При нагревании алюминий жадно соединяется с кислородом, превращаясь в окись алюминия, и выделяет при этом огромное количество тепла. Это свойство алюминия выделять тепло при сгорании было использовано в технике для выплавки других металлов из их окисей путем смешения с порошком металлического алюминия. В этом процессе алюминотермии металлический алюминий отбирает кислород от окисей других металлов и восстанавливает их.
Если вы смешаете, например, порошок окиси железа с порошком алюминия и подожжете эту смесь лентой магния, на ваших глазах разовьется бурная реакция с выделением огромного количества тепла, и температура поднимется до 3000°. Вытесненное алюминием железо при этой температуре плавится, а образовавшаяся окись алюминия всплывает на его поверхность в виде шлака. Человек использовал эту активность алюминия для получения некоторых тугоплавких и технически ценных металлов.
Таким путем выплавляют металлический титан, ванадий, хром, марганец и другие металлы. Так как при алюминотермии развивается высокая температура, то смесь окиси железа с алюминием — так называемый термит — применяют для сварки стали. Каждый из вас видел, вероятно, как это делается, например, при сварке трамвайных рельсов. Расплавляемое при горении термита железо стекает на соединенные концы рельсов и сваривает их.
Вряд ли можно назвать много элементов, которые сделали бы столь быструю и блестящую карьеру, как алюминий!
Алюминий стал стремительно проникать в автомобильную, машиностроительную и другие области промышленности, во многих случаях заменяя сталь и железо. В военном судостроении его использование произвело переворот, позволив создать, например, «карманные линкоры» (суда размером с легкий крейсер и мощностью дредноута).
Человек научился получать это «серебро» из природных минералов в огромных масштабах. И «серебро из глины» позволило человеку окончательно покорить воздушную стихию.
Алюминий или его легкие сплавы как нельзя лучше подходят для постройки жестких аэростатов, фюзеляжей, крыльев или цельнометаллических самолетов.
Эта новая промышленность, которая так широко использовала алюминий, выросла с чудесной быстротой на наших глазах.
Когда мы видим летающий над нами самолет, вспомним, что 69 % его веса без мотора приходится на алюминий и его сплавы и что даже в авиационном моторе вес алюминия и магния — двух легчайших металлов — достигает 25 %.
Одновременно с грандиозным потреблением в тяжелой промышленности, с постройкой цельноалюминиевых поездов, с затратой алюминия на машиностроение и особенно на авиационную промышленность, сотни тысяч тонн алюминия расходуются на алюминиевые провода и детали для электрической промышленности.
Но и этим не исчерпывается применение этого металла.
Добавим еще отражательные зеркала прожекторов, ответственные части снарядов и пулеметных лент, осветительные ракеты, алюминиевый порошок в смеси с окисью железа — в зажигательных бомбах. Вспомним о колоссальном значении искусственного кристаллического глинозема (электрокорунда, алундума), получаемого в настоящее время из тех же бокситов и применяемого в так называемом абразивном деле, главным образом в обработке металлов.
Кристаллизуя чистую окись алюминия с добавкой красителей, мы получаем чудесные рубины и сапфиры, не уступающие природным ни по твердости, ни по красоте. Мы применяем их главным образом как не поддающиеся истиранию опорные камни в ответственных частях точных приборов: часовых механизмов, весов, электросчетчиков, гальванометров и тому подобном.
Тонким порошком алюминия мы покрываем железо, получая своего рода алюминиевую жесть, не поддающуюся ржавчине. Этот же порошок служит для приготовления красивой литографской краски. А с недавнего времени его оценили и мастера знаменитого народного искусства — хохломской росписи по дереву. Алюминиевая пудра при помощи мягкой «куколки» наносится на пропитанную маслом поверхность предмета. Таким образом создается прелестный серебряный фон, по которому мастер выводит затем сложный цветистый узор росписи.
Почему мы называем алюминий металлом XX века?
Потому что его применение благодаря его замечательным свойствам растет и растет с каждым годом, а огромные запасы алюминия неисчерпаемы, и есть все основания считать, что алюминий сейчас входит в обиход человечества так же, как вошло в свое время железо.
Пройдут столетия, и наше время, возможно, будут называть алюминиевым веком!
Бериллий — металл будущего
Историки рассказывают, что римский император Нерон любил смотреть в цирке на борьбу гладиаторов через большой кристалл зеленого изумруда.
Когда горел подожженный по его приказанию Рим, он восторгался бушующим огнем, смотря на него через изумрудное стекло, в котором красные краски огня, сливаясь с зеленым цветом камня, казались черными, зловещими языками.
Когда художники Древней Греции и Рима, не знавшие еще алмазов, хотели выгравировать на камне чье-либо лицо, чтобы увековечить его и выразить свое преклонение перед ним, они брали для этой цели чистый изумруд из Нубийской пустыни в Африке.
