Я познаю мир. Сокровища Земли - Голицын М. С. - Страница 23

Никель имеет одно прекрасное свойство — он морозостоек. Обычная сталь становится хрупкой, начиная с температуры -30 °С: это мешает работе и строительству в Арктике и Антарктике. Добавка 0,4% никеля позволяет увеличить морозостойкость стали до 40%. Сталь с добавкой 0,5% никеля не боится и более сильного мороза, но цена стали от этого... удваивается.

Чтобы добывать полезные ископаемые в Арктике, нужна сталь с 5% никеля. В этом сочетании она выдерживает температуру -60 °С, но по цене такая сталь сравнима с драгоценными металлами и к тому же плохо сваривается.

Есть среди металлов — сокровищ Земли — довольно большая группа так называемых редких металлов. Их более пятидесяти. В своей сумме они составляют 0,53% земной коры. Они редко образуют собственные минералы, но входят в состав других минеральных соединений.

Редкие металлы имеют прямое отношение к драгоценным камням. Например, бериллий — основной компонент изумрудов и аквамаринов. Цирконий входит в состав драгоценного камня солнечного цвета — гиацинта.

Редкие металлы среди сокровищ Земли, как песчинка в стоге сена. Например, крупные месторождения молибдена известны всего в нескольких местах земного шара. Геологам, чтобы найти редкие металлы, приходится много трудиться, используя все существующие методы научных поисков.

В небольшом, но известном на весь мир своими знаменитыми учеными шведском городке Упсала в 70-80-х годах XVIII века жил застенчивый, малообщительный человек по имени Карл Вильгельм Шееле (1742—1786). Он был аптекарем и одновременно — академиком Стокгольмской академии наук. Прославился же Шееле как один из величайших химиков-экспериментаторов своего времени.

Современники считали упсальского аптекаря чудаком: он неизменно отказывался от многочисленных предложений занять почетные посты в университетах. Громогласной славе и чопорному почету он предпочитал тишину провинциального городка и удовольствие проводить интересующие его опыты.

Аптекарь Шееле сделал целый ряд научных открытий, в том числе подарил человечеству металл вольфрам в 1781 году...

Так какой же из редких металлов «похищает» олово? Конечно, вольфрам — тяжелый (плотность 19,3), твердый и тугоплавкий металл. Температура его плавления 3410 °С.

По тугоплавкости вольфрам уступает только углероду, и это его удивительное свойство дало возможность использовать вольфрамовые нити в электролампах.

Свое название этот химический элемент получил от минерала вольфрамита. Еще в средние века было замечено: выход олова уменьшается, если этот минерал содержится в оловянной руде. Он как бы похищает олово, пожирая его, как волк овцу. Отсюда и название минерала от немецкого слова «вольф» — «волк» и древнегерманского «рам» — «баран».

Вольфрам применяется как легирующая добавка, особенно для быстрорежущей стали, которая сохраняет твердость даже при 800 °С.

Из сплава вольфрама, меди и никеля изготавливают контейнеры для хранения радиоактивных веществ, поскольку такой сплав поглощает радиоактивные излучения лучше, чем свинец. Правда, получить сплавы вольфрама обычным способом трудно: при температуре его плавления многие металлы превращаются в пар. Вот почему чаще всего вольфрамовые сплавы создают с помощью порошковой металлургии — смесь металлических порошков прессуют и спекают при высоких температурах.

Вольфрам пластичен. Это позволяет из одного килограмма металла вытягивать проволоку длиной до 3,5 километра, а этого хватает на изготовление 23 тысяч электроламп мощностью по 60 ватт.

В 1790 году шотландский врач А. Крауфорд, изучая минерал стронцианит, пришел к выводу, что он содержит новые элементы.

Затем пробежало еще несколько лет, и лишь в 1808 году Гемфри Дэви (1778-1829) путем электролиза выделил два новых элемента. Первый назвали барием (от «барюс» — «тяжелый»), второй — стронцием (от названия минерала, в который он входит).

