Рассказы о металлах - Венецкий Сергей Иосифович (читать книги без .TXT) 📗
...Вот вы и познакомились с жильцом квартиры № 41, на дверях которой висит табличка с надписью «Ниобий».
Ti
V
Cr
Mn
Ge
As
Se
Br
Zr
Nb
Mo
Tc
СОЮЗНИК ЖЕЛЕЗА
Без приправ не обойтись! - Под чужим именем. - Ошибка древних греков. - В знак протеста. - «Небоскреб» в 1600 этажей. - Авария на ровном месте. - Мечта парикмахеров. - Опора для вольфрамовой нити. - «Принимаю нагрузку на себя...». - Стекло меняет свой цвет. - Верные друзья. - Тайна самурайских мечей. - Танк становится неуязвимым. - Лезвие бритвы. - «Родственные души». - Мороз не страшен. - «Запчасти» человека. - Любимец бобов. - На чем основан «Союз рыжих»? - Непрошенные гости. - Скромное место. - «Военный» металл. - Высоко в горах. - Миллионы метров. - Где ключи от «сундуков»?
Чтобы приготовить вкусное блюдо, кулинар добавляет к нему различные специи. Чтобы выплавить сталь с ценными свойствами, сталевар вводит в нее различные легирующие элементы..
У каждой приправы своя цель. Одни улучшают вкусовые качества кушанья, другие делают его ароматным и аппетитным, третьи придают ему остроту, четвертые... Трудно сосчитать все назначения специй. Но еще труднее перечислить все те замечательные свойства, которые приобретает сталь при добавке хрома, титана, никеля, вольфрама, молибдена, ванадия, циркония и других элементов.
Одному из верных союзников железа - молибдену - и посвящен этот рассказ.
...Молибден был открыт в 1778 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле. Название элемента происходит от греческого слова «молибдос». В том, что новорожденный был окрещен греческим именем, нет ничего удивительного - многие химики, перед тем как наречь открытые ими элементы, заглядывали в греческие «святцы». Удивительно другое: в переводе на русский язык «молибдос» означает... «свинец». Что же заставило этот элемент «скрываться» под чужим именем? Почему именно свинцу молибден обязан своим названием?
Ларчик открывается просто. Дело в том, что еще древним грекам был известен минерал свинца галенит, который они называли «молибдена». В природе существует другой минерал - молибденит, как две капли воды похожий на галенит. Это сходство и ввело греков в заблуждение: они считали, что имеют дело с одним и тем же минералом - молибденой. Такого же мнения придерживались химики других стран. И потому, когда Шееле обнаружил в этом минерале не известный ранее элемент, ученый без долгих размышлений и колебаний назвал новичка молибденом.
В 1783 году шведскому химику Гьельму удалось выделить элемент в виде металлического порошка, который, однако, был загрязнен карбидами. Чтобы получить чистый молибден, понадобилось еще целое столетие.
Подобно многим своим «собратьям» по Периодической системе, молибден совершенно нетерпимо относится к посторонним примесям и, словно в знак протеста, в корне меняет свойства. Тысячные и даже десятитысячные доли процента кислорода или азота придают молибдену большую хрупкость. Вот почему во многих руководствах по химии, изданных в начале XX века, утверждалось, что молибден почти не поддается механической обработке.
На самом же деле, чистый молибден, несмотря на высокую твердость, - достаточно пластичный материал, который сравнительно легко прокатывается и куется.
Первая запись в «трудовой книжке» молибдена появилась несколько столетий назад, когда минералмолибденит начали использовать в качестве грифелей. (Любопытно, что по-гречески карандаш и сейчас называется «молибдос».) Как и графит, молибденит состоит из множества чешуек, размеры которых настолько малы, что если уложить их одна на другую, то высота «небоскреба» из 1600 этажей-чешуек окажется равной... 1 микрону. Именно благодаря этим чешуйкам молибденит «умеет» писать и рисовать: на бумаге он оставляет зеленовато-серый след.
В наши дни уже не встретишь молибденитовых грифелей: карандашной промышленностью монопольно завладел графит. Но дисульфид молибдена (химическое название молибденита) нашел себе другое применение. Впрочем, прежде чем рассказать об этом, поведаем вам небольшую историю.
