряд в разреженном газе сопровождается разрушением катода. Частицы катода летят с огромной скоростью в направлении разряда и осаждаются на поверхности самых различных материалов — не только металлов, но и бумаги, дерева и т. д.

Впрочем, золотить деревянные предметы умели еще в глубокой древности. В Египте еще за 3 тысячи лет до нашей эры покрывали деревянные изделия тончайшей золотой фольгой. Так украшали носилки и коляски фараона и его приближенных, саркофаги и т. д. В России этим способом пользовались с XI века до середины XIX века для золочения глав церквей, крыш и шпилей дворцов и т. д. Золотая фольга приклеивалась к медным или железным основаниям с помощью специальных лаков. Срок службы таких покрытий на вещах, находящихся в употреблении или на чистом воздухе, редко превосходил пятьдесят лет.

Был и другой способ золочения — порошковый. Изделие, подлежащее золочению, покрывали слоем специального клея и посыпали тончайшим золотым порошком.

Но все эти способы уступают открытой Б. С. Якоби гальванопластике.

Соперник художников

У фотографии длинная предыстория.

Еще в средние века было подмечено свойство ляписа, одного из соединений серебра, чернеть со временем. Но должно было пройти несколько столетий, пока в 1839 году родилась фотография. Создателем ее был французский художник Л. Дагер. Полчаса, а то и дольше должен был сидеть фотографируемый совершенно неподвижно, чтобы получился сносный дагерротип — так назывались получаемые по способу Дагера фотографии. Делались они на тщательно отполированных серебряных пластинках. Как сильно усовершенствовалась фотография! Тысячные доли секунды нужно теперь, чтобы сделать снимок. Фотоизображение стало движущимся. Но по-прежнему в фотографии применяется серебро в виде самых различных соединений. По-прежнему свойство соединений серебра изменять свой химический состав под действием лучей света является основой фотографического процесса.

Как и золото, серебро принадлежит к числу благородных металлов, как и золото, хотя и значительно реже, встречается в самородном виде. Добывать его начали, вероятно, одновременно с золотом или чуть позже. А выплавлять из руд в Малой Азии умели уже за 3 тысячи лет до нашей эры.

Серебро имеет известный всем красивый белый цвет. Оно значительно легче золота — удельный вес серебра всего 10,49. Плавится оно при 961 градусе, кипит при 1955 градусах. Как и золото, серебро очень пластично, хорошо полируется.

Полированное серебро обладает максимальной из всех металлов отражательной способностью. Оно отражает 95 процентов падающих на него лучей. Именно поэтому его применяют для изготовления зеркал, причем не только тех, которые висят и стоят в наших комнатах, а и зеркал телескопов, оптических приборов и т. д.

Серебро обладает максимальной — лучшей, чем металл электротехники медь, — электропроводностью. Поэтому из серебра делают проволоку точнейших физических приборов, паяют серебряным припоем измерительную радиоаппаратуру, изготовляют из серебра наиболее ответственные клеммы разнобразнейших реле.

Серебро обладает большей химической активностью, чем золото, однако и оно не окисляется на воздухе. Серебряная ложечка может неограниченно долго лежать на воздухе и не покроется даже мельчайшими пятнышками окислов, если в воздухе не будет сероводорода или окислов серы. Эти газы — страшные враги серебра. Сернистый газ обычно содержится в воздухе городов, он образуется при сгорании каменного угля. Сероводород возникает при гниении органических веществ, в частности при разложении яичного белка. И стоит поесть серебряной ложечкой, годами не терявшей своего блеска, не очень свежее яйцо — серебро потемнеет. Виноват в этом сероводород.

Первый друг фотолюбителей.

Есть у серебра одно чрезвычайно важное свойство. Уже давно заметили, что вода, налитая в серебряный сосуд, не загнивает. Этим немало пользовались церковники. Они держали «святую» воду в серебряных сосудах. Разлитая и по стеклянным бутылочкам вода, в которой остались растворенными ионы драгоценного металла, губительные для многих бактерий, не портится.

Поэтому полезно есть серебряными ложками. Поэтому покрывают серебром поверхности автоклавов, вакуум-аппаратов и других устройств, применяемых в пищевой, кондитерской и консервной промышленности.

На земном шаре производится раз в пять больше серебра, чем золота. Так, в капиталистических странах в 1953 году было получено около 5520 тонн этого металла.

Мы уже говорили о применении серебра в радиотехнике и фотографии. Кроме того, серебро используется для изготовления столовой посуды и ювелирных изделий.

Устойчивее золота

Когда говорят о самородной платине, геолог еще не может сказать, о чем идет речь. Ибо химически чистая платина не встречается в природе. Значительно чаще встречаются ее сплавы с другими металлами — железом, медью, никелем, палладием, иридием, родием. Группа сплавов с этими металлами, содержащими в среднем около 80 процентов платины, и называется самородной платиной.

Платина реже золота образует крупные самородки, к тому же они редко бывают большими. Самые крупные из них достигают 8–9 кг. Обычно же находят небольшие зерна или чешуйки платины.

Самородная платина, как самородные железо и серебро, была известна в глубокой древности. Название ей дали в XVI веке испанские колонизаторы, привозившие этот металл из Южной Америки. Кстати, древние обитатели Америки, ацтеки, уже умели обрабатывать этот металл. Их последний властитель, Монтесума, послал в подарок испанскому королю прекрасные платиновые зеркала. Как удавалось справиться древним американским металлургам с этим тугоплавким металлом— и сегодня тайна.

В России, на Урале, платина была впервые найдена в 1819 году.

Наша страна исключительно богата платиной. Промышленная добыча ее началась в конце первой четверти прошлого века. В 1825 году было добыто 190 кг платины, а в 1843 году — уже около 3,5 тонны. В последующие годы, в зависимости от спроса на нее и некоторых причин политического характера, производство этого металла то резко возрастало, то так же резко падало. Во второй половине XIX века большую часть русской платины вывозили за границу. Продавали ее там по самым низким ценам.

Кто разгадает секрет древних?

В 1870 году во всем мире было добыто несколько больше 2 тонн платины. К 1900 году эта цифра почти достигла 6 тонн, а к 1913 году превзошла 7 тонн. В этом количестве русская платина составляла 93–95 процентов.

Кроме России, поставлявшей основное количество мировой добычи, платину добывали в Колумбии, США, Канаде. В тридцатых годах этого века платину стал поставлять во все возрастающих количествах и Южно-Африканский Союз.

В послереволюционное время платиновая промышленность в нашей стране развивалась стремительно и энергично. Вместе с тем крупнейшими поставщиками платины стали Канада и Южно-Африканский Союз.