Металлы и человек - Васильев Михаил (книги онлайн без регистрации txt) 📗
Вследствие высокой хрупкости германий нельзя обрабатывать давлением. Поэтому тонкие пластинки этого металла получают, распиливая слиток алмазной пилой. Фасонные детали получают, плавя германий в графитовых тиглях требующейся формы. Температура плавления германия— 959 градусов, кипения — 2700 градусов.
Особенно широкое применение находит сверхчистый германий, но применяется он и в сплавах. Сплав германия с алюминием рекомендован для изготовления катодов радиоламп. Сплав с золотом используется для получения твердых покрытий на золоте. Покрытие получают простым погружением изделия в сплав, находящийся в жидком виде уже при
500 градусах. Примесь германия в магниевых сплавах делает их более прочными, стойкими против усталости и коррозии.
Таковы элементы, лежащие на границе между металлами и неметаллами.
Остатки рассеянных
В 1871 году великий русский ученый Д. И. Менделеев предсказал, что еще не открытый в то время металл «экаалюминий» должен был быть:
а) легкоплавким;
б) не окисляющимся на воздухе;
в) с удельным весом 5,9 г на куб. см;
г) разлагающим пары воды при красном калении.
Оказалось, что мягкий серебристо-белый металл галлий, открытый четыре года спустя, в 1875 году, французом Лекок де Буабодраном и названный им в честь своей родины галлием:
а) плавится при 30 градусах;
б) окисляется только при красном калении;
в) имеет удельный вес 5,9 г на куб. см;
г) при высокой температуре разлагает пары воды.
Жидкий галлий очень похож на ртуть. Он плавится прямо на ладони. Но он может оставаться жидким, как и всякая переохлажденная жидкость, при значительно более низкой температуре — до минус 40 градусов.
Галлий остается жидким в очень большом диапазоне температур — от 30 до 2200 градусов, поэтому его используют в термометрах, рассчитанных на измерение высоких температур. Вместо стекла для изготовления баллончика и капиллярной трубки в таких термометрах используют кварц, и прибор работает безотказно до температуры в 1300 градусов.
Используется галлий и в сплавах с висмутом, свинцом, кадмием, индием, оловом, таллием и т. д. Эти сплавы имеют низкие температуры плавления— в 16, 20, 45 градусов в зависимости от назначения.
Галлий — очень рассеянный элемент. Основной источник производства этого металла — отходы алюминиевого и цинкового производств.
Индий уже был известен химикам, когда мир поразило гениальное открытие Менделеева. Этот металл был открыт в 1863 году немецкими химиками Рейхом и Рихтером с помощью спектрального анализа. Название ему было дано по ярко-синей — цвета индиго — спектральной линии.
Он не будет наказан за свое любопытство.
Первооткрыватели индия определили его атомный вес — 75,6, однако с этим не согласился русский ученый. Он переправил эту цифру на 113. Дальнейшие исследования подтвердили правоту Менделеева. Это было одним из первых творческих применений открытой Менделеевым периодической системы элементов.
Индий — мягкий металл, похожий по многим своим свойствам на галлий, только температура плавления у него повыше— 155 градусов, а температура кипения пониже— 1450 градусов. На воздухе он устойчив, в воде медленно корродирует.
В последние десятилетия он начинает применяться все чаще. Производство его уже в 1942 году достигло 20 тонн (без СССР). Он используется для антикоррозионных покрытий высококачественных подшипников.
Можно изготовлять из индия и зеркала. Хотя этот металл и обладает меньшей, чем серебро, отражательной способностью, он, однако, не в пример серебру не тускнеет.
Мы уже говорили о легкоплавких сплавах, в состав которых входит и индий. Известен и его сплав с оловом (половина по весу — индий, половина— олово), применяемый в вакуумной промышленности, в лабораториях научно-исследовательских институтов. Этот сплав обладает редкой способностью смачивать стекло и поэтому применяется для спаивания стекол между собой или с металлами.
Добывают индий из отходов производства цинка и свинца.
Таллий, открытый в 1861 году англичанином У. Круксом, также получил имя по характерной для него зеленой линии спектра. Этот голубовато-серый металл, быстро тускнеющий на воздухе, более мягкий, чем свинец, также принадлежит к числу рассеянных элементов. Он ковок, имеет значительный удельный вес—11,85 г на куб. см, плавится при 303 градусах, кипит при 1457 градусах. Уже на воздухе он тускнеет, покрываясь черной окисной пленкой, а при нагревании сгорает, образуя бурые пары.
Соединения таллия — сильные яды. Применение их против грызунов, начавшееся в 20-х годах нашего века, было и первым практическим применением таллия. Для этой цели, впрочем, они используются и сегодня.
Некоторые другие соединения таллия нашли себе место в фотоэлементах, при производстве искусственного стекла, в подшипниковых сплавах.
Главный источник добычи таллия — также отходы и полупродукты переработки сульфидных руд.
Кадмий — сосед индия в периодической системе, серебристо-белый металл, ковкий и тягучий, — был открыт в 1817 году немецким химиком Ф. Штромейером. Именем его называли в древности руды цинка.
Кадмий плавится при 321 градусе, кипит при 767 градусах. На воздухе при обычных условиях не окисляется.
Кадмий входит в типографские сплавы, применяется для покрытия железных и стальных изделий. Добавка этого металла к меди увеличивает ее прочность. Трамвайные провода, содержащие кадмий, меньше изнашиваются от трения дуги.
Используется этот металл и в щелочных аккумуляторах.
Добывают кадмий также из отходов цинковых руд. Содержание его там в среднем составляет 1 кг на 100 кг цинка. Значит, добыв 1 млн. кг цинка, можно получить 10 тысяч кг кадмия.
В 1959 году добыча кадмия в капиталистическом мире перевалила за 7 тысяч тонн.
Вот и все редкие и рассеянные металлы, о которых не рассказано в других главах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Во втором издании Большой советской энциклопедии, в 27-м томе, на стр. 261 помещена интересная таблица. В ней металлы расположены не по их атомным или удельным весам, химической активности или распространенности в природе. Нет, таблица показывает, когда какой металл (в чистом ли виде, в сплаве ли или соединении — безразлично) нашел себе практическое применение, пришел на службу человеку.
Вот первая графа этой таблицы. Она посвящена глубокой древности, тому времени, от которого лишь крохотные обрывки воспоминаний сохранились в памяти человечества. Весь период от тех затерявшихся в бездне времени дней, когда человек впервые поднял самородный кусок золота, до 3500 года до нашей эры, когда уже существовали могучие государства Двуречья и Египта, — период, затянувшийся на десятки тысячелетий, охватывает эта графа. За все эти тысячелетия человечество узнало всего шесть металлов: железо, золото, медь, олово, свинец и серебро.
Следующая графа занимает значительно меньший период времени — всего три с половиной тысячи лет: от той крайней даты, на которой отсекла время первая графа, до начала нашей эры. Что ж, человечество ускорило свое движение по пути прогресса. К шести «первобытным» металлам оно прибавило десять новых: висмут, калий, кальций, кобальт, магний, мышьяк, натрий, ртуть, сурьму и цинк.
Третья глава по охвату времени еще короче. Она оценивает период с начала нашей эры до XIX века. Сюда попадает страшный провал средних веков, когда мракобесие христианской церкви остановило всякое биение живой человеческой мысли, всякое движение вперед. И все же эти годы прибавили к используемым человеком металлам еще одиннадцать. Вот они: барий, иридий, литий, марганец, никель, платина, стронций, торий, хром, цезий и церий.
