Металл социализма

13. Алюминий — Aluminium (Al)

В 1827 г. выдающийся немецкий химик, врач по образованию Фридрих Велер получил никогда и никем не виданный металл. Несколько раньше этот же металл был получен Эрстедом. Вначале Велером металл был выделен из химического соединения в виде серого порошка, приобретавшего при растирании металлический блеск. Попытки получить металл в виде слитка или хотя бы крупных зерен оставались безрезультатными. Потребовалось 18 лет упорных исканий! В 1845 г. они увенчались успехом. Велер получил новый металл в виде зерен величиной с булавочную головку. Внешне он был похож на серебро, но в отличие от него был необычайно легок — в 4 раза легче серебра, в 3,5 раза легче меди и почти в 3 раза легче железа.

Так как исходным веществом для получения нового металла явились давно известные квасцы (по-латыни — «алюмен»), то и металл стали называть алюминием. Огромные трудности получения алюминия привели к тому, что этот легкий, серебристый и красивый металл на первых порах ценился дороже золота. Первоначально килограмм алюминия стоил 1280 рублей, т. е. на 80 рублей дороже равного веса золота. Алюминий стал применяться для ювелирных изделий, заняв место среди драгоценных металлов.

На алюминий обратил свое внимание … император Наполеон III. Ничтожный и властолюбивый человек, «маленький племянник великого дяди», как называли его тогда^[13], мечтал снабдить своих солдат необходимыми металлическими вещами, сделанными из алюминия. По предписанию Наполеона III известному французскому химику Сен-Клер-Девиллю были предоставлены почти неограниченные средства для отыскания способа получения алюминия в большом количестве. Сен-Клер-Девилль разработал новый, но весьма дорогой способ получения алюминия. Наполеону III пришлось ограничить свое желание изготовлением алюминиевых кирас только для небольшой группы кирасиров, составляющих личную охрану императора.

Хотя с течением времени способы получения алюминия совершенствовались, стоимость его все же была высокой. Он только в 2,5 раза был дешевле золота и по-прежнему играл роль ювелирного металла. В 1889 г. во время пребывания в Лондоне великого русского химика Д. И. Менделеева, ему, в знак признания заслуг в развитии химии, были преподнесены, в качестве особо ценного подарка, весы, сделанные из золота и алюминия.

И лишь через 30 лет после открытия алюминия два молодых человека, американский студент Чарльз Мартин Холл и французский инженер Эру, независимо друг от друга открыли один и тот же способ получения алюминия.

Новый способ заключался в разложении электрическим током окиси алюминия, предварительно расплавленной в криолите. Окись алюминия, или глинозем, входит в состав многих минералов и продуктов их разрушения. Из них наиболее распространенными являются полевые шпаты (альбит, анортит, бокситы, ортоклаз и др.), различные виды глин, чистейшая из которых — каолин. Криолит — сравнительно редкий минерал, состоит из фтористого алюминия и фтористого натрия.

Так как электролитический способ получения алюминия требовал большого количества энергии (на 1 т алюминия — 20 000 квтч), он мог найти распространение в местах, где находились дешевые источники электрического тока. Таким источником являлась энергия воды горных рек. Вот почему в Европе первый завод электролитического алюминия был построен близ Рейнского водопада в Нейгаузене (Швейцария).

С этого момента слава алюминия как драгоценного металла меркнет. Он перестает быть предметом внимания капризной моды. И благодаря ценным свойствам — легкости, хорошей ковкости, способности прокатываться в листы, вытягиваться в проволоку, хорошо заполнять форму при отливке, стойкости к воздуху, воде и разбавленным органическим кислотам (уксусной, лимонной и др.) — начинает применяться в технике.

Царская Россия не имела заводов по производству алюминия, не были известны в ней и запасы сырья, годного для его получения. Алюминиевая промышленность в нашей стране была создана при Советской власти. Первенцем алюминиевой промышленности явился Волховский комбинат, давший 14 мая 1932 г. первые слитки советского алюминия. Вторым алюминиевым комбинатом был Днепровский (при Днепрогэсе), выдавший первую плавку алюминия 15 июля 1933 г. Производство алюминия на первенцах советской алюминиевой промышленности осуществлялось совершенными способами, разработанными на основе электролитической теории выделения алюминия, созданной выдающимся химиком-технологом П. П. Федотьевым (1864–1934 г.).

Неисчерпаемые запасы энергии воды многочисленных рек Советского Союза превращаются в электрический ток уже построенных электростанций. Богатейшие запасы природных минералов алюминия открывают безграничные возможности для получения чистого глинозема из глины, нефелина, низкокачественных бокситов (глинозем, загрязненный большим количеством песка и окислов железа), золы подмосковных углей.

Алюминий конкурирует с медью в электротехнической промышленности, а поршни автомобиля «Москвич» изготавливают из сплава алюминия с кремнием (13 %). Алюминий, который совсем недавно считался драгоценным металлом, используется для придания жаропрочности и коррозионной устойчивости поверхностям чугунных отливок, для изготовления цистерн, в которых перевозят и хранят концентрированную перекись водорода.

Новая техника открыла алюминию новые пути; запущенный после многих неудач 12 августа 1960 г. американский спутник «Эхо-1» для отражения радиосигналов представлял собой огромный шар диаметром около 30 м, изготовленный из пластика. Поэтому вес спутника составлял всего 62 кг. Отражение осуществлял тонкий слой алюминия на поверхности пленки. Уже построен во франции огромный корабль, водоизмещением свыше 50 тыс. т, длиной 315 м, рассчитанный на две тысячи пассажиров. Корпус, шлюпки, трубы и даже мебель изготовлены из алюминия. Из алюминия, покрытого эпоксидной смолой, уже строят мосты и корабли, делают консервную тару.

