А медь? Казалось бы, ее-то к новым материалам уж никак не причислить. Какая может быть новизна, если бронза, основным компонентом которой является медь, дала название целой эпохе. Чего только люди в разные времена не производили из меди. Топоры и оружие, колокола и самовары... Но медная проволока и медные детали и поныне неизменные компоненты современных приборов и станков.
Электропроводимость меди удивительная. Говорят, что меди доступно все: она и летает, и стреляет, и ток передает. Именно медь определяет многие достоинства огнестрельного оружия. Судить об этом можно хотя бы по такому факту, теперь уже ставшему историческим. В конце второй мировой войны, когда фашистская Германия уже терпела неудачи, США неожиданно получают от швейцарских часовщиков крупный заказ (оказалось - для Германии) на бериллиевую бронзу, в состав которой входит медь. Казалось бы, чего же тут особенного?
Но дело в том, что бериллиевая бронза применяется не только в часах. Ее замечательные качества открывают зеленую улицу и в авиацию (в современных самолетах свыше тысячи деталей изготавливаются из этих сплавов), пружины из нее применяются в самых разных устройствах. Разумеется, "швейцарская" хитрость немцев была разгадана. Но бизнес есть бизнес, и в немецких пулеметах, стрелявших в те годы в американцев, бериллиевая бронза все-таки появилась!
Наше время предъявляет к меди свои требования. Медный прокат и медные трубы, медные заклепки и проволока, такая тонкая, что ее и глазом не различить - вот в чем остро нуждается развивающаяся промышленность.
Так что медь - материал сегодняшнего дня и материал будущего.
Все сказанное в одинаковой степени относится и к другим металлам. В том числе и к меди, своими старыми достоинствами создающей новые качества новейших материалов. Но уж коли эту главу книги я решил посвятить металлам - одним из самых старых и самым новейшим материалам, то позволю остановиться еще на некоторых из них. Прежде всего о титане. На долю этого металла немало выпало превратностей.
Титан несколько раз открывали: ему приходилось менять "имя" и. наконец, его достоинства долго и обидно принижались. Титанами, как известно, называли сыновей богини Земли Геи, сильных и выносливых юношей. Так что зваться титаном - значит быть ПОЧТРТ сверхпрочным.
А вот этим качеством как раз металл, открытый сначала английским любителем - минералогом Вильямом Грегором (назвавшего свое открытие "меннакипом") и вторично немецким химиком Мартином Клопротом (давшим своему "крестнику" звучное имя "титан") как раз и не отличался. Правда, сам титан, как оказалось, в том был неповинен: оба его первооткрывателя получили лишь белый кристаллический порошок двуокиси титана; чистого металла ни тому, ни другому выделить не удалось. Ошибся и английский ученый Волластон (XIX в.), принявший за чистый титан его соединение с золотом и углеродом.
Честь получения чистого без всяких примесей титана принадлежит (1875 г.) русскому ученому Д. К. Кириллову. "Исследования над титаном" - так была названа его брошюра, в которой рассказывалось о результатах проделанной работы. Так что получивший в 1919 году сравнительно чистый титан американский химик Хантер - отнюдь не первооткрыватель этого металла.
Но почему химики многих стран столь упорно работали над получением металла без дополнительных примесей? Чем последние им так не угодили? Дело в том.
что пменно примеси делают титан хрупким, неподдающимся механической обработке. И до того, как доброе имя чистого титана было восстановлено, ему приходилось выполнять работу второстепенную, не соотве!ствующую истинным его возможностям. Из него приготовляли белила, с помощью двуокиси титана окрашивали ткани я кожи, использовали в производстве фарфора, стекла, искусственных бриллиантов.
Совершенно иную жизнь даровали в 1925 году титану голландские ученые Ван Аркель и де Бур, освободившие металлы от примесей. Теперь его можно было ковать, прокатывать из него проволоку, фольгу, листы.
