Файл: Казаков Б.И. Металлы рассказывают о себе.pdf

Черный флаг, который путники увидели издалека, как бы предвещал их близкую гибель. Измученные, го­ лодные, обмороженные, они тронулись в обратный путь, медленно передвигаясь от склада к складу. В ледяной пустыне топлива нет, и потому для обогрева путников в каждом складе оставлялись жестянки с керосином. Главным врагом была стужа. Керосин был важнее всего. Чтобы поддерживать падающие силы, людям не­ обходимы были тепло в палатке и горячая пища. Весь обратный путь был сплошной цепью разочарований: ке­ росина в оставленных на складах жестянках оказыва­ лось всегда меньше, чем предполагалось.

Выехав с центральной базы на розыски Скотта, дру­ гие участники после долгих поисков нашли засыпанную снегом палатку, в которой лежали тела погибших. Они не дошли до прекрасно снабженного склада «Одна тон­ на» всего лишь шестнадцать километров.

До последней минуты своей жизни мужественный капитан вел дневник. Его прощальное письмо адресова­ но: «Моей вдове». Из дневника Скотта товарищам стало ясно, что керосина не хватало в каждом складе. Банки с керосином были заполнены целиком и запаяны, керо­ син же в них полностью не сохранился.

Лишь в последние годы было дано объяснение этому непонятному явлению. Подготавливались к экспедиции очень тщательно, и материалы, ею используемые, стара­ лись отобрать самые лучшие. Банки под керосин были изготовлены из жести, швы пропаивались самым лучшим припоем. А припой тем лучше, чем больше в нем олова. В данном случае, видимо, не пожалели чистого олова. Но олово «простудилось» на морозе, «заболело», и швы в банках дали трещины, через которые керосин выходил наружу.

122

„ О л о в я н н а я ч у м а 11

Странно слышать, что металл может «заболеть»: ведь эго не живой организм. Однако олово — особенный ме­ талл, и среди прочих его отличительных качеств имеется еще и «болезнь».

Давно было замечено, что в неотапливаемых музеях на медалях и других изделиях, изготовленных из олова, вдруг возникает какая-то порча. На поверхности метал­ ла появляются отдельные темные пятнышки — «бородав­ ки», которые постепенно захватывают поверхность всего изделия, после чего оно рассыпается в порошок.

органов происходят какие-то изменения. По-видимому, решил он, в этом виноваты звуковые колебания. Подоб­ ные изменения, оказалось, наблюдал задолго до Эрдма­ на широко известный своими путешествиями по России академик Паллас.

В 1868 году в мемуарах Петербургской академии наук появилась большая статья академика Фрицше. Ученый сообщал, что на интендантских складах вдруг разрушились оловянные пуговицы — белый сверкающий металл превратился в серую рыхлую массу. Такое же явление наблюдалось и на складах таможни: из брусков олова образовался серый порошок. Фрицше не только сообщил о загадочных случаях, но и дал им объяснение, совершенно отличное от того, которое дал Эрдман.

Дело не в звуковых колебаниях. Медали, пуговицы, бруски олова — это не органные трубы: они могут ле­ жать в полной тишине и никаким звуковым колебаниям не подвергаться. На олово действует мороз. Олово «простуживается» и разрушается при низких температу-

123

pax. Статья Фрицше нашла живой отклик у многих уче­ ных, и в Петербургскую академию наук стали поступать сведения о загадочных превращениях олова из разных мест Европы и Северной Америки.

Объясняли эту «болезнь» по-разному, но все сходи­ лись на том, что возникает она тогда, когда олово под­ вергается воздействию низких температур. И действи­ тельно, вскоре в Москву из Голландии пришел поезд, груженный брусками олова. Бруски перед этим были отобраны, они были блестящие, полновесные, без каких бы то ни было повреждений. Но в дороге олово «про­ студилось». Выгружать было нечего: груз представлял собой кучи ни на что не годного серого порошка. Сход­ ство этого изменения олова при морозах с болезнью усугублялось еще и тем, что куски олова, в которых на­ чиналось изменение, как бы «заражали» соседние «здо­ ровые» куски, и болезнь распространилась очень быстро.

