Десятое Блаженство (СИ) - Большаков Валерий Петрович - Страница 21

— Получается, что так, — Наташины губы дрогнули в неласковой улыбке. — Я никогда не видела своего отца, не говорила с ним… Может быть, поэтому и хочу разгадать все загадки, связанные с его именем. А самая первая тайна, самая ненавистная, испортившая жизнь и мне, и моей маме — вот! — Талия поднесла подвеску поближе к объективу видеокамеры. — Серые камни! Дмитрий Павлович! — взмолилась она. — Вы единственный, кто изучал их! Расскажите нам, пожалуйста, что они такое!

Григорьев понимающе кивнул, вздохнул даже, и помрачнел.

— М-да… — замычал он, потирая подбородок нервными пальцами. — Изучал… Первым делом, я определил «серые камни» как алюминат иттрия, точнее сказать, твердый раствор алюмината иттрия в избытке оксида алюминия. Правда, в виде отдельного минерала он на Земле пока не обнаружен, но вполне может существовать. У иттрия известны собственные минералы, например, обручевит… Вот что, — заерзал Дэ Пэ, — чтобы вся эта история стала ясна, мне нужно будет немного углубиться в суть вопроса. Так что… Не сетуйте на излишнюю академичность!

— Не будем! — горячо пообещала Ивернева.

— Гранат — это не отдельный минерал, — начал Дэ Пэ лекторским тоном, — а целая группа — твёрдые сплавы оксидов двух- и трёхвалентных металлов с кремнезёмом и глинозёмом. Они образуют кристаллы в форме ромбододекаэдров-тетрагонтриоктаэдров с кубической гранецентрированной решёткой, похожие на зёрна плодов гранатового дерева, отсюда и название. Где-то в конце сороковых американцы Хэттен Йодер и Митчелл Кейт, изучая незадолго до этого найденный в Намибии подвид марганецсодержащего граната спессартина необычной апельсиново-оранжевой расцветки, ранее названный «эмильдином», неожиданно обнаружили в нём большое количество редкоземельного иттрия — до трети массы. Несколько позже, в пятьдесят первом году, они же выяснили, что, несмотря на то что трехвалентный иттрий в эмильдине заместил часть двухвалентного марганца, кристаллическая структура этой «минералогической химеры» осталась неизменной — типично гранатовая, кубическая и гранецентрированная, а «лишняя» валентность иттрия компенсировалась дополнительным глинозёмом, заместившим кремнезём. И им пришла в головы идея: а что, если составные части граната — марганец и кремнезём — убрать совсем? Не получится ли тогда новый материал, целиком состоящий из оксида иттрия и глинозема?

Мне было интересно, и я мельком глянул на публику, набившуюся в «штаб-салон». Изя, «три грации», Рута с Видовым, Аня, «Алиса» со своим «Димоном» — все глядели в рот Григорьеву, как самые примерные третьекурсники.

— И им реально повезло! — азартно воскликнул Дмитрий Павлович, раскрывая тему. — При кристаллизации расплава смеси оксида иттрия и глинозёма в соотношении трех к пяти образовывались бесцветные и прозрачные кристаллы, типичные для гранатов — оптически изотропные, додекаэдральные, в кубической сингонии — это был первый гранат без кремнезёма. Синтетический самоцвет оказался по всем критериям лучше природных: твердость аж восемь с половиной по Моосу (между топазом и рубином), что гораздо тверже всех известных гранатов, а показатель преломления и дисперсия вообще близки к алмазной!

Свое детище Йодер и Кейт назвали «иттрогранат», однако в мировой научной литературе название не прижилось. Все исследователи до сих пор именуют его неуклюже и длинно — иттриево-алюминиевый гранат. Сокращенно — ИАГ.

Первые кристаллы ИАГ вытягивали из расплава по методу Чохральского, но получалось слишком дорого — даже платина при температуре две тысячи градусов и в такой агрессивной среде расползалась и крошилась уже через пару недель, поэтому тигли приходилось изготовлять из еще более редкого и дорогого иридия.

Поэтому позже серийные образцы стали кристаллизовать зонной плавкой — методом Лихтмана-Масленникова, усовершенствованным Богдасаровым. Тигли для зонной плавки ИАГ делают из молибдена, но этот металл горит на воздухе при такой температуре, поэтому весь процесс проводят в инертной среде аргона.

