алюмінієвий століття
Історія вчить нас, що людство шляхом довгих і поступових зусиль досягло справжньої цивілізації.
Історія вчить нас, що людство шляхом довгих і поступових зусиль досягло справжньої цивілізації. Довгий шлях, пройдений до цих пір, з різних точок зору поділяється різному. Досить поширене розподіл історії людства на періоди по знаряддям і металам, що грав головну роль в відому епоху.
Початкова епоха - кам'яний вік, коли люди не знали обробки металом і всі свої знаряддя робили з каменю. Потім слідував добу бронзи і міді, а нині ми живемо в залізному віці. Справді, залізо маєте в цій цивілізації настільки важливе значення, що без нього були б абсолютно немислимі всі успіхи сучасному промисловості і техніки. Без заліза ми не можемо обійтися, тоді як легко могли б обійтися без золота, і без сумніву, що якщо в даний час залізо не благородний метал, то вже напевно корисний і необхідний для нас на кожному кроці.
Зупинимося ми на цьому, або ж можна думати, що настане інший вік, коли і залізо відійде на другий план? Який же метал замініть залізо, коли я помру настане?
Сучасна наука вже може дати відповідь на ці питання, і в цій розмові ми познайомимо читачів з властивостями металу, який замінить залізо для наших віддалених нащадків, які будуть жити в алюмінієвому столітті. Майбутній століття - алюмінію. Але чому ж алюмінію, а не іншого металу? Чи вірно це?
Для того щоб будь-якої метал міг замінити залізо, необхідні наступні умови. По перше. необхідно, щоб новий метал був краще заліза; по-друге. необхідно, щоб він був поширений, в природі ніяк не в меншій кількості, ніж залізо. Саме таким металом і є алюміній. Нижче ми познайомимо читача з усіма властивостями цього дивного металу, який за твердістю може замінити сталь, перевершуючи її в інших відносинах, а по красі, особливо в сплавах, може конкурувати з золотом і сріблом. І що всього замечательнее, поклади цього дивного металу незрівнянно більше, ніж заліза. Цей новий метал знаходиться всюди; ми щодня і щогодини топче його ногами. Алюміній інакше називається глина, і вже одна назва показуєте, що він головна складова частина глини, тієї глини, до якої ми нині ставимося з таким несправедливим і образливим презирством. Як зміниться в майбутньому значення звичайної у нас фрази: «колос з глиняними ногами»! Даруйте, скажуть наші нащадки, - глініеви ноги, але ж краще і міцніше нічого не можна і зробити! Так-то змінюються часи, і ми з ними.
Отже, ми знаємо. який метал повинен замінити наше іржаве залізо і зробити величезний перевороту в цивілізації, знаємо властивості цього чудесного металу, - у чому ж справа?
У добуванні цього металу. Він незрівнянно краще і поширеніший заліза, але до сих пір ми не знаємо дешевого способу його отримання, а дешевизна неминуча для того, щоб глініевий століття міг замінити залізний. Відкриття цього способу зробить в історії людства переворот, в порівнянні з яким найважливіші політичні події, кровопролитні війни будуть сущими дрібницями, майже неварта уваги. І цей світовий перевороту відбудеться не на полі битви, а де-небудь у відокремленій лабораторії скромного трудівника науки, якому вдасться відкрити таємницю легкого перетворення глини в глині.
Але скажемо кілька слів про цей метал, щоб читач не вважав вище наведені слова за перебільшення.
Алюміній або глини - найбільш поширений на землі метал, але в металевому вигляді він ніколи не зустрічається, а лише у вигляді глинозему, т. Е. З'єднання його з киснем (Аl2 О3), що входить до складу найбільш поширених гірських порід і найголовнішою частини глини.
