Юный техник 1980-11, страница 25

ческом институте имени Ленсовета день за днем шла своя череда экспериментов. Здесь попробовали заменить основу обычного силикатного стекла — окисел кремния SiO, солью, образованной галоидом и щелочноземельным металлом. Чего ждали от этого?

Ответить на этот вопрос можно было так: или... ничего, или что-то весьма интересное. «Ничего» — потому что никто заранее не знал, получится ли вообще галоидное стекло. Об «интересном» также были самые общие и весьма смутные предположения. Вещества галоидной группы — фтор, хлор, бром, йод, астат — химически очень активны, легко образуют соли с металлами. Заманчиво иметь в стекле столь активную группу. Если... такое стекло получится.

Оно получилось: и это уже было первой победой! А когда стали исследовать образец этого стекла, внешне почти неотличимого от обычного, то обнаружили, что коэффициент термического расширения у него почти такой же, как у металлов! Тут не нужно быть даже специалистом, чтобы оценить практическую пользу от использования нового свойства. Слиток металла можно покрыть галоидным стеклом, которое надежно защитит металл от коррозии даже тогда, когда он окажется в печи для термической обработки, а затем в охлаждающей ванне. Даже при таком перепаде температуры на покрытии не появятся трещины, ведь оно расширяется и сжимается одинаково с металлом.

После этой приятной неожиданности Гурий Тимофеевич Петровский и Константин Константинович Евстропьев, получившие необычное стекло, в общем-то были готовы к новым сюрпризам. Опыты продолжались. И вот приборы во время измерения электропроводности стекла бесстрастно зафиксировали явление, которое за

дало ученым загадку на многие годы.

Галоидное стекло, где место окислов кремния заняли фториды бериллия, BeF2 проводило электрический ток!

Но ведь Хрестоматийна истина, что стекло — диэлектрик или, во всяком случае, крайне слабый проводник. Откуда же взялась электропроводность у материала, который, по всем представлениям, обладать ею не должен?

Рассуждали так. В стекле появились два новых вещества — бериллий и фтор. Значит, только они, образно говоря, могли навести электрические мосты в стекле... Но бериллий, как и другие щелочноземельные и щелочные металлы, оказывался в стекле не впервые и до сих пор никаких особенных сюрпризов не преподносил. Фтор? Петровский и Евстропьев сразу предположили, что именно он служит переносчиком зарядов. Однако эта гипотеза приводила к противоречию, парадоксу.

Чтобы разобраться в этом, нам потребуются некоторые теоретические сведения о стекле.

О стекле обычно говорят как об аморфном материале, не имеющем упорядоченного кристаллического строения. Стекло — это хаос атомов и иоиов, однако хаос не «стопроцентный». «Идеальный» беспорядок, как и идеальная кристаллическая решетка, недостижим. При изготовлении стекла всегда то здесь, то там образуются так называемые центры кристаллизации, где строятся микроскопические кристаллики. Эти зоны перемежаются такими же малыми участками беспорядочного, хаотического строения. Эти особенности стекол во многом объясняют слабую электропроводность. Кроме того, н сами вещества, входящие в состав стекол, далеко не самые лучшие электропроводники — у них мало так называемых свободных электронов, слабо связанных с ядром

23