Когда после всех этих случаев замечали признаки заболевания на каких-нибудь чушках в складе, их не­ медленно отправляли в переплавку, не давая болезни поразить все имущество склада. Болезнь эта получила звучное название — «оловянная чума».

Эпидемия «оловянной чумы» разразилась на Нерчин­ ской каторге. Это было в середине XIX века. Посуда из олова в те времена уже*была не столь ценной, чтобы ею пользовались только владетельные особы, ее стали изго­ товлять и для каторжников. Для этого использовали олово, выплавляемое из руд небольшого Ононского месторождения. Стояли крепкие сибирские морозы. В ба­ раках каторжан было немногим теплей, чем на улице. В течение нескольких дней сотни мисок и ложек, которы­

124

нитый балканский поход, пробиваясь через стужу, горы и заслоны турецких войск. И вот в одной из частей рус­ ской армии на солдатских шинелях разрушились все оловянные пуговицы. Это не помешало русским воинам сломить сопротивление врага, хотя и пришлось идти в шинелях нараспашку.

Что причина заболевания олова — мороз, стало оче­ видным, но какие изменения происходят при этом в металле, выяснено было не сразу. Окончательно это установили немецкие ученые Коген и Ван-Эйк в конце XIX столетия.

Металлическое олово состоит из мельчайших кри­ сталликов, их трением и объясняется «крик» олова. Однако, как показали исследования ученых, кристалли­ зоваться олово может в различных формах. Переход белого олова в серое — это перемена его кристалличе­ ской структуры. Кристаллы белого олова устойчивы при температуре 20° и выше. При понижении температуры олово кристаллизуется в другой форме.

Кристаллы белого олова имеют удельный вес 7,3, а се­ рого— 5,8, иначе говоря, белое олово более плотно, чем серое. Когда на холоде начинает меняться кристалличе­ ская структура, то объем металла увеличивается, про­ исходит что-то вроде микровзрыва и металл рассыпает­ ся в порошок.

Из химии известно, что во многих случаях в насыщен­ ном переохлажденном растворе кристаллы не выпадают до тех пор, пока в раствор не введут так называемую «затравку» — какой-нибудь кристаллик. При переходе белого олова в серое наблюдается такое же явление: «за­ травка»— частица пораженного олова — при соприкос­ новении с переохлажденным белым оловом вызывает в нем кристаллизацию и возникает «оловянная чума». Оло-

12!

во должн-о іне только «простудиться», но и «получить ин­ фекцию». Когда были выяснены причины загадочного явления, то и борьба с ним стала несложной. Злым шут­ кам олова пришел конец. Сейчас «оловянная чума» не ■представляет собой гибельной угрозы: от нее можно не только уберечься, но можно и «лечиться». Серое олово надо поместить в какую-нибудь неметаллическую посуду с водой и кипятить воду до тех пор, пока серый порошок

не превратится в белый. После этого белый порошок пе­ реплавляют в болванку и получают хороший металл. Все это несложно, но все же представляет собой излишние трудовые затраты, а поэтому к хранению олова на скла­ дах предъявляют определенные требования, избегая его переохлаждения. Различные примеси в олове по-разному влияют на переход белого олова в серое: алюминий и цинк ускоряют его, а висмут, сурьма и свинец — задер­ живают. Поэтому в современных припоях «оловянная чу­ ма» практически невозможна.

Мягкость металла

ВXIX веке наступил коренной перелом в использова­ нии всех известных металлов. Стали строиться железные дороги, паровые суда, фабрики, станки, машины, появи­ лись автомобили, электродвигатели, авиация. За какихнибудь сто—ото пятьдебят лет производство всех метал­ лов увеличилось чуть ли не в сто раз. В числе этих металлов было, конечно, и олово. Оно прежде всего тре­ бовалось для консервной промышленности и для разных видов транспорта — наземного и воздушного.

Влюбой двигающейся машине имеется вращающийся вал, на котором укреплено колесо или винт. При враще­ нии этого вала развивается большое трѳние, нагрузка на

126

вал увеличивается, части быстро изнашиваются. Для борьбы с этим явлением применяют смазку. Большое распространение получили так называемые антифрикци­ онные сплавы. Греческое слово «фриктио» означает тре­ ние, отсюда и название: «сплавы против трения». Они об­ ладают свойством хорошо прирабатываться и служат для отливки вкладышей подшипников. Сплавы эти пред­ ставляют собой пластическую массу с вкраплениями твер­ дых частиц, которые хорошо сопротивляются истиранию. Такими пластическими металлами стали служить в пер­ вую очередь олово и свинец, так как они наиболее мяг­ кие из металлов.