Алюміній сріблястого кольору; питома вага чистого металу 2,56 (т. е. тільки в 2 1/2, рази важча за воду); обробкою питома вага збільшується до 2,67; електропровідність його в 3 1/2 рази більше, ніж для заліза, і в 2 рази менше, ніж для міді. Алюміній - хороший провідник теплоти; температура плавлення його лежить між точками плавлення цинку і срібла; вона, за різними спостереженнями. 600-850 ° Ц. Теплоємність, за різними визначеннями. 0,202-0,2253, т. Е. Вона для алюмінію вище, ніж для більшості металів, що відповідаєте низькому атомній вазі алюмінію.
Алюміній добре виконуєте ливарні форми і дає гарне лиття в чавуні і в землі. Якщо він поглине кисень або сплавиться зі слідами кремнію, то робиться сірим і ламким; тому ливарну поверхню форм покривають вугіллям або обпаленим кріоліту. Чудова властивість металу чинити опір роз'їданню (чим особливо страждає залізо) сильно слабшає, якщо метал нечистий. На алюміній не діють сірчистий водень, сірчистий амоній, азотна кислота, яка виявляє дію тільки при температурі кипіння; він не чутливий до впливу рослинних кислот і на повітрі дуже добре зберігається, навіть в найтонших листках. У киплячій воді компактний алюміній не змінюється. Навіть при краснокаленіі водяна пара їм не розкладається. В тонко розділеному стані і у вигляді листочків при кип'ятінні метал розкладає воду. Соляна кислота добре розчиняєте алюміній. Головні труднощі, які заважають застосуванню алюмінію, складаються в дорогий його ціною і в тому. що звернено мало уваги на властивості алюмінію з точки зору їх утилізації. Він застосовується нині для великого числа оптичних і математичних інструментів, в ювелірній справі і різних «articles de fantaisie», що вимагають міцності і легкості. Легкість металу - дуже важлива властивість його, яке в поєднанні з міцністю зробило б алюміній, при низькій ціні на нього, незамінним матеріалом для найрізноманітніших застосувань.
Дуже важною перешкодою для застосування алюмінію є труднощі з'єднання двох його шматків. При нагріванні металу для споювання, на поверхні його утворюється тонка плівка глинозему, який не дає з'єднуватися припою з металом. Те ж має місце і для сплавів алюмінію. Однак, застосовуючи деякі методи, можна виробляти і споювання алюмінію (способи Мурі і Бурбуза).
Сплави алюмінію, і нині представляє вже значний практично інтерес, в майбутньому, зі здешевленням алюмінію, напевно будуть грати дуже важливу роль в промисловості. Ці сплави дуже численні. Як загальне положення, можна вказати, що алюмінії покращує якості майже всіх металів, до яких додається в малих кількостях. Він збільшує міцність їх, блиск м'яких металів і повідомляє їм більший опір дію хімічних агентів. Він сплавляється майже з усіма корисними металами. Якщо він сплавлен з залізом, то не може бути з нього виділено цілком в металевому вигляді; залізо, що містить більше 7-8% алюмінію, робиться крихким і кристалізується в довгих голках.
Алюміній, сплавлений з невеликою кількістю срібла, втрачає значно в ковкості; але з домішкою 5% цього металу він добре обробляється і приймає багато кращу полірування, ніж чисте срібло. З 3% срібла алюміній дуже хороший для фізичних інструментів, тому що він твердіше, біліше, ніж срібло, і не тьмяніє навіть від сірководню. Сплав з малою кількістю срібла особливо придатний для коромисла ваг і його приєднається для цієї мети досить поширене. Сплав, що містить 5% срібла, не раз рекомендувався для розмінної монети, тому що він твердий, блискучий і з часом не втрачає блиску.
