Алюмінієвий вік

Історія вчить нас, що людство шляхом довгих та поступових зусиль досягло справжньої цивілізації. Довгий шлях, пройдений досі, з різних точок зору ділиться по-різному. Дуже поширене розподіл історії людства на періоди по знаряддям і металам, які грали головну роль відому епоху.

Початкова епоха - кам'яний вік, коли люди не знали обробки металом і всі свої знаряддя робили з каменю. Потім слідував вік бронзи та міді, а нині ми живемо у залізному столітті. Насправді, залізо маєте у справжній цивілізації настільки важливе значення, що без нього були б абсолютно немислимі всі успіхи сучасної промисловості та техніки. Без заліза ми не можемо обійтися, тоді як легко могли б обійтися без золота, і безсумнівно, що якщо в даний час залізо не благородний метал, то напевно корисний і необхідний для нас на кожному кроці.

Чи зупинимося ми на цьому, чи можна думати, що настане інше століття, коли і залізо відійде на другий план? Який же метал заміните залізо, яке століття 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 житимуть у алюмінієвому столітті. Майбутнє століття – алюмінію. Але чому ж алюмінію, а чи не іншого металу? Чи правильно це?

Щоб будь-який метал міг замінити залізо, необхідні такі умови. По-перше, необхідно, щоб новий метал був кращим за заліза; по-друге, необхідно, щоб він був поширений, в природі не в меншій кількості, ніж залізо. Саме таким металом є алюміній.Нижче ми познайомимо читача з усіма властивостями цього дивовижного металу, який за твердістю може замінити сталь, перевершуючи її в інших відносинах, а красою, особливо в сплавах, може конкурувати із золотом і сріблом. І що чудовіше, поклади цього дивовижного металу незрівнянно більше, ніж заліза. Цей новий метал знаходиться усюди; ми щодня і щогодини тупцюємо його ногами. Алюміній інакше називається глиній, і вже одна назва показуєте, що він є головною складовою частиною глини, тієї глини, до якої ми нині ставимося з такою незаслуженою і образливою зневагою. Як зміниться у майбутньому значення звичайної у нас фрази: «Колос із глиняними ногами»! Помилуйте, скажуть наші нащадки, — глинієві ноги, та краще й міцніше нічого не можна й зробити! Так змінюються часи, і ми з ними.

Отже, ми знаємо, який метал повинен замінити наше іржаве залізо і зробити величезний переворот у цивілізації, знаємо властивості цього чудового металу, — в чому ж річ?

У видобутку цього металу. Він незрівнянно кращий і поширеніший заліза, але досі ми не знаємо дешевого способу його отримання, а дешевизна неминуча для того, щоб глинієвий вік міг замінити залізний. Відкриття цього способу зробить в історії людства переворот, в порівнянні з яким найважливіші політичні події, кровопролитні війни будуть дрібними, майже невартими уваги. І цей світовий переворот відбудеться не на полі битви, а десь у відокремленій лабораторії скромного трудівника науки, якому вдасться відкрити таємницю легкого перетворення глини на глиній.

Але скажемо кілька слів про цей метал, щоб читач не вважав вищенаведені слова за перебільшення.

Алюміній або глиній - найбільш поширений на землі метал, але в металевому вигляді він ніколи не зустрічається, а лише у вигляді глинозему, тобто з'єднання його з киснем (Аl₂ Про₃), що входить до складу найбільш поширених гірських порід та найголовнішої частини глини.

алюміній сріблястого кольору; питома вага чистого металу 2,56 (т. е. тільки 2 1/2, рази важче води); обробкою питома вага збільшується до 2,67; електропровідність його в 3 1/2 рази більша, ніж для заліза, і в 2 рази менше, ніж для міді. Алюміній – гарний провідник теплоти; температура плавлення його лежить між точками плавлення цинку та срібла; вона, за різними спостереженнями, 600-850 ° Ц. Теплоємність, за різними визначеннями, 0,202-0,2253, тобто вона для алюмінію вище, ніж для більшості металів, що відповідає низькій атомній вазі алюмінію.

Алюміній добре виконуєте ливарні форми і дає хороше лиття в чавуні та землі. Якщо він поглине кисень або сплавиться зі слідами кремнію, робиться сірим і ламким; тому ливарну поверхню форм покривають вугіллям або обпаленим кріолітом. 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 лише за температури кипіння; він не чутливий до впливу рослинних кислот і повітря дуже добре зберігається, навіть у найтонших листках. У окропі компактний алюміній не змінюється. Навіть за червонокаління водяна пара їм не розкладається. У тонко розділеному стані та у вигляді листків при кип'ятінні метал розкладає воду. Соляна кислота добре розчиняєте алюміній.Основні труднощі, які заважають застосуванню алюмінію, перебувають у дорогій ціні й у тому , що мало уваги на властивості алюмінію з погляду їх утилізації. Він застосовується нині для великої кількості оптичних та математичних інструментів, у ювелірній справі та різних «articles de fantaisie», що потребують міцності та легкості. Легкість металу - дуже важлива властивість його, яка в поєднанні з міцністю зробила б алюміній, при низькій ціні на нього, незамінним матеріалом для різноманітних застосувань.

Дуже важливою перешкодою для застосування алюмінію є складність з'єднання двох його шматків. При нагріванні металу для спаювання на поверхні його утворюється тонка плівка глинозему, який не дає з'єднуватися припою з металом. Те саме має місце і для сплавів алюмінію. Однак, застосовуючи деякі методи, можна виробляти і спаювання алюмінію (способи Мурея та Бурбуза).

Сплави алюмінію, що нині представляє вже значний практично інтерес, у майбутньому, з здешевленням алюмінію, напевно відіграватимуть дуже важливу роль у промисловості. Ці метали дуже численні. Як загальне становище, можна зазначити, що алюмінію покращує якості майже всіх металів, до яких додається в малих кількостях. Він збільшує міцність їх, блиск м'яких металів і повідомляє їм більший опір дії хімічних агