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?
Освоение железных руд в Древней Руси
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.
Люди давным-давно задумались над тем, как сделать медные инструменты более прочными. Для этого они стали экспериментировать — соединять медь с другими металлами Чаще всего люди смешивали медь с оловом Вот так и получилась бронза — один из самых древних сплавов, созданных человеком
Бронза стала известна человеку очень давно. Но в различных частях Земли ее выплавляли по-разному. Так, в бронзовых изделиях, найденных в Западной Африке, ученые обнаружили примерно 40% олова. В Передней Азии количество олова очень редко превышает 20%. Сегодня к бронзе добавляют немного цинка и свинца. Тогда она становится более мягкой и текучей. Из такого металла легко отливать различные предметы: медали, скульптуры, а также корабельные винты.
Интересно, что народы Центральной и Южной Америки бронзы не знали и пользовались в основном золотом и серебром.
Сплавы, или твердые растворы, образуются при застывании жидких смесей двух или более компонентов. Сплавы делятся на металлические, состоящие преимущественно или исключительно из металлов, и неметаллические. Примером неметаллического сплава может служить стекло.
Некоторые сплавы встречаются в природе, однако их основная масса получена искусственным путем. Физические свойства сплавов совсем иные, чем свойства составляющих их компонентов. Причем значение имеет не только качественный, но и количественный состав компонентов. Взять, к примеру, чистое железо. Это довольно мягкий и малопригодный для использования материал. Но если сделать сплав железа с 1-1,5%-ным углеродом, получится твердая сталь.
А если создать сплав железа с 2,5%-ным углеродом, получится чугун. Он обладает еще большей твердостью, чем сталь, но в то же время хрупок.
Небольшие добавки таких элементов, как марганец, хром, ванадий, титан и другие, улучшают механические свойства стали, придают ей полезные качества, например, делают ее нержавеющей.
В настоящее время в мире выплавляются тысячи различных видов сплавов, обладающих теми или иными ценными свойствами: высокой или, наоборот, низкой тепло- или электропроводностью, тугоплавкостью, механической прочностью, устойчивостью к агрессивным средам. Поэтому сплавы человек применяет в самых разных сферах своей деятельности.
Про металл, который можно резать ножом
Свинец используется человеком давным-давно и в самых разных целях. Почему?
Наши предки обнаружили, что металл этот мягкий, легко плавится, хорошо куется, свинцовую пластину довольно легко можно согнуть рукой или разрезать ножом.
