Техника - молодёжи 1941-05, страница 24

рое время и после того, как металл вынут из азотной кислоты.

Как объяснить это. удивительное явление? Почему крепкая азотная кислота, одно из самых агрессивных химических веществ, не разрушает железа, которое легко растворяется в разбавленной серной или соляной кислоте? Ученые давно пытались объяснить это явление.

В настоящее время мы знаем, что правильно то объяснение, которое впервые было высказано еще Фарадеем. Крепкая азотная кислота является не только кислотой, но и очень сильным окислителем, то есть веществом, которое легко отдает атомы кислорода. Под влиянием азотной кислоты поверхность железа окисляется, на ней образуется тончайшая пленка окисла. Эта пленка и защищает металл от дальнейшего разрушения. Оказывается, что подобные пленки окислов образуются на многих металлах, значительно повышая их устойчивость. Прочность даже такого благородного металла, как платина, в значительной степени зависит от наличия тончайшей, как говорят, пассивирующей пленки. Специальные кислотоупорные стали, применяемые в современной химической промышленности,— это в первую очередь сплавы, на поверхности которых образуются особенно прочные защитные пленки. Только

благодаря наличию такой пленки возможно техническое использование алюминия.

Пассивирующие пленки на разных металлах могут обладать различной толщиной, начиная от слоев, состоящих всего лишь из одного атома кислорода, и кончая такими, которые содержат тысячи и десятки тысяч атомов. Эти последние пленки можно видеть даже невооруженным глазом.

Однако для нас представляют интерес не такие сравнительно толстые слои. Это и понятно. Если пленка может расти до такой толщины, значит она плохо защищает металл от внешних воздействий. Хорошими защитными свойствами обладают те пленки, которые прекращают свой рост, когда их толщина достигает всего нескольких единиц или десятков атомных слоев. Это будет меньше миллионной части сантиметра. Такие пленки не видны простым глазом, их нельзя обнаружить и обычными оптическими методами. Поэтому существование их долгое время подвергалось сомнению. Однако в наличии этих пленок можно убедиться, если применить особенно тонкие оптические методы, а лучше всего воспользоваться для этой це*-ли потоком электронных лучей.

На чем основан этот метод? Если пучок электронов падает на поверхность какого-либо металла, то он рассеивается ею. Установле

но, что законы этого рассеивания зависят от .строения данной поверхности. Поэтому поступают следующим образом. Пучок электронов направляют на поверхность исследуемого металла, а на пути отраженных лучей ставят фотографическую пластинку. На пластинке получается так называемая элек-тронограмма, которая состоит из серии колец. Каждое кольцо соответствует определенному углу рассеивания электронов. Измеряя эти углы, можно определить строение поверхности металлов.

Таким способом на поверхности многих металлов обнаруживается присутствие окисных пленок, определяются их кристаллическая структура и состав. От присутствия этих пленок, как показывает опыт, и зависит пассивность металлов. Иногда достаточно уже наличия одноатомного слоя кислорода, чтобы придать металлу пассивные свойства, сделать его устойчивым.

Таким образом устойчивость металлов зависит от скоростей, с которыми на их поверхности протекают различные химические процессы. Эти процессы, в свою очередь, определяются строением поверхности металла. В основе учения о коррозии металлов лежат исследования законов химической кинетики (то есть скорости протекания химических реакций), а также теория поверхностных явлений и теория строения металлов.

ЭЛЕКТРОМАШИНА С ВОДОРОДНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Сейчас на заводе строят две новых машины с водородным охлаждением: синхронный компенсатор вдвое большей мощности и быстроходный турбогенератор мощностью в 30 тысяч киловатт. Ротор последнего делает 3 тысячи оборотов в минуту.

Водородное охлаждение, более эффективное, чем воздушное, дает возможность применять в машинах провода меньшего сечения. Благодаря этому на изготовление электромашин с водородным охлаждением идет на 25% меньше меди.

Электрические машины во время работы нагреваются. Для охлаждения машины на ее вал насаживают вентилятор, который засасывает холодный воздух извне и продувает его через весь агрегат.

Однако воздушное охлаждение имеет существенные недостатки. В воздухе, служащем для вентиляции, всегда содержится пыль; значительная часть ее оседает в машине. Кроме того, вследствие трения

движущихся частей машины о воздух получаются большие потери энергии. У быстроходных машин они достигают 50% всех энергетических потерь.

Если заменить воздух более легким газом — водородом, то потери на трение сокращаются в десять раз. От пыли же можно избавиться, устроив замкнутую систему вентиляции. При этой системе водород, прошедший через машину и отнявший у нее часть тепла, направляется в холодильник, откуда затем снова подается в машину.

Такую электрическую машину с водородным охлаждением, первую в COOP, выпустил недавно Харьковский турбогенераторный завод имени Кирова. Это синхронный компенсатор мощностью в 12 500 киловольт-ампер.

22