Техника - молодёжи 1944-07-08, страница 22

Мощное давление пороховых газов в стволе современной пушки составляет 4000—5000 атмосфер. А чтобы получить алмаз, нужны давление в 60000 атмосфер

и температура в 2000°_t

Стоит только дать атомам углерода в алмазе возможность передвигаться (например яри нагреве), и ош располагаются так, что получается графит. Точно так же и поднятый камень: если дать ему возможность двигаться (убрав подставку), обязательно «расположитея» на земле. А атомы графита при нагреве не изменяют своего положения, не переходят в положение атомов алмаза. Так» упавший камень никогда сам'собой не (вскочит на подставку.

Атомы углерода в положении графита — это «утавшие\кашш»; атомы» углерода в положении алмаза это «поднятые камни».

Но если алмазы неустойчивы, если при кристаллизации- углерода из огненно-жидких растворов всегда •получается только графит, то как же вообще могли появиться иа земле алмазы?

Почему природа «справилась» с производством алмазов лучше, чем химик»?

Отт на это дает геология.. Алмазы встречаются только « тех горных породах, которые вынесены на поверхность из самых глубоких недр земли. И это наводит нас на мысль, что в образовании¹ алмазов

из графита повинно большое давление, господствующее а глубине земли.

Почему бы « иет? Камень сам собой, конечно, не поднимается, но его можно поднять внешней силой. Большое давление как раз является такой- внешней силой, которая «поднимает* графит до алмаза Вспомним, что алмаз тяжелее, плотнее графита. Грамм алмаза занимает объем» жсего в 0,3 кубического сантиметра, а грамм графита— 0,45 кубического сантиметра, то есть <в полтора раза больше. Иначе говоря, в алмазе атомы углерода располагаются ближе друг к другу, чем .в графите. Как же заставить атомы сильно сблизиться? Как удержать яя ® кристалле алмаза, н-з дать им разойтись, то есть превратиться снова в графит? Очевидно, для этого нужно очень большое «внешнее давление.

Но для производства алмазов таких общих рассуждений недостаточно. Надо точно знать, при? каком именно давлении алмаз будет устойчив. Ведь «искатели алмазов» «пробовали получать их и под большим давлением, и все равно ничего не вышло. Очевидно, давление было недостаточным.

Новейшие расчеты, произведенные физи-, ками, точно указывают, какие нужны условия, чтобы графит перешел в алмаз. Во-первых, надо нагреть графит не меньше чем до 2000°, чтобы атомы углерода, могли переходить с -места на место. Во-вторых, его надо при этом ожать чудовищным давлением, не меньшим 60 000 атмосфер. Тогда он обязательно перейдет в алмаз, подобно тому, как камень, подброшенный рукой, обязательно поднимется; с земли» в воздух.

А когда алмаз возникнет* нужно будет понизить температуру. Холодный: алмаз уже не перейдет обратно в графит, и» мы сможем спокойно снять внешнее давление и «вынуть алшз иа аппарата.

•Итак, сегодня/ задача теоретически» решена: 60 ООО атмосфер и 2000°.

Таких условий в приборах ш еще получать we умеем. Относительно легче, но все же очень трудно получить высокие давления. Сочетать же высокие давления (более 60 000 атмосфер) с высокой температурой до «сих пор никому не удавалось..

В пушке при выстреле развивается 4 000—5 000 атмосфер. В лабораторных условиях легко достигают 10000—15000 атмосфер. 'Самое высокое давление, при котором в лаборатории производились подробные исследования свойств вещества, это 50 000 атмосфер. Его получил в 1935 году американский ученый Бриджмэн, Он. же несколько лет спустя получил рекордное давление в 200 000 атмосфер. Однако эти большие давления получены лишь при комнатной температуре. Но никому еще не удавалось нагревать вещество при давлениях, больших 15 000 атмосфер. Можно в отдельности получить оба слагаемых «алмазного опыта» — давление больше 60 000 атмосфер и. температуру 2000°. Но в сочетании этих слагаемых кроются очень большие технические трудности.

До «алмазных условий» осталось уже немного. Первый, кто преодолеет все трудности и получит 60 000 атмосфер при 2000°, сумеет сделать то, что до скх пор удавалось лишь природе в самых глубоких тайниках земли. И девизом для этого человека будут слова Бэкона, стоящие в эпиграфе статьи:

«Чтобы получить новые результаты, нужны новые средства».

ГРАФИК ТАЯН ИЯ

В -очерке «Загадка алмаза* упоминаются работы физика Бриджмэна. В последнее время Вркджмэн получил новые интересные данные* * - *

Точка таяния льда при нормальном атмосферном давлении — это нулевая? точка интернациональной температурной шкалы — шкалы Цельсия. Но достаточно несколько поднять дав

ление, и температура таяния льда снизится. При катании на коньках, например, под давлением веса конькобежца лед под коньками подтаивает и образует облегчающую скольжение водяную смазку* Опыты аме* рнканского исследователя в области высоких давлений Бриджмэна обнаружили, однако, неожиданные факты, Бриджмэну удалось создать Ь своей лаборатории чудовищное дав/ ление в 400000 атмосфер. Чтобы представить значение этой величины, достаточно указать, что давление, полученное Бриджмэном, могло быть достигнуто лишь на дне гижь тетического океана рлубиною в 4 тысячи километров^ Бриджмэн проследил, что в интервале от нормального давления до' давления в 40 000 атмосфер обычный лед семв р^ меняет свои свойства. Температура таяния льда при 2 000 атмосфер равна ■—20° С. Модификация, или видоизменение, льда при 40 000 атмосфер превращается в воду лишь при 190° С выше нуля! Как видите, устанавливать 0° на шкале термометра по такому льду было бы- не совсем правильно.

При «сбрасывании» давления модифицированный лед превращается? в обьгчный,; добросовестно тающий при 0° С лед.

На рисунке приведены температуры таяшия льда при различных давлениях.

20