При 100–150 °C алюминий настолько пластичен, что из него может быть получена фольга тоньше 0,01 мм. Подобная фольга широко применяется для изготовления электрических конденсаторов и упаковки некоторых продуктов.

В 1955 г. в Венгрии была выпущена первая в мире почтовая марка, отпечатанная на алюминии толщиной 0,009 мм. Такая же марка с надписью «Слава КПСС! Слава советскому народу!» наклеивалась на конверты в почтовом отделении Кремлевского дворца в дни работы XXII съезда КПСС.

Тончайший порошок алюминия применяется для составления горючих и взрывчатых смесей, для изготовления серебристой краски, состоящей из мельчайших чешуек алюминия, весьма устойчивой против атмосферных воздействий. Грубозернистый порошок алюминия используется в алюминотермии. Алюминотермией называется (открытый в 1859 г.) способ восстановления металлов из их окисей порошкообразным алюминием. Алюминотермию часто используют для получения высоких температур при сваривании металлических деталей. Исходная в этом случае смесь — «термит» — состоит из смеси порошков алюминия и окислов железа. Подожженная с помощью специального запала, она нагревается при горении до 3500°.

Термитный брикет весом всего в 50 г за несколько секунд проплавляет железный лист толщиной в 2 мм. Бетон и кирпич от термитного порошка, горящего с брызгами, но без пламени, растрескиваются.

…В декабре 1944 г. на окраине небольшого польского городка органами советской контрразведки была задержана подозрительная женщина, которая теряла у колонны автомашин с боеприпасами «автоматические ручки». При проверке было установлено, что это диверсионное зажигательное средство со сложным воспламенителем, а корпус изготовлен из электрона, сплава, имеющего в основе алюминий. Из этого сплава изготовлен и корпус зажигательных бомб. Алюминиевые соли органических кислот составляют основу «напалма», применяемого и ныне американскими империалистами в борьбе с народом Южного Вьетнама, португальскими колонизаторами в Анголе.

В состав известных всем точильных камней входит окись алюминия, или глинозем. Природный минерал, содержащий окись алюминия, называется корундом. Обычно загрязненный окисью железа природный корунд вследствие своей очень большой твердости применяется для изготовления шлифовальных кругов, брусков и т. п. В мелко раздробленном виде он под названием наждака служит для очистки металлических поверхностей и для изготовления наждачной бумаги. Для тех же целей часто пользуются окисью алюминия, полученной оплавлением боксита (техническое название — алунд).

Прозрачные кристаллы корунда, окрашенные соединениями хрома в красивый кроваво-красный цвет, представляют драгоценный камень — рубин. Кристаллы рубина в настоящее время, получают искусственным путем. Замечательные свойства кристаллов синтетического рубина, а именно способность испускать порции (кванты) света красного цвета при облучении их ксеноновой лампой, легли в основу устройства мощного оптического излучателя, очень часто называемого теперь лазером.

При соответствующем устройстве лазер испускает красный луч строго определенной частоты, в миллион раз превышающей яркость такой же площади поверхности солнца и обладающий огромным световым давлением (миллионы атмосфер).

Оптические генераторы с тончайшим пучком электромагнитного излучения, «игольчатым лучом», воплощают в известной мере в жизнь фантастическое изобретение инженера Гарина из романа Алексея Толстого «Гиперболоид инженера Гарина». Основное применение лазеров — принципиально новое, многообещающее средство связи.

Игольчатые пучки световых волн сулят заманчивые перспективы. В недалеком будущем с их помощью, очевидно, будут ускорять заряженные частицы, бурить самые твердые горные породы, уничтожать вирусы, сваривать точечные поверхности, передвигать с одной орбиты на другую искусственные спутники земли.

Не случайно, выступая с трибуны XXII съезда КПСС, президент Академии наук СССР академик М. В. Келдыш особенно подчеркнул многообещающее развитие квантовой электроники, или, как ее иногда называют, атомной радиотехники, примером практического достижения которой является рубиновый лазер.

4 октября 1957 г. ознаменовалось в истории человечества величайшим событием. Гением советского народа был осуществлен запуск на орбиту первого искусственного спутника Земли. Произошло событие, равное которому трудно подыскать во всей многовековой истории культуры. Только, пожалуй, открытие способа получения огня можно по его значимости сопоставить с достижением, осуществленным человеком 4 октября 1957 г.

Это достижение в известной мере стало возможным благодаря успехам в области изготовления алюминиевых сплавов. Именно из этих, очень прочных и легких сплавов были построены корпуса советских спутников и оболочки контейнеров, в которых размещалась аппаратура.

Специальный флуоресцирующий экран, установленный на третьем спутнике для исследования выбрасываемых Солнцем заряженных частиц, был тончайшей фольгой из чистейшего алюминия. Из алюминиевых сплавов изготовлялись различные крепления, кронштейны, шасси для инструментов и приборов, футляры и корпуса ответственной аппаратуры и даже цепочки для фиксации собак! Значительные достижения современной техники и науки не мыслятся без применения алюминиевых сплавов.

На глазах современников уходит век железа, его заменяет век алюминия. Оправдывается гениальное предвидение Н. Г. Чернышевского, который назвал алюминий «металлом социализма». В романе «Что делать?», описывая громадные дома с массой света и воздуха, один из персонажей романа сообщает: «…они потому из алюминия… что здесь ведь очень тепло, белое меньше нагревается на солнце». Напомним читателю о том, что роман был написан в тюрьме (14 декабря 1862 г. — 4 апреля 1863 г.) и сразу же опубликован. В то время алюминий считали драгоценным металлом!