Случилось это несколько лет назад. На Симферопольском шоссе проходили испытания опытной партии автомобилей «Запорожец». Все шло благополучно, но вдруг на полном ходу одна из машин перевернулась на совершенно ровном месте. К счастью, сидевшие в машине люди отделались, как говорится, легким испугом. Причина аварии была загадкой до тех пор, пока машину не разобрали «по косточкам». Выяснилось, что одна из шестерен коробки передач, которая должна была свободно вращаться на стальной втулке, намертво приварилась к ней. Разумеется, такой «тормоз» сработал мгновенно.
Чтобы подобные аварии не повторялись в дальнейшем, нужно было подобрать подходящую смазку. Вот тут и вспомнили о молибдените, вернее, о его способности расслаиваться на отдельные микроскопические чешуйки. Они-то и должны были послужить надежной смазкой для трущихся деталей коробки передач.
Стоит на мгновенье опустить стальную деталь в жидкость, содержащую лишь 2% дисульфида молибдена, и поверхность детали покрывается тонким слоем отличной твердой смазки. Однако у такой смазки есть коварный враг - высокая температура. При нагреве дисульфид молибдена начинает превращаться в молибденовый ангидрид, который, хоть и не причиняет вреда поверхностям деталей, но и не обладает, к сожалению, смазочными свойствами. Как же избежать этого?
Оказалось, что перед нанесением дисульфидного слоя деталь необходимо обработать в горячей фосфатной ванне. В этом случае частицы дисульфида проникают в мельчайшие поры фосфатного покрытия и на поверхности детали образуется тончайшая смазочная пленка, которая способна выдерживать колоссальные нагрузки - несколько тонн на квадратный сантиметр. Втулки, покрытые этой пленкой, испытывали при тяжелейших режимах работы - и ни одного случая сварки. С тех пор «Запорожцы» исколесили нашу страну вдоль и поперек, но злополучный узел передач не подводил больше ни разу.
Созданием смазочной пленки не исчерпывается благотворное влияние дисульфида молибдена на стальную поверхность: если обработать молибденитом режущий инструмент, то он станет более стойким, более долговечным. Когда об этом чудесном свойстве молибденита узнали парикмахеры, они с завидной оперативностью поспешили внедрить его в практику.
Но вернемся к молибдену. Благодаря тугоплавкости и низкому коэффициенту теплового расширения этот металл широко применяют в электротехнике, радиоэлектронике, технике высоких температур. Крючки, на которых подвешена вольфрамовая нить в обыкновенной электрической лампочке, сделаны из молибдена. Из него же изготовляют многие детали радиоламп, рентгеновских трубок. Молибденовые спирали служат нагревателями в мощных вакуумных электропечах сопротивления, где развиваются весьма высокие температуры.
Очень ценные материалы получены в Институте проблем материаловедения АН УССР. Основой их служат пластичные металлы (алюминий, медь, никель, кобальт, титан и др.), а высокопрочные металлы, такие как вольфрам или молибден, используемые в виде нитей, играют роль арматуры, принимая на себя главную растягивающую нагрузку. Прочность, например, никеля и кобальта, армированных вольфрамовой и молибденовой проволокой, повышается почти в три раза. Титан, армированный молибденом, имеет прочность, вдвое большую, чем тот же металл в обычном состоянии.
Несколько лет назад в США было создано оригинальное стекло, изменяющее свой цвет в зависимости от... времени дня. Под действием солнечного света стекло становится синим, а с наступлением темноты - вновь прозрачным. Этот эффект обусловлен добавками молибдена, который либо вводят в расплавленное стекло, либо в виде тонкой прозрачной пленки вклеивают между двумя слоями стекла.
Разнообразное применение нашли соединения молибдена. Благодаря ему эмали приобретают высокую кроющую способность. Молибденовые красители используют в производстве керамики и пластических масс, в кожевенной, меховой и текстильной промышленности. Трехокись молибдена служит катализатором при крекинге нефти и других химических процессах.