Что же сегодня нам известно о титане?
Он прочнее стали многих марок, но гораздо легче (почти вдвое) железа. Титан в 12 раз превосходит по твердости алюминий и в 4 раза медь и железо.
Есть у титана и другие достоинства: он обладает высокой коррозийной стойкостью, ему не страшна никакая химическая среда: ни серная, ни азотная кислоты, ни пары хлора. Титан способен облагораживать, придавать заданные свойства самым различным сплавам и маркам стали. Он обладает большим электросопротивлением и совершенно немагнитен.
Популярен титан и в медицине. Во-первых, потому что абсолютно инертен и не может нанести вреда гомеостазу (внутренней среде) организма. А, во-вторых, на хирургический инструмент, изготовленный из титана, всегда можно положиться: он надежен, остер и минимально травматичен.
Так почему же при всех его достоинствах титан не столь широко применяется в различных отраслях народного хозяйства, как того бы хотелось? Может быть, это редкий металл? Ничего подобного. Его запасы в недрах многократно превышают содержание в них меди, хрома, ртути, вольфрама, серебра, золота, цинка, свинца, висмута, никеля, сурьмы, олова, молибдена и платиновых элементов, вместе взятых. Все дело пока что в дороговизне производства чистого титана. Экономический способ получения металла - дело химии.
"Новые" достоинства открыло материаловедение и в семействе драгоценных металлов. В золоте, например, техника наших дней больше всего ценит его удивительную химическую стойкость. Ни кислоты, ни щелочи ему не страшны. Оно растворяется только в смеси азотной и соляной кислот, так называемой "царской водке". Как известно, именно в ней растворил свою нобелевскую медаль Нильс Бор, покидая Копенгаген во время второй мировой войны. После освобождения Дании от фашистов ученый выделил золото из раствора, колба с которым была им спрятана, и из него вновь отлили нобелевскую медаль. Сегодня в производствах, где требуется особая стойкость к воздействию химических веществ, и применяется золото. Из сплава золота и платины делаются детали оборудования, с помощью которого получают синтетические волокна, сверхстойкие к любым химическим средам. Технически чистое золото используется в вакуумной технике, при производстве транзисторов. Золото служит нуждам ядерной физики - из него изготавливают кольца и шайбы для наиболее ответственных узлов ускорителей заряженных частиц, золото широко используется уже сегодня в космическом материаловедении - золотое покрытие обеспечивает надежное терморегулирование. Все большее применение находит благородный металл в океанологии.
И все же серебро, известный конкурент золота, сегодня, пожалуй, отняло у него пальму первенства. Ибо современная электронная, космическая, авиационная и прочая техника не может обходиться без серебра - идеального проводника электричества.
Но истинную метаморфозу пережил в наши дни алюминий, о котором еще в начале столетия самые авторитетные европейские газеты с иронией писали: "Что же можно ожидать от металла, который разрушается слабыми кислотами и щелочами, в то время как едва ли существует жидкость, не содержащая несколько кислоты или щелочи и поэтому легко разрушающая прекрасную поверхность алюминия или уничтожающая его массу..."
Где только сегодня не используют алюминий! Для строительства кораблей и подводных лодок, в электротехнике (обмотка моторов, конденсаторы, цоколи ламп и т. д.), транспортном строительстве, при создании космических кораблей и аппаратуры, в пищевой промышленности (алюминий не разрушает витаминов, содержащихся в продуктах). Он легок, коррозионно стоек.
Именно алюминий первым вошел в семейство композиционных материалов, порожденных научно-технической революцией. Но самые широкие возможности этот удивительный металл дарит, вероятно, все-таки авиации, космонавтике и строительству. Последнему потому, что открывает возможность облегчить строительную конструкцию, не увеличив при этом стоимость возводимого здания. Кремлевский Дворец съездов - одно из первых общественных зданий, построенных из этого чудо-металла.