Я познаю мир. Сокровища Земли - Голицын М. С. - Страница 21

У многих металлов Земли существует безжалостный враг. Это — коррозия.

Ежегодно коррозия сжирает от 1 до 1,5% всех металлов, которые используются человечеством. Если выразить эти проценты в деньгах, то получатся десятки миллиардов долларов. Больше всего страдают от коррозии сплавы, в которые входит железо.

Как люди борются с коррозией? Во-первых, стараются уберечь металлы от болезни, во-вторых, изучают природу коррозийных процессов. Оказывается, у коррозии много лиц: это и ржавление, и растрескивание, и изъязвление, и образование сквозных отверстий. Сейчас уже даже складывается новое научное направление, которое называется морфология продуктов коррозии.

Когда исследователи склоняются над микроскопами и изучают поверхности разрушенных металлов, перед ними открывается жутковатый мир, полный своеобразной красоты. Красками враг металлов не блещет: в его арсенале всего несколько оттенков бордового, оранжевого и черного цветов, но зато какое многообразие форм и линий!

Коррозия рисует то правильной геометрической формы неровности, то водную гладь, покрытую мелкими гребнями волн. Или создает картину, напоминающую хаотическое нагромождение камней и скал, кратер на поверхности неведомой планеты, морской берег, усыпанный галькой. Шедевром коррозии ученые считают фантастические букеты из нитей тонкой ажурной формы. Они получаются из гидрооксида железа. То, как протекают коррозийные процессы и какие картины они рисуют, зависит от химического состава среды, температуры, давления. В больших городах металлы болеют не так, как в поселке, в морском климате Петербурга — совершенно иначе, чем в Москве.

К сожалению, коррозия пока непобедима, но, кто знает, может быть, именно ты, дорогой читатель, став ученым, в XXI веке сразишься с врагом металлов и выйдешь из этого поединка триумфатором?

Геологи, занимающиеся историей своей науки, доподлинно знают: добыча железа на территории Руси осуществлялась с доисторических времен. Установлено, что у полян это ремесло существовало уже в IX веке. О выработке железа есть упоминания в договоре князя Игоря (945 г.), в летописи Нестора (1096 г.), в Русской Правде князя Ярослава Мудрого...

В X-XI веках плавка железа и кузнечное дело существовали в Киеве, Курске, на Ладоге и в Новгородской Устюжне. Глубоких шахт, уходящих в толщу земли, в те времена не рыли. Обходились бурожелезняковыми и сидеритовыми рудами, которые залегали недалеко от поверхности. В XV веке производство железа распространилось аж до самого Белого моря. А в XVI веке по всей Руси стали известны болотные залежи железных руд в Калуге, Кашире, Туле, Серпухове, на Хопре, Вычегде и в других местах.

В 1631 году возник Ницынский завод на восточном склоне Урала. В то же время начали строить заводы под Москвой. Царь Алексей Михайлович грамотой от 29 февраля 1632 года дозволил «комиссариусу и дворянину Андрею Денисовичу Виниусу строить завод на реке Тулице». Причем настолько важное значение придавалось этому производству, что от государственной казны давалась денежная субсидия, а предприятие на 10 лет вперед освобождалось от налога.

Были построены заводы на реках Яузе и Протве и в Звенигородском уезде.

Все эти предприятия работали на древесном угле, а в европейской Руси железных руд не хватало. Поэтому начиная с конца XVII века русские люди принялись искать железные руды на Урале. Так начало развиваться рудосыскное дело. Появились и любители, и профессионалы — рудознатцы и промышленники.

Химический элемент, стоящий в периодической таблице Д.И. Менделеева под номером 22, был открыт в 1791 году английским пас тором В. Грегором.

Пастор изучал минерал менаконит и обнаружил в нем неизвестный ранее металл, который назвал «менакином». Но в 1795 году последовало второе открытие менакина. Его-то ученые мира и считают официальным... Немецкий исследователь Мартин Клапорт, изучая другой минерал — рутил, выделил из него новый элемент. Клапорт не знал, что он уже открыт под названием менакина, и дал ему имя «титан». Это название и сохранилось за металлом.

Люди сразу же стали искать применение титану. Поначалу с 1908 года оксид титана пошел на выработку титановых белил, которые в отличие от свинцовых неядовиты и не темнеют от действия сероводорода. В Первую мировую войну хлорид титана стали использовать для создания дымовых завес.

Чистый титан обладает уникальными свойствами: по прочности он не уступает железу, но почти вдвое легче его; в шесть раз прочнее и в двенадцать раз тверже алюминия.

Титан плавится лишь при температуре 1725°С. Он чрезвычайно коррозионностоек. На него не действует и «царская водка» (смесь концентрированных кислот: азотной — 1 объем и соляной — 3 объема), которая растворяет даже золото и платину.

Титан немагнитен, прекрасно сопротивляется электричеству.

Все это способствовало тому, что производить титан стали довольно быстрыми темпами: от нескольких тонн в 1947 году и до десятков тысяч в настоящее время.

Высокопрочные сплавы титана идут для строительства судов и самолетов. Он важная легирующая добавка в сталях некоторых марок.

А в земной коре титан распространен больше, чем многие другие металлы, например медь, никель, цинк, свинец. Сегодня известно более 150 месторождений титана. 

 Хром — это твердый, ломкий металл серебристо-белого цвета, который практически не поддается коррозии и обладает низкой элект-ро- и теплопроводностью.

В чистом виде хром в природе никогда не встречается. Он входит в состав ряда минералов, в основном окрашенных в яркие цвета. Но только из тяжелой, хромовой руды черного цвета — хромита получают хром. Самые богатые месторождения этой руды находятся и России (в основном на Урале), в Казахстане, Юго-Восточной Африке (Родезия), Новой Каледонии, Турции, на острове Куба.

Многие из читателей давно знакомы с хромом: как празднично сияют сделанные из него ручки, всевозможные детали автомобилей. А еще хром добавляют при выплавке стальных сплавов. Если в таких сплавах есть даже небольшое количество хрома, сталь становится более прочной, твердой и стойкой к воздействию коррозии.

Хром — важнейший компонент нержавеющей стали; она широко используется во всех сферах нашей жизни. Из нержавеющей стали с примесью хрома делают ножи, вилки, кастрюли, ложки, сковороды, кухонные раковины, доильные аппараты и хирургические инструменты.

Хромовое покрытие надежно защищает металлы от коррозии. С помощью гальванического покрытия хром наносят на необходимые металлические детали, предметы.

Поначалу хром использовали для предохранения от коррозии часов, украшений, посуды. А начиная с 1925 года такое покрытие начали применять и при изготовлении деталей автомобиля.

Из хромсодержащих солей делают красители для кожи и хлопчатобумажных тканей.

Низкосортные руды, в которых хрома мало, идут на изготовление огнеупорных кирпичей.

К цветным металлам сегодня относят любые металлы, кроме железа. Цветными металлы названы потому, что они имеют разные цвета (белый, желтый, серый, красный), входят в состав различных красок, которыми пишут картины, покрывают стены и окна квартир, окрашивают машины и механизмы.

Наиболее распространенные цветные металлы — медь, свинец, цинк, никель.

Медь — хотя и достаточно тугоплавкий металл, но не очень твердый. Цвет меди может быть различным и колебаться от желтого до красноватого. В отличие от железа медь не магнитный металл. Однако она очень хорошо проводит тепло и электричество.

Вот почему медь чаще всего используют в электрических проводах. Внутри пластмассовых проводов, которые можно увидеть в любом доме, находится медная проволока.