Техника - молодёжи 1956-07, страница 27

Железо может быть прочнее в шесть раз

Давление 400 тыс. атмосфер Горячий лед- +175 °С

АМПШШ

Рис. А. КАТКОВСКОГО

Струя воды, выбрасывав- Струя воды, выбрасываемая давлением 460 ат- мая давлением 1 100 атмосфер. мосфер.

тайском музее, только одни кристаллик не признали настоящим. Гэннея давно не было в живых, и никто ие мог объяснить, как удалось ему создать искусственные алмазы.

Кристаллики. Гэниея доказывали, что алмазы, вопреки всему, можно получать искусственно. Надо только раз навсегда открыть тайну технологии их изготовления.

Пришло время, и ученые, вооруженные теперь знанием открытых законов кристаллообразования, смогли заняться теоретическим исследованием этой проблемы. Очи начали составлять диаграммы, рисующие области устойчивости алмаза и графита в зависимости от температуры и давления. И ие в тиглях, а на бумаге — как не впервые в науке—был найден правильный путь.

Мы не знали, при каких условиях графит становится алмазом. Зато нам было известно весьма точно, когда алмаз превратится в графит при нормальном давлении.

На основании весьма ограниченных опытных данных и ряда общетеоретических соображений можно было ожидать, что при совместном действии очень высоких температур и давлений графит будет превращаться в алмаз. Еще в 1939 году советский физик А. И. Лейпунский пришел к выводу, что искусственное изготовление алмазов обязательно трабует не только очень высокого давления, ио и высокой температуры.

Американский ученый П. Бриджмен попытался превратить графит в алмаз одним сверхвысоким давлением. При комнатной температуре он добился, сжатия в своем аппарате в 400 тыс. атмосфер. Но и этой страшной силы не хватило, чтобы «немного» переставить атомы углерода в кристаллической решетке.

Гуитер, Геэелле н Ребентиш, нагрев графит немного выше 3000°, сжали его стальным поршнем до 120 тыс. атмосфер. Опять неудача! Но она уже ие обескураживала исследователей. Они сделали правильное заключение: высокая температура и давление удерживались слишком короткое время.

Усовершенствовав один из своих аппаратов, Бриджмен получил давление до 30 тыс. атмосфер, которое оставалось неизменным довольно долго. С температурой в этом аппарате было хуже: она быстро падала. Ему удавалось нагревать

«...Что Произойдет с каким-либо веществом, если его шд вергиуть сильному сжатию? И можно ли получить такие огромные давления, какие создаются иа глубоких местах окевнов или морей, или, например. в центре земли?»

Ученик 8-го класса Ю. БЫКОВ, г. Ашхабад

образец свыше 2000 только на несколько секунд. Другим способом советским исследователям так же удавалось на доли секунды «проникать» в алмазостабильную область.

Тогда ученые твердо заявили: безусловно, никто и нигде до сих пор не мог добиться совместного и достаточно продолжительного действия сверхвысоких давлений и высоких температур. Если это не удается в современных условиях, то все опыты в сравнительно далеком прошлом являются попытками с абсолютно негодными средствами.

Результаты новых опытов показали, что графит превращается в алмаз медленно.

А это значит, что недостаточно поместить графит в алмазо-устойчивую область, то-есть в условия высоких давлений и температур, необходимо также выдержать его при этих условиях значительное время, «нужное атомам» для перестройки решетки. Длительность выдержки, необходимой для желаемого превращения, могла быть установлена только экспериментально.

После этого все усилия лабораторных алмазоискателей сосредоточились на аппаратуре, в которой при высоком давлении температура выше 3000^J не изменялась бы много часов. Это было весьма нелегким делом. Почти пять лет потребовалось на опыты и совершенствование отдельных частей аппаратов. Наконец группа американских исследователей (Ф. П. Бэиди, Г. Т. Холл и др.) создала камеры, в которых в течение нескольких часов удавалось не только поддерживать давление свыше 100 тыс. атмосфер и температуру, превышающую 2000°, ио оценивать их величину различными способами. Таким образом был найден режим, при котором в камере вырастают довольно крупные кристаллы алмаза, до одной четверти карата.

Самое тщательное исследование рентгеновскими лучами ие могло открыть какое-либо отличие в структуре этих алмазов от найденных в знаменитых Кимберлейских копях в Южной Африке. Зато невооруженный глаз легко улавливал разницу: искусственные алмазы—желтого цвета и ценности как украшение ие имеют. Искусственные алмазы тверже естественных, они царапают их. Таким образом, когда упростится технология производства искусственных алмазов, эти самые твердые в мире кристаллы начнут широко применяться и для бурения, и для правки абразивных кругов, и для множества других операций, требующих особенно твердых материалов.

ЧУДЕСНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

Физика сверхвысоких давлений — это наука о необьчиых явлениях и изменениях свойств веществ, происходящих при очень высоких давлениях. Она обещает дать людям сведения, совершенно переворачивающие наши представления о прочности, пластичности и многих других свойствах металлов. Чтобы придать своим изделиям исключительную

Нельзя сказать, что все шло очень гладко. Несколько раз лаборатории Любоэнайнина взрывались. Чтобы избежать дальнейших неприятностей такого характера, он приступил к соору-- женню стационарной лаборатории, давления в которой могли бы достичь числа, трудно произносимого даже для Любознай-кина, — столько в нем было нулей. Главным отличием этой ла-. боратории была многослойное ь ве стеной. «Пусть одно давление борется с другим давлением, — говорил Любознайкии, — а я тем временем буду заниматься своим делом».

(J.OOOOOOat

<7О.ооооооат>,