Сплави алюмінію з оловом не мали значення, поки Бурбуз не застосовуючи для спайки алюмінію і не показав інших їх властивостей. Сплав, що містить 100 ч. Алюмінію і 20 ч. Олова, вже мав успіх з промислової точки зору; але сплав 100 ч. алюмінію і 10 ч. олова ще цікавіше: він біліше алюмінію, уд. ваги 2,85, т. е. трохи більше, що для алюмінію; він може бути з однаковими зручністю. як і алюміній, застосований для конструювання всіх інструментів, які потребують особливої легкості. Його опір дії різних хімічних агентів більше, ніж для чистого алюмінію, а обробка легше. Що ж стосується споювання, то воно так само легко, як для латуні, і йде без будь-якої спеціальної підготовки. Багато інструменти готуються з цього сплаву, який складаєте вже предмета виробництва, застосовуваний для конструювання оптичних, геодезичних та фізичних приладів. Найцікавіший сплав цинку з алюмінієм містить останнього 3%; він твердіше і більш блискучий, ніж цинк.
Сплав з 97% золота і 3% алюмінію красивіше кольором. ніж чисте золото, яке при цьому не втрачає інших своїх якостей.
Таким чином, введете малих кількостей інших металів в алюміній збільшує його блиск і твердість, не змінюючи значно його інших властивостей; введення ж малих кількостей алюмінію в інші метали майже завжди піднімає їх якості.
За останній час з усіх сплавів особливо велике значення отримала алюмінієва бронза, особливо тому, що для фабрикації її застосований електричний спосіб.
До останнього часу найкращим способом отримання алюмінієвої бронзи вважався спосіб братів Каулс (Cowles, в Клівленді, в Огайо, Сівши. Америка). Але нині француз Еру (Heroult) замінив термічний спосіб Каулсов способом термо-електролітичним, який виявляється набагато більш вигідним і зручним. Перш ніж перейти до короткого опису цих способів, опишемо властивості алюмінієвої бронзи, яка незабаром, ймовірно, вже замінить звичайну - олов'яну.
Алюмінієва бронза відрізняється від звичайної - олов'яної - тим, що при плавці, що не окислюється і дає надзвичайно чисте лиття. Бронза з 10% алюмінію разом з великою твердістю з'єднує в'язкість; при температурах від найбільш темно-червоного розжарювання і майже до температури плавлення вона цілком кування.
Удільний вага алюмінієвої бронзи зменшується зі збільшенням вмісту алюмінію. Міцність алюмінієвих з'єднань чудова, причому щодо кількості алюмінію помічено, що зменшення вже на 1% цієї корисної складової частини тягне за собою помітне зниження міцності, але разом з тим збільшує розтяжність сплаву. Для характеристики твердості алюмінієвої бронзи вкажемо на застосування її для виробництва поштових марок в Парижі. У цьому виробництві багато праці було підшукати плити, на які кладуться листи марок, продірявлюють особливими пробійником. При кожному ударі пробойники входять в отвір плити і так як в машині є 300 пробійників, швидко працюють, то в день пробивається 180.000.000 дірок. При таких умовах бронзова плита зношується в один день, і навіть сталеві плити швидко псуються. Коли їх замінили плитами з алюмінієвої бронзи, вони стали триматися цілими місяцями. За дослідам Strange, виявляється, що алюмінієва бронза в 8 разів твердіше звичайної бронзи.
На думку Е. Self, алюмінієва бронза по опору на розрив і розтяжності легко виконує умови, поставлені для сталевих знарядь (кованої сталі) урядами Англії та Німеччини, від яких вимагається опір на розрив близько 4916 кіло на кв. сайт. при подовженні 15%. Ці гармати можна робити при тій же їх міцності в багато менший час і дешевше, застосовуючи бронзу з 10% алюмінію.
Алюмінієвий сплав Webster Company був випробуваний для лопатей пароплавного гвинта судна, що працює при різноманітних умовах і в річках, і в тропічних морях; він вже працює кілька часу і поки непомітно ніякої істотного псування матеріалу.
Сплави алюмінію, мабуть дуже, придатні для всіх рухомих частин машин. Особливий сплав Webster Company був застосований для хомутів ексцентриків одного пароплава, і практики дуже хвалять таке його застосування. Бронза Cowles була застосована з успіхом для підшипників динамо-машин великій швидкості.