Более того, вода залечивает не только внутренние поражения металла. Она «зализывает» поверхностные раны и трещины, что также существенно упрочняет металл. Этим и объяснялись пластичность каменной соли в опытах Иоффе и удивительные результаты опытов Бриджмена.
Вот на эти-то обстоятельства и обратили особое внимание советские ученые. Они поняли, что в улучшении свойств металлов в жидкости не только ключ к получению искусственных алмазов, но, что гораздо важнее, ключ ко второму рождению металлов. Это открывает небывалые возможности для техники будущего.
Ученые поняли, что обыкновенные материалы можно поставить в такие условия, при которых они, как батавские слезки, приобретают несвойственную при обычных условиях прочность.
Академик Верещагин рассказывает:
— Когда стало ясно, какие изменения происходят в материалах при погружении их в жидкость, находящуюся под высоким давлением, мы начали мечтать сразу о многих вещах. Какие замечательные возможности для нашей промышленности кроются в этом улучшении механических свойств металлов и сплавов! Нельзя ли, подумали мы, создать для металлургических заводов прокатные станы, целиком погруженные в жидкость, находящуюся под высоким давлением? При прокатке металлических листов на таких станах будет получен металл повышенной прочности, а это значит, что существенно расширятся возможности конструирования машин, приборов, аппаратов. При равной прочности уменьшится вес изделия, будут экономиться огромные массы металлов.
И коллектив нашей лаборатории создал такую установку. Этот прокатный стан находится в огромном резервуаре, заполненном жидкостью под высоким давлением. Работает он, конечно, без участия человека. Оператор находится в специальной комнате и следит за показаниями контрольных приборов.
Советские ученые решили заставить воду не только обрабатывать металлические листы, но и изготавливать из металлов различные сверхпрочные детали и проволоку.
Если вы бывали на металлургических заводах, то, наверно, видели, как вытягивают проволоку. Шурша и позванивая, разматывается огромная катушка, на которую намотана проволока. Эта катушка больше привычной катушки с нитками во столько же раз, во сколько дом больше собачьей конуры.
Разматываясь с одной катушки, проволока наматывается на другую. И так несколько раз. Но это, конечно, не бессмысленное перематывание. Перематываясь с катушки на катушку, проволока проходит через отверстие фильера — металлического шаблона. С одной стороны фильер имеет большее отверстие, с другой — меньшее. Проходя через сужающийся канал фильера, проволока сжимается и после каждого фильера делается все тоньше. Так, пропуская проволоку через несколько фильеров, ее доводят до нужного диаметра. Это один из распространенных в промышленности способов получения проволоки. Его называют волочением. При таком процессе проволока становится настолько плотной и твердой, что легко ломается; настолько хрупкой, что ее практически невозможно использовать. Для того чтобы проволока стала мягче, пластичнее, ее нагревают. Это неразумно, так как при нагревании проволока теряет прочность, приобретенную при волочении.
В Институте сверхвысоких давлений создана установка для получения прочной и в то же время пластичной проволоки. В этой установке проволока выдавливается через небольшое отверстие в жидкость, сжатую до 8 тысяч атмосфер. Проволока, полученная таким способом, уже не нуждается в отжиге — она и так прочна и пластична. Она вдвое прочнее проволоки, полученной волочением. При помощи той же установки можно получать не только проволоку, но и шестерни, трубы, фасонные детали. Для этого надо лишь сменить рабочий наконечник установки.
Как видите, наши ученые остроумно повернули алмазную проблему. Они научились обыкновенным материалам придавать несвойственную им высокую прочность. И с их помощью не только получили искусственные кристаллы, но создали новую технологию металлов, несущую революцию в технику будущего.
По следам оловянной чумы
Мы должны знать — мы будем знать.
Странный случай, происшедший на одном из складов военной амуниции в Петербурге полтора столетия тому назад, можно, пожалуй, считать началом этой истории.
Как и всякий военный склад, этот тоже тщательно охранялся. Тем не менее партия новеньких солдатских шинелей с победоносно поблескивающими оловянными пуговицами была приведена в негодность и представляла печальное зрелище. Шинели были перепачканы каким-то серым, неприятным веществом, а пуговицы исчезли.
Виновник загадочного происшествия так и не был найден, хотя занимались этим вопросом не только следователи, но и Петербургская академия наук. Злодейству оловянной чумы было посвящено не одно ее заседание. Тайна олова долго не давала спать седовласым ученым и чуть не подорвала престиж тогдашней науки.
А затем последовал еще ряд событий, казалось, не связанных между собой.
