Сергей Венецкий - Рассказы о металлах [4-е изд.]

Оксид циркония обладает интересным свойством: сильно нагретый, он излучает свет настолько интенсивно, что может быть использован в осветительной технике. Это свойство подметил еще в конце прошлого века известный немецкий физик Вальтер Герман Нернст. В сконструированной им лампе (вошедшей в историю техники как лампа Нернста) стержни накаливания были изготовлены из оксида циркония. В лабораторных опытах это вещество и сейчас иногда применяют в качестве источника света.

Добрым словом вспоминают оксид циркония ученые Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук СССР (ФИАН): на основе оксидов циркония и гафния им удалось создать удивительные кристаллы, которых нет в природе. Фианиты — так стали называть эти рукотворные самоцветы — не только быстро завоевали признание ювелиров, но и обрели большую популярность в мире науки и техники. Достаточно отметить тот факт, что они успешно справляются с ролью лазерных материалов.

А вот французские ученые используют оксид циркония как исходный материал для получения этого металла с помощью солнечной энергии. Еще в 50-х годах в Монлуи — крепости, построенной в XVII веке в Восточных Пиренеях на высоте 1500 метров над уровнем моря, была сооружена солнечная печь, спроектированная группой исследователей под руководством профессора Феликса Тромба. На состоявшемся в Монлуи симпозиуме по использованию солнечной энергии участникам продемонстрировали эту печь в действии.

"Медленно, почти незаметно, специальная платформа поднимает горстку белого порошка к фокусу большого параболического зеркала. Вот платформа достигла фокуса и перед глазами ученых и инженеров вспыхнуло ослепительно яркое белое пламя.

Белый порошок — это оксид циркония… Помещенный в фокус параболического зеркала, где температура концентрированных солнечных лучей достигает 3000 °C, порошок расплавился. Возникшую при этом вспышку можно наблюдать только через темные стекла. И маленькая кучка раскаленного вещества, лежащего на платформе, напоминала извергающийся вулкан какой-то далекой геологической эры".

Так описывает процесс получения "солнечного" циркония один из участников симпозиума. Специальный отражатель, состоящий из множества отдельных зеркал и достигающий 12 метров в поперечнике, с помощью фотоэлементов автоматически вращается вслед за Солнцем. Отраженные им лучи отбрасываются на большое параболическое зеркало диаметром 10 метров. Тепловая мощность этого зеркала, которое концентрирует солнечные лучи в жерле печи, эквивалентна 75 киловаттам.

В десяти километрах от Монлуи, в маленькой горной деревушке Одейо, сооружена еще одна солнечная печь — крупнейшая в мире. Тех, кто приезжает в "столицу солнца" (так местные жители с гордостью стали именовать Одейо), встречает необычный пейзаж, похожий на декорации для съемок научно-фантастического фильма. Рядом со старинной остроконечной церковкой возвышается ультрасовременное многоэтажное здание — Лаборатория солнечной энергии. Весь северный фасад его представляет собой огромное параболическое зеркало — высотой 40 и шириной 50 метров. На противоположном склоне горы рядами размещены десятки зеркал довольно внушительных размеров — гелиостаты. Солнечные лучи, пойманные гелиостатами, направляются сначала на параболическое зеркало, а оттуда, собранные в пучок, попадают в плавильную печь, где создается температура 3500 °C. Тепло, развиваемое солнечным "зайчиком" в жерле печи, эквивалентно 1000 киловатт электроэнергии. Печь может производить до 2,5 тонны циркония в день.

Главное достоинство солнечных печей заключается в том, что в процессе плавки в металл не попадают ненужные примеси — им неоткуда взяться. Поэтому получаемые здесь металлы и сплавы характеризуются высокой чистотой и пользуются постоянным спросом. Есть и еще один весомый аргумент в пользу такого способа плавки: с Солнцем не нужно расплачиваться за использованную энергию — щедрое светило безвозмездно отдает ее людям.

В заключение остановимся на одном недоразумении. Земная кора содержит больше циркония, чем, например, меди, никеля, свинца или цинка. Тем не менее, в отличие от этих металлов, цирконий называют редким. Когда-то это объяснялось большой рассеянностью циркониевых руд, трудностью извлечения циркония, да еще и тем, что в технике этот металл был действительно "редким гостем". Теперь же, когда производство циркония с каждым годом неуклонно растет и он находит все новые и новые области применения, термин "редкий" для него уже теряет свой смысл. Но прошлое есть прошлое, и на вопрос о происхождении цирконий вправе с гордостью отвечать: "Из редких".

Где вы прописаны? — Без эксцессов. — Соседи заинтригованы. — Посылка с берегов Колумбии. — 150 лет спустя. — Два открытия. — "Учинить ему новый допрос… " — В честь богини печали. — "Колумбисты" примиряются с судьбой. — Водой не разольешь. — Овчинка стоит выделки. — Нет худа без добра. — Признание. — Важные дела. — Выручает пустота. — Мороз не страшен. — Ошибка приводит к открытию. — Без всякого сопротивления. — Рекорд приходится уступить. — Как поймать двух зайцев? — Соперник циркония. — В борьбе с газом. — Ответственный медицинский работник. — Валютные операции. — Предсказание сбывается.

К середине прошлого века было открыто уже несколько десятков химических элементов. Но, увы, они не имели тогда ни собственного угла, ни постоянной прописки. И лишь в 1869 году, когда Дмитрий Иванович Менделеев построил многоэтажное здание своей Периодической системы, все открытые к тому времени элементы обрели, наконец, пристанище.

При распределении жилой площади заслуги будущих жильцов перед наукой и техникой, а также стаж работы во внимание не принимались. Учитывались только личные качества (в первую очередь атомная масса), наклонности, сходство с ближайшими соседями. Большую роль при этом играли и связи (разумеется, химические). Во избежание возможных неурядиц жильцов с разными характерами и взглядами на жизнь размещали как можно дальше друг от друга.

В пятом подъезде (т. е. в пятой группе) на пятом этаже (точнее, в пятом периоде) в квартире № 41 поселился жилец с красивым именем — Ниобий. Кто он такой? Откуда родом?

…В середине XVII века в бассейне реки Колумбии (Северная Америка) был найден тяжелый черный минерал с золотистыми прожилками слюды. Вместе с другими камнями, собранными в различных частях Нового' Света, этот минерал (названный впоследствии колумбитом) был отправлен в Англию в Британский музей. Без малого 150 лет пролежал камень под стеклом на стенде музея, числясь в списке экспонатов образцом железной руды. Но вот в 1801 году известный уже в то время химик Чарльз Хатчет заинтересовался этим красивым минералом. Анализ показал, что в камне действительно содержались железо, марганец, кислород, но наряду с ними имелся и какой-то незнакомый элемент, образующий вещество со свойствами кислотного оксида. Новый элемент Хатчет назвал колумбием.