Можно изготовить проволоку из железа, меди, алю­ миния, серебра, но нельзя изготовить ее из олова, так как олово недостаточно тягуче из-за своей мягкости. Оно не­ много тверже свинца, но мягче золота. Это, на первый взгляд порочное, его свойство дало олову возможность выступить в технике в новой роли — борца против трения.

В 1839 году, когда развитие техники предъявило но­ вые требования к промышленности, инженер И. Баббит предложил использовать для подшипников твердые вкла­ дыши, залитые мягким антифрикционным сплавом. Сплав этот имел мягкую основу — олово и свинец, и прочную — цинк и медь. По имени изобретателя сплав получил на­ звание: баббитов металл. Сейчас выпускается несколько марок таких сплавов под общим названием: баббиты.

Мягкость олова была использована и в другом напра­ влении. Олово не удается вытянуть в проволоку, но зато можно прокатать его в очень тонкие листы и получить

127

нять фольгу из алюминия; иа тяжелых машинах начали ставить шариковые и роликовые подшипники без исполь­ зования баббитов. Однако не везде такая замена возмо­ жна, и мягкий металл—олово —во многих случаях не­ заменим.

Недра древности и современности

Добываемое с древности олово было и остается ред­ ким металлом. О таких металлах, как титан, ванадий, никель, хром узнали совсем недавно, и их относят к кате­ гории редких. Олово же, оказывается, в природе встреча­ ется гораздо реже, чем они. Если в земной коре на долю титана приходится 0,6 процента, никеля и хрома—около 0,2 процента, а ванадия — всего лишь 0,015 процента, то доля олова еще меньше: его в земной коре только 0,004 процента.

Руды всех металлов весьма неравномерно распреде­ лены по земному шару. К олову это относится в первую очередь. Семьдесят с лишним -процентов всего добывае­ мого олова поступает из так называемого «восточного пояса» — территории, протянувшейся от юго-востока Азии через острова Индонезии к Австралии. Доля Южной Аме­ рики в мировой добыче олова составляет двенадцать про­ центов, а доля Северной Америки так мала, что ее мож­ но и не принимать в расчет. Как Соединенные Штаты, так и Канада не располагают сколько-нибудь значи­ тельными, имеющими промышленное значение запасами олова.

Месторождение олова на Британских островах, от­ крытое и разрабатываемое в древности еще финикияна­ ми, в течение веков давало незначительные количества (по современным понятиям) олова. На это влияли дли­

не

тельные междоусобные войны феодалов (война «Алой и Белой розы» и другие). В XIV -столетии в 1337 году вы­ плавка олова из Корнуоллского месторождения достигла 60Э тонн, но тут черным вихрем пронеслась большая ев­ ропейская чума — замерли и добыча олова и его вы­

плавка.

В XVII столетии в горном промысле стали приме­ няться толчейные ступы, и добыча олова, как и его вы­ плавка, сразу пошла в гору.

Добыча олова в Испания я на Канарских островах прекратилась с того момента, как Испания была завое­

Это месторождение стало центром оловодобычи Европы. О многих месторождениях древности имеются отры­ вочные и не всегда точные сведения. Предполагают, на­ пример, что.на Синайском полуострове существовало бо­ гатое месторождение, которое полностью исчерпано; о нем упоминается как о индийском олове. Добывалось олово в Иране — около Тавриза, в Закавказье — в бас­ сейне реки Араке и в других местах. В горах Кесруана (Сирия) не обнаруживали никаких следов горных разра-

. боток — ни древних, ни более поздних. Однако в начале XX века два австралийских горных инженера произвели в этом районе геологическую разведку и подали заявку на право разработки оловянных и других руд. Работы были прерваны начавшейся войной и больше не возоб­ новлялись.

В Азии олово добывали с давних пор, но сведения об этом очень скудные. Известно, что в IX и XI веках на Ма­ лайском полуострове чернокожие рабы добывали олово, которое было предметом торговли е Китаем. В Европу