Техника - молодёжи 1955-06, страница 9

ке, во многих случаях позволяют непосредственно исследовать структуру сплавов, дополняя методы металлографии. Таким способом добыто много новых сведений о сплавах, например установлено, что бор практически не растворяется в кристаллах железа и целиком содержится в эвтектике и в химическом соединении с железом.

Твердые растворы обладают одной важной особенностью: внутри их кристаллической решетки происходит непрерывное перемещение атомов. Больше того, на «свободное» место решетки, лежащей в поверхностном слое сплава, способны перекочевать и атомы другого вещества, соприкасающиеся со сплавом. Эти «посторонние» атомы- могут проникать, диффундировать, и вглубь сплава, то-есть растворяться а нем. Подобные процессы имеют огромное значение в технике, так как 'Они лежат в основе всех процессов химико-термической обработки металлов. Таков, например, процесс цементации, при котором соединения углерода, входящие в соприкосновение со стальным изделием, отдают ему свой углерод, а углерод постепенно диффундирует с поверхности изделия внутрь него; или процесс азотирования, <гфи котором азот сначала соединяется с атомами железа на поверхности изделия (как бы впитывается его поверхностью), а потом диффундирует внутрь стального изделия.

Подвижность атомов в кристаллической решетке, которая характеризуется тек называемым коэффициентом диффузии,—это одна из самых важных характеристик сплавов. Они всегда определялись с большим трудом, а коэффициенты самодиффузии вообще считались неопределимыми. И здесь положение радикально изменилось с использованием радиоактивных индикаторов.

Пластинку исследуемого металла или сплава, на которую путем электролиза наносится тонкий слой радиоактивного изотопа, подвергают отжигу ■ вакууме. В результате процесса диффузии атомы радиоактивного изотопа проникают на некоторую глубину внутрь пластинки, причем концентрация их, по мере удаления от поверхности, закономерно падает. После окончания диффузионного отжига с поверхности пластинки снимают ряд тонких слоев, в каждом из которых определяют содержание радиоактивного изотопа. По содержанию изотопа в них вычисляется коэффициент диффузии.

Еще более простой и эффективный вариант этого опыта такое: изменяется активность излучения по обе стороны пластинки с нанесенным на ней слоем радиоактивного изотопа. По мере развития процесса диффузии активность излучения на «тыловой» стороне пластинки возрастает. Счетчики с большой точностью регистрируют течение этого процесса.

Получаемые таким образом данные очень важны для определения условий процессов рекристаллизации ■ сплавах, с которыми связаны явления усталости, закалки, отпуска и т. д. Не менее существенны они для изучения механизма и условий возникновения связи между различными металлами при разных способах их соединения. Наряду с изучением других проблем сварки они позволяют не только повышать качество сваривания, но и создать ряд новых высокоэффективных способов соединения металлов, а тем самым значительно продвинуть развитие сварочной техники.

Насколько тонки методы исследования, основанные на показаниях радиоактивных «разведчиков», показывает такой пример. Наиболее точными считались химические способы разделения элементов. И действительно, если взять один грамм золота и столько же платины, смешать их, разделить химическим путем и снова взвесить, обе пробы будут весить по одному грамму и ни один химик не заподозрит ни малейшего подвоха. Но когда к золоту подмешали его радиоактивный изотоп, а затем после обычного химического разделения элементов проверили платину на радиоактивность, оказалось, что она удержала в себе довольно значительное (по масштабам физика) количество золота. Этими «исчезающе малыми» количествами добавок пренебрегать ни в коем случае нельзя, так как именно от них зависит, например, качество широко применяемых в разных отраслях химической промышленности платиновых катализаторов.

Итак, пути и скорости перемещения элементов и химических соединений, механизм реакций, убыстренный химический анализ, изучение поверхностной и объемной диффузии и самодиффузии, адсорбционных явлений, катализа — таков далеко не полный перечень процессов, в изучении и усовершенствовании которых радиоактивные «разведчики» уже сыграли важную роль. К этому надо было бы добавить процессы . рафинирования, перегонки, кристаллизации, фильтрования и, помимо этого, безграничное разнообразие биологических процессов, в раскрытии которых метод меченых атомов также оказался нитью Ариадны, которая вывела героя греческого предания из Лабиринта.

Метод меченых атомов с успехом прокладывает себе путь в лаборатории и на промыслы нефтяной промышленности, на текстильные фабрики, на стройки. Но в этой статье мы ограничиваемся только некоторыми примерами использования меченых атомов в металлургии и машиностроении.

ПЕРВАЯ КАМНЕРЕЗНАЯ МАШИНА

D 1786 году на притоке Оби реке Алее была построена пер-" вая в Западной Сибири шлифовальная фабрика для обработки цветных камней и поделки ив них художественных изделий. Заказов на изделия было много, а труд на фабрике совершенно не был механизирован.

В 1793 году мастер этой фабрики Филипп Васильевич Стрижков создал оригинальную машину, названную им свер-лительной. Это была очень простая машина. В деревянной раме укреплены были вертикально два железных вала со шкивами, которые приводились во вращательное движение водоналивным колесом. В один ив валов переходной муфтой крепился набор цилиндрических желеяных сверл, а в другой — нвогнутая по форме иаделия крестообразная терка. Внизу на подвижной доске, перемещавшейся свободно в раме машины, устанавливался кусок камня, на который сверху нажимали сверла. Под терку помещалась заготовка чаши или вазы. Нажимные винты, перемещая подвижную доску, регулировали силу давления терки я сверл на обрабатываемую поверхность.

чЕГ

Смочив сверла, терку и поверхность камня смесью воды и наждака, приводили в движение валы с этими инструментами, и обработка иаделия начиналась. После того как долотцами удаляли камень, оставшийся между канавками, для шлифования и полирования обрабатываемой поверхности меняли железные терки на медные, а затем иа оловянные.

С помощью сверлительной машины удавалось получать иаделия в десять раз быстрее, чем раньше. Стрижков смог с помощью своей машины обрабатывать громадные чаши и вазы, превышавшие 1,5 м в диаметре. Впервые в история камнерезного искусства машина заменила труд человека. Производительность фабрики на Алее повысилась в тридцать шесть раз.

Стрижков прошел тяжелый путь «каменнодельного мастера». Пять лет он был «камеинодельным учеником», затем восемь лет «камеинодельным подмастерьем». Затем он был удостоен зваиия инженера камнерезного производства. Немало ценных изобретений было сделано им в жиаии и кроме сверлительной машины. Так, в 1807 году он создал проект механизированного камнерезного предприятия для изготовления из камня ваз до 7—8 м высотой и диаметром. Ему не дали возможности осуществить этот проект.

«Я борюсь ва скоростную резьбу по камню, металлу, дереву и кости», — писал он в 1803 году.

Немало изделий из твердых пород камня хранит государственный мувей СССР — ленинградский Эрмитаж. Среди них большая коллекция ивделий Кольгваюской шлифовальной фабрики. Все они, в том числе и знаменитая «царица ваз» — чаша иа зеленоватой волнистой яшмы, были сделаны с помощью машин, изобретенных Стрижковым. Скромная сверлительная машина помогла мастерам-камнеревам создать шедевры мирового искусства.

Н. САВЕЛЬЕВ

(г. Барнаул)

W ГЛЯ0111ЛОГО V