Техника - молодёжи 1962-12, страница 10
/ X llAXIIMIifl llll НАУЧНОЙ ОСНОВЕ г. котлов Рис. Ф. БОРИСОВА После того как опытами Лавуазье, Тенанта и Дэви было окончательно установлено, что алмаз и графит состоят только из углерода, началась более чем столетни* эпопея создания искусственного алмаза. Первое, что бросается в глаза при сравнении жирного маслянистого графита, который применяется даже как смазка, с твердым, хрупким алмазом, лучшим абразивным и режущим материалом, это разница в удельном весе. Алмаз в полтора раза тяжелее графита. Нельзя ли простым сжатием превратить графит в алмаз? Раз зародившись, такая идея уже не могла умереть. В 1880 году штурм начался. Запаянные железные трубки, наполненные смесью углеводородов, костяного масла и лития, шотландец Генней поместил я печь и нагрел до красного каления. Из восьми трубок не взорвались и уцелели всего три. Зато содержимое этих трех вознаградило исследователя: в них он обнаружил кристаллы на 97,85°/о состоявшие из углерода и обладавшие удельным весом 3,5. А десять лет спустя Анри Муассан, известный как первооткрыватель фтора, приступил к опытам по синтезу искусственных алмазов. Расплавленный в дуговой печи насыщенный углеродом чугун резко охлаждался на поверхности водой. Корка застывшего чугуна с чудовищной силой сжимала жидкое, находящееся под ней ядро... Растворив чугун в кислоте, Муассан обнаружил мелкие твердые кристаллы — искусственные алмазы. Но... удивительная вещь. В 1917 году немец Руфф попытался воспроизвести все известные к тому времени методы получения алмазов. Ни 1000000 WOOOO fOOOO О 10ОО 2000 ЗООО 4000 »МПКРЯ1¥ГЯ В "К-— 9000 еооо \ графит ss япллал |Щ жидкость ИРИМЯ Бпшммеия Область температур и давлении, освоенных физикой * один из них не дал положительного результата. Руфф первый усомнился в том, что алмазы были действительно синтезированы. Он высказал даже сомнение в том, что кристаллы, полученные Муассаном, — алмазы. Сомнения Руффа подлили масла в огонь. Сразу же после первой мировой войны английский изобретатель и промышленник Парсонс приступил к работам по синтезу алмазов. Эта проблема была страстью Парсонса. - Он истратил, и совершенно безрезультатно, сотни тысяч фунтов стерлингов. В его распоряжении находились гигантские гидравлические прессы собственных судостроительных заводов. В прессах ему удавалось получать давление до 10 тыс. 6 НОВОСТИ НАУКИ- атмосфер. Парсонс получал фантастические кратковременные давления, стреляя в замкнутую полость, он перепробовал едва ли не все углеродные соединения, он самой тщательной проверке подверг все получившиеся кристаллы... С сожалением Парсонс признал, что все полученные им вещества не более как шпинели — прозрачные твердые минералы, получающиеся из примесей. Атака в лоб не удалась... Неудача заставила ученых искать другие, обходные пути. Прежде всего они обратились к термодинамике, к тому ее разделу, который изучал фазовые переходы, происходящие в различных веществах. Ведь поскольку графит и елмаз не что иное, как две фазы состояния углерода, надо было выяснить условия, необходимые для их превращений. Оказалось, что при температуре 3500°С графит, не плавясь, переходит в газовую фазу. Однако, если одновременно с повышением температуры повышать давление до 1 ООО атмосфер, можно получить расплавленный графит. Если такой графит охлаждать, не будет ли он кристаллизоваться в алмаз? Опыты Мюрхеда дали отрицательный результат. В 1926 году сицилиец Ла Роса показывал своим коллегам небольшие октаэдры алмазов, полученных им при кристаллизации графита, расплавленного в «поющей дуге». И снова проверка показала, что «алмазы Ла Роса» состоят из примесей. £ 1933 году немец Карабачек получил германский патент на способ синтеза алмазов. Углерод в «момент выделения», получавшийся из углекислого или угарного газа, Карабачек подвергал высокому давлению и получал алмазы. В музее Гарвардского колледжа в США долгое время экспонировалась коробка с надписью «Искусственные алмазы Кара-бачека». Но однажды один из аспирантов со скептицизмом молодости произвел спектрографическую проверку «алмазов Карабачека». Вслед за ней коробка исчезла из музея: «алмазы» оказались фальшивыми... Обилие опытов и сообщений о синтезе алмазов побудило английских физиков Баннистера и Лонсдейл исследовать все полученные кристаллы. Такая проверка, проведенная в 1943 году, показала, что все кристаллы, выдаваемые з» искусственные алмазы, примеси, кроме алмазов... Геннея. Это казалось невероятным. Ведь я трубках Геннея, по самым смелым подсчетам, давление не могло превышать 100—200 атмосфер, что исключает возможность синтеза... Обескураженная леди Лонсдейл писала одному из своих коллег, что, по ее мнению, Генней — искусный мистификатор. Вопрос остался открытым: искусственный алмаз не был синтезирован. Физика высоких давлений больше, чем какой-либо другой раздел физики, связана с именем одного человека. Бридж-мен начал свои исследования в области высоких давлений лет пятьдесят назад, когда во всем мире едва ли можно было найти еще двух-трех человек, работавших над подобными проблемами. Из года в год увеличивая давления, Бриджмен постепенно накапливал все новые и новые данные 200000 <э 3 4 Ш& то 2ооо fooo (ооо ТК ЯМП В MIVfN В К КРИВАЯ БРИДЖМША НОВЛЯ ОБЛАСТЬ ЕЩЕ НЕ ДОСТИГНУТО |