В начале нашего века, отмеченного целым рядом героических попыток дорисовать карту Земли, к берегам Антарктиды направились экспедиционные корабли Роберта Скотта. Они подходили все ближе и ближе к таинственной земле. Людям становилось все труднее дышать и двигаться. Начались приготовления к высадке, как вдруг путешествие оборвалось самым неожиданным образом. Случилось то, что никогда еще не случалось ни с одним кораблем в мире: развалились баки с горючим. Со швов сыпалась, как штукатурка, оловянная пайка.
Слух об этом происшествии тоже достиг высоких ученых собраний и стал предметом ожесточенных споров, предположений, догадок. Но объяснение в то время так и не было найдено.
Оловянная чума сеяла панику. Она разгуливала по складам, и вместо аккуратных брусочков белого олова в них находили груды грязновато-серого порошкообразного вещества, неведомо откуда взявшегося.
Однако инфекция была разборчива. Она посещала не все склады, а выбирала лишь те, которые сооружались зимой, наспех. Оловянная чума как бы подстерегала момент, когда олово выгружалось на холоде, и набрасывалась на металл.
Странное дело, во всех этих случаях пострадавшим, с которым происходили непонятные метаморфозы, было олово. Но все это было явно не подвластно знаменитым сыщикам из романов с их увлекательными индуктивными и дедуктивными методами, успешно ведущими читателя по пути разгадки.
Тайной оловянной чумы всерьез занялись ученые. Это было не менее увлекательно, чем чтение детективных романов.
До 1868 года его не видел ни один человек. Никто его не знал и о нем ничего не слышал.
Впервые его присутствие было обнаружено на Солнце. Он оставил ярко-желтые следы в солнечном спектре. Их нашли сразу два астронома — француз П. Жансен, которому пришлось для этого совершить путешествие в Индию, и англичанин Н. Локьер, и не думавший покидать Лондон.
Каждый из них тотчас сообщил о необыкновенных следах в Парижскую академию наук. И письма эти пришли в один и тот же день, что немало позабавило академиков. В честь этого удивительного события они даже заказали золотую медаль. Ее украсили портреты Жансена, Локьера и бога Солнца Аполлона, восседающего на колеснице.
Вещество, найденное на Солнце, Локьер назвал именем Солнца — «гелий».
Гелий увидели на расстояний в 150 миллионов километров от Земли, и он еще долго никого не подпускал к себе на более близкое расстояние. Но прошло 25 лет, и английскому ученому Рэлею удалось запереть его в колбу в собственной лаборатории. Однако ученый вначале даже не подозревал, кто его пленник.
Просто Рэлей хотел восполнить пробел, существовавший в «статистическом ведомстве» химии. Он решил точно измерить удельный вес всех известных химикам газов. Надо было положить конец неразберихе, которая возникла из-за грубых, приближенных измерений.
Рэлей взял самые точные весы и без помех, не торопясь тщательно взвесил водород, потом кислород и занялся азотом, добыв его из воздуха. Веса газов он определил очень точно, вплоть до четвертого знака после запятой. И был вполне доволен своей работой. Но чтобы еще раз убедиться в правильности измерений, Рэлей стал снова мерить веса тех же газов, но добытых другим способом.
Так он проверил удельный вес водорода, кислорода и снова занялся азотом. Но на этот раз добыл его не из воздуха, а из аммиака.
И тут работа застопорилась. Литр азота, добытого из аммиака, почему-то был легче, чем литр азота из воздуха! Меньше на пустяк, не хватало каких-то 6 миллиграммов. Но тем не менее эта разница заставила Рэлея потрудиться. Сколько ни повторял он взвешивание, литр азота не тянул на положенный вес. Ничтожный, блошиный вес не давал исследователю сдвинуться с места.
Рэлей был не таким ученым, который может отмахнуться от факта.
Он начал добывать азот из самых различных химических соединений и каждый раз заново его взвешивать. И удивительно — веса всех азотов совпадали с весом азота, добытого из аммиака, но не из воздуха. Воздушный азот был самым тяжелым!
В это на первый взгляд ничтожное дело включился еще один известный ученый — Рамзай, у которого, надо думать, были дела и поважнее. Но и он не мог оставить такой факт без внимания. Рамзай тоже стал взвешивать азот.
Как одержимые Рэлей и Рамзай перегоняли газы из одной колбы в другую, очищали, взвешивали… Им было недосуг ни пообедать, ни поговорить. Они не выходили из своих лабораторий, а вечерами обменивались письмами.
И вот оба разными путями пришли к одному и тому же выводу: выделенный из воздуха азот не является азотом. Вернее, это не просто азот. К нему явно примешан другой, неизвестный газ. Но какой?
Потянулись месяцы опытов и раздумий. И в конце концов в пробирке с «чистым» азотом ученые нашли… солнечное вещество. Но прежде чем они настигли его, в «воздушном азоте» был обнаружен сначала аргон, затем криптон — дотоле неизвестные газы, — а потом уж и гелий.