В Индии наравне с изумрудом издавна ценили золотисто-желтые хризобериллы, которые находили в песках острова Цейлон в Индийском океане, зеленовато-желтые, змеиного цвета бериллы, голубовато-зеленые, цвета морской воды, аквамарины. Позднее узнали редчайший минерал эвклаз, нежной «синей воды», как говорят ювелиры, а также огненно-красный фенакит, в несколько минут выцветающий на солнце.
Все эти камни давно привлекали к себе внимание красотой игры, замечательным блеском и чистотой окраски; и хотя очень многие химики стремились разгадать их химическую природу, но их попытки не имели успеха, и они ошибочно считали эти камни соединением простого глинозема.
За два тысячелетия до нашего времени в прихотливых изгибах подземных ходов, среди безводной пустыни Нубии, добывали бериллы и изумруды в знаменитых копях царицы Клеопатры.
Добытые из глубин земли зеленые камни доставлялись верблюжьими караванами к берегам Красного моря, а оттуда попадали в чертоги индийских раджей, дворцы шахов Ирана и властителей Оттоманской империи.
После открытия Америки, в XVI веке, замечательные по красоте и величине темно-зеленые изумруды привезены были в Европу из Южной Америки.
После трудной борьбы с индейцами испанцы завладели здесь сказочными богатствами изумрудов, добытых в Перу и Колумбии и принесенных к алтарю богини, священным изображением которой служил кристалл изумруда величиной со страусовое яйцо.
Они ограбили капища местного населения. Но месторождения драгоценных камней в труднодоступных горах Колумбии еще долго оставались тайной для пришельцев, и только после долгой борьбы добрались испанцы до самых копей и завладели ими. К концу XVIII века все эти месторождения беднеют и истощаются.
В это же время в песках солнечной Бразилии стали добывать аквамарины чарующих цветов. Недаром этот камень получил название аквамарина, то есть «цвета морской воды», ибо его цвета столь же изменчивы, как цвета южного моря во всем великолепии и разнообразии его красок, хорошо знакомых всем, кто жил на берегах Черного моря или видел замечательные картины художника Айвазовского.
В 1831 году уральский крестьянин Максим Кожевников, собирая валежник в лесу, нашел в земле под вывороченными корнями дерева первый изумруд в России.
Больше ста лет разрабатывались изумрудные копи. Целые вагоны светлоокрашенного берилла извлекались из земли, но только ярко-зеленые шли в огранку, а все остальное выбрасывалось.
…Такова история зеленых драгоценных камней, о которых под именем «бериллоса» писали за несколько столетий до нашей эры. Так рисуется сейчас перед нами начало истории металла будущего, названного бериллием.
Кристаллы берилла
Но до 1798 года никто не догадывался, что в этих красивых ярких камнях содержится еще не известный ценный металл.
На торжественном заседании Французской академии 26 плювиоза VI года революционного календаря (то есть 15 февраля 1798 года) французский химик Вокелэн сделал потрясающее сообщение о том, что в ряде минералов то, что считалось глиноземом, или алюминиевой землей, в действительности оказывается совершенно новым веществом, для которого он предложил название «глюциний», от греческого слова «сладость», так как соли его казались химику сладкими на вкус.
Скоро это сообщение было подтверждено многочисленными анализами других химиков, но оказалось, что в минералах этого нового металла содержится немного, обычно всего лишь 4–5 %. Когда химики стали детально изучать распространение бериллия, то выяснилось, что в общем это очень редкий металл. В земной коре его не больше чем четыре десятитысячных процента (0,0004 %), но тем не менее бериллия в земле вдвое больше, чем свинца или кобальта, и в двадцать тысяч раз меньше, чем его собрата — металла алюминия, с которым его все время путали. Но вот наши химики и металлурги взялись за этот металл, и за последние десятки лет перед нами раскрылась совершенно новая картина; недаром сейчас мы можем назвать бериллий величайшим металлом будущего.
Действительно, оказывается, что этот серебристый металл в два раза легче, чем хорошо нам известный легкий алюминий. Он всего лишь в 1,85 раза тяжелее воды, тогда как железо тяжелее в 8 раз, а платина больше чем в 20 раз. Он дает прекрасные сплавы с медью и магнием, тоже очень легкие.
Правда, широкое использование бериллия держится в секрете и составляет военную тайну ряда государств, но всем сейчас уже хорошо известно, что сплавы этого металла все шире и шире внедряются в авиацию всех стран, что для получения хороших свечей в автомобилях к фарфоровой массе прибавляется порошочек минерала берилла, что тонкие металлические пластинки из бериллия легко пропускают рентгеновские лучи, а сплавы его поражают своей легкостью и прочностью. Особенно замечательны пружины из бериллиевой бронзы.
Действительно, бериллий — один из самых замечательных элементов огромного те