Ну, тему использования иттрограната в ювелирке я, пожалуй, опущу. Серьезный интерес к алюминатам редких земель, прежде всего к ИАГ, возник в начале шестидесятых годов — синтетические кристаллы стали применять в твердотельных лазерах. Да, все эти неодимовые, гольмиевые, цериевые лазеры на самом деле созданы на основе иттрограната, реже используют иттрий-алюминиевый перовскит. Причем, эти добавки окрашивают ИАГ в самые разные цвета. Неодим делает кристалл нежно-сиреневым, празеодим — бледно-зеленым, а вот присутствие в иттрогранате, одновременно и в равных пропорциях, примесей оксида эрбия и оксида хрома придает ему тот самый серо-стальной с легкой опалесценцией цвет…

Григорьев смолк, задумчиво почесывая подбородок, и паузу тотчас же заполнил Бур Бурыч.

— Помнится, в восемьдесят четвертом, — негромко вспоминал он, — я купил в книжном киоске, прямо у нас в Горном институте, книжку Спартака Ахметова «Искусственные кристаллы граната». Там автор очень подробно и интересно рассказывал про удивительные свойства кристаллов алюмината иттрия. Читаю, а у меня тогда — раз! — и щёлкнуло. Вот же ж они, думаю, «серые камни» Максимилиана Ивернева! Кстати, твердотельный лазер на основе алюмината иттрия с присадками тулия или эрбия и хрома способен накачиваться солнечным светом, выдавая непрерывный инфракрасный луч!

Изя оживленно заерзал позади меня, а Кудряшов шумно вздохнул:

— Короче говоря, Спартак Фатыхович умер в позапрошлом году, так и не сложив дважды два.

— Вот! — Дмитрий Павлович вскинул палец. — А я сложил! И возвел в степень, так сказать… На дворе пятьдесят шестой, статью Йодера и Кейта об успешном синтезе «иттрограната» я читал. Просто я был тогда твердо уверен, что «серые камни» — это природный алюминат иттрия, кристаллизованный в кубической сингонии! Ну, сами подумайте, о каком синтезе можно было говорить на заре века, в тысяча девятьсот шестнадцатом году⁈

— Дмитрий Павлович! — осторожно спросил я, воспользовавшись очередной краткой паузой в повествовании старого минералога. — Насколько я помню, первые синтетические монокристаллы рубина и сапфира Огюст Вернейль получил еще в тысяча девятьсот десятом. Да что рубин! Его методом, вроде, даже шпинель синтезировали — тоже, ведь, кубическая, и тоже твердый раствор. Значит, можно допустить, что…

— Нет, нельзя такого допустить! — отрезал Дэ Пэ. — Михаил, позвольте спросить, вы в какой области физики специализируетесь?

— Сверхпроводящие материалы, — схитрил я.

— Следовательно, редкоземельные керамики вам тоже знакомы? Оксид иттрия-бария-меди вам что-то говорит? — проявил неожиданную научную эрудицию собеседник.

Я даже на какой-то момент слегка «завис».

— Хм… Дмитрий Палыч… — подал голос Дворский. — Вообще-то, иттрий-бариевые купраты изобрел сам Михаил Петрович.

— Тем более Михаил должен знать, что оксиды металлов в пламени кислородно-водородной горелки возгоняются, причем, с разной скоростью: глинозём — быстрее, оксиды редких земель — медленнее! — строптиво забурчал старый профессор, но тут же ухмыльнулся, словно сдернув маску брюзги. — На самом деле, метод Вернейля — это первое, что испробовали Йодер и Кейт, но у них, естественно, ничего путного не вышло: кристаллы либо трескались, либо получались мутными. Этот метод подходит для синтеза однокомпонентных материалов, типа сапфира или рубина, но даже для шпинели пригоден с большо-ой натяжкой.

— А почему для шпинели — с натяжкой? — поинтересовался я.

— А потому что «Вернейлеву шпинель» получают, используя полуторакратный избыток глинозёма, — просветил меня Григорьев. — В результате растет кристалл твердого раствора шпинели в гамма-оксиде алюминия — он прозрачный и кубический, но это вовсе не природная шпинель, любой ювелир в пять минут отличит! Хотя бы по микроскопическим крупинкам не проплавленной шихты, ведь они неизбежно будут захватываться растущим кристаллом! Кроме того, синтетическую шпинель получили гораздо позже, аж в двадцать шестом году. Поймите, в начале ХХ века нигде в мире не было технологий синтеза, чтобы получить ивернит!