Стронций — щелочно-земельный металл, химически очень активный. Соли стронция горят красным цветом, и когда вы видите салют, знайте: вас восхищает не какое-то небывалое чудо, а металл стронций. А вот соли натрия, например, дают желтый цвет. В этом легко убедиться, если бросить несколько крупинок соли в пламя.

Стронций используют для поглощения газов в электровакуумной установке, для раскисления меди и бронз, получения сплавов. В атомной промышленности без стронция тоже дело не обходится: один из его радиоактивных изотопов применяют в атомных электрических батареях.

Соли стронция — это краски, глазури, эмали, кинескопы телевизоров, белизна рафинированного сахара, специальные сорта бронзы.

Установлено, что стронций накапливается в глубоких подземных рассолах, в водах нефтяных месторождений. Такие рассолы можно рассматривать как жидкую руду, из которой извлекают бром, йод и литий. Весь йод в России получают именно из таких подземных вод.

Олово — это металл, лежащий в основе оловянного сплава. Обычно рецепт его такой: на одну часть свинца приходится 4-6 частей олова.

Сплав олова и свинца знаком человечеству не одну тысячу лет. О нем знали еще в Древнем Китае, Египте, Греции и даже в Древнем Риме.

Но самое широкое распространение сплав металлов на оловянной основе получил в Англии. Благодаря оловянным рудникам, а ими Англия богата, англичане научились получать сплав на оловянной основе. Английское олово вывозилось и в другие европейские страны.

Что делали из этого сплава? В основном различную церковную и домашнюю утварь, посуду. Правда, потом богатые люди стали пользоваться серебряной посудой.

Что же касается других европейских стран, то уже в XIV веке во Франции, Германии, Голландии, Швейцарии, России и Скандинавских странах посуду делали из сплава олова со свинцом.

В США оловянной посудой пользовались первые переселенцы. Мастерить различные изделия из этого сплава начали в XVII веке, но самый расцвет оловянного американского производства пришелся на период с 1750 по 1850 год.

А в Китае, Корее и Японии изготовление изделий из такого сплава началось более тысячи лет назад.

Легких металлов в природе достаточно много: их двенадцать. Наиболее известными из них являются магний, алюминий, титан, бериллий. Они широко применяются в промышленности, технике, быту в виде сплавов и обладают самыми различными свойствами.

Из этих сплавов построены корпуса самолетов и космических ракет, изготовлена кухонная посуда, садовый инвентарь и многое, многое другое.

Легкими эти металлы называются потому, что они легче железа.

Алюминий — один из самых распространенных в мире металлов: земная кора на 7-8% состоит из него. Но алюминий не встречается в природе в чистом виде. Он образует соединения с другими химическими элементами, причем такие прочные, что их очень трудно разделить на составные части. Основная алюминиевая руда боксит содержит от 40 до 60% окиси алюминия.

Алюминий обладает многими полезными качествами, благодаря которым получил в XX веке широчайшее распространение. Он очень легок, примерно в три раза легче железа, меди, никеля или цинка хорошо проводит электричество и служит прекрасным теплоизолятором, потому что его блестящая поверхность хорошо отражает тепловые лучи.

Этот чудесный металл стоек к коррозии. При взаимодействии с воздухом алюминий быстро вступает в химическую реакцию с кислородом, образуя прочную, тонкую, бесцветную пленку. Она-то и служит своеобразной преградой на пути дальнейших химических реакций и тем самым предохраняет металл от коррозии.

Вот почему из алюминия делают фольгу. Но что такое фольга? Тончайшая металлическая пластина толщиной в доли миллиметра.

Чтобы раскатать такую тонкую металлическую пластину, прибегают к помощи специальных точных машин. Ведь любое отклонение в толщине фольги сразу будет заметно. Для изготовления фольги используют чистый алюминий. Но более толстую фольгу и другие предметы нашего повседневного обихода чаще всего делают из различных сплавов металлов на алюминиевой основе. Конечно же обыкновенная алюминиевая фольга есть в каждом доме. В нее упакованы конфеты, шоколад, другие пищевые продукты. В ней хозяйки запекают мясо, рыбу, птицу в духовках кухонных плит. И конечно же многие сорта мороженого тоже манят нас своей серебристой волшебной упаковкой — алюминиевой фольгой.