Главное меню
Главная О нас Сайты/файлы Добавить Карта книг Карта сайта
Реклама
Книги Фантастики
fantbooks.com -> Книги на сайте -> Эзотерика -> Азимов А. -> "Путеводитель по науке. От египетских пирамид до космических станций" -> 111

Путеводитель по науке. От египетских пирамид до космических станций - Азимов А.

Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 356 >> Следующая

В наши дни созданы алюминиевые сплавы, которые, если взять одинаковые по весу образцы, прочнее многих марок стали. Благодаря своей легкости и коррозионной устойчивости алюминий постепенно вытесняет сталь из тех областей, где эти параметры важнее, чем механическая прочность. И как все знают, алюминий используется теперь практически повсеместно: для изготовления самолетов, космических кораблей, поездов, автомобилей, окон и дверей, красок, кухонной посуды, фольги для хранения и многого другого.
А теперь обратимся к магнию, который еще легче, чем алюминий. Поэтому он используется главным образом в самолетостроении; еще в 1910 году в Германии для этой цели был изготовлен специальный магний-цинковый сплав. После Первой мировой войны широкое применение нашли алюминиево-магни- евые сплавы.
Магний в 4 раза уступает алюминию по уровню содержания в земной коре и является намного более химически активным элементом, поэтому его труднее выделить из руд. Но к счастью, он в огромном количестве растворен в морской воде. Общая концентрация растворенных в Мировом океане солей составляет порядка 3,5 процента от его массы, из них 3,7 процента приходятся на долю магния. Получается, что всего в океане растворено 2 квадриллиона (2 х 1015) тонн магния, так что хватит надолго.
Основная проблема состоит в том, как его оттуда извлечь. Для этого используется такой способ: сначала морская вода закачивается в большие емкости (танки), куда добавляется окись кальция (которую также получают из морей, например из раковин устриц). Окись кальция реагирует с водой и ионом магния, образуя гидрокись магния, которая нерастворима в воде и потому выпадает в осадок на дно танка. Этот осадок обрабатывают соляной кислотой, переводя его в хлорид магния. Через полученный хлорид пропускают электрический ток, собирая металлический магний на катоде.
В январе 1941 года американская компания "Доу кемикэл" получила первый слиток металлического магния, добытого из морской воды, а за последующие годы Второй мировой войны его производство выросло в десятки раз.
Следует отметить, что любой элемент, который выделяется из морской воды, в конечном счете снова возвращается в океан, и поэтому его запасы фактически неисчерпаемы. Было подсчитано, что если из морской воды ежегодно извлекать по 100 миллионов тонн магния подряд в течение миллиона лет, то его концентрация в океане уменьшится с теперешних 0,13 процента до 0,12 процента.
Если сталь назвали "чудо-металлом" XIX века, то алюминий с полным правом заслужил тот же титул в начале, а магний - в середине XX века. Какой же "чудо-металл" нас ждет завтра? На самом деле такие возможности ограничены. Реально в земной коре встречается всего лишь 7 металлов. Кроме железа, алюминия и магния, это натрий, калий, кальций и титан. Первые три из них отличаются слишком высокой химической активностью (например, все они бурно реагируют с водой), поэтому трудно рассчитывать на их применение в качестве конструкционных материалов. Остается титан, который встречается примерно в 8 раз реже, чем железо.
Титан обладает удивительным сочетанием великолепных качеств. Это единственный из металлов, который, будучи в 2 раза легче стали, превосходит ее и алюминий по прочности, устойчив к коррозии и к действию высоких температур. Благодаря такому "джентльменскому набору" титан уже сейчас используется в авиации, кораблестроении и космической технике.
Но почему человечество так медленно находит титану "новые места работы"? Как алюминий и магний, титан легко вступает в реакции с другими веществами, а в неочищенном виде - в сочетании с кислородом и азотом - у него не слишком привлекательный "характер". В частности, неочищенный титан имеет повышенную хрупкость, а в таком состоянии ему трудно найти применение. Его лучшие стороны выявляются лишь в очищенном виде (когда он получен в условиях вакуума или в атмосфере инертных газов). Усилиями металлургов цену за килограмм титана удалось снизить с 6620 долларов в 1947 году до примерно 4,4 доллара в 1969 году.
Однако представляется, что дело не в появлении каких-то "новых" металлов. Уже известные металлы (а также и некоторые неметаллы) вполне могут приоткрыть свои ранее неизвестные качества и продемонстрировать очередное "чудо".
В стихотворении О. Холмса "Шедевр дьякона" рассказывается о том, как он сделал идеально надежную конную коляску без единого изъяна. Но эта повозка все-таки развалилась, успев прослужить людям добрую сотню лет.
Атомно-кристаллическую структуру твердых элементов - металлов и неметаллов - можно сравнить с таким экипажем. В кристалле практически любого металла имеются крошечные трещины и царапины. Под действием давления эти дефекты постепенно разрастаются, что приводит к разрушению кристалла. Вот если бы у этих кристаллов - как у той коляски, что сделал дьякон, - действительно не было никаких дефектов, то они были бы намного прочнее.
Такие бездефектные кристаллы действительно можно получить, формируя тонкие волокна, своего рода "усики", на поверхности кристаллов. Такие "усики" из кристаллического углерода выдерживают растяжение силой до 220 тонн на один квадратный сантиметр, что в 15-70 раз превосходит прочность стали. Если этот метод получения бездефектных кристаллов удастся довести до промышленного уровня, мы получим в свои руки материалы невиданной доселе прочности. Например, уже в 1968 году советские ученые вырастили бездефектный кристалл вольфрама, который выдержал нагрузку более 250 тонн на квадратный сантиметр, в то время как у самой прочной стали этот предел составляет чуть более 30 тонн. И если такие бездефектные материалы не удастся получать в промышленных масштабах, то добавление бездефектных волокон к обычным металлам позволит существенно повысить их прочность.
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 356 >> Следующая
Rambler's Top100
Авторские права © 2010 FantBooks.
Все права защищены.
Книги
Древневосточная литература Игры Фантастика Философия Фэнтези Эзотерика
Новые книги
"" ()

Вороневич В. "Чакры" (Эзотерика)

Голицын В. "Окно на тот свет. Посланники потустороннего мира" (Эзотерика)

Стюарт М. "Принц и пилигрим: Фантастические романы" (Фантастика)

Стюарт М. "Принц и пилигрим: Фантастические романы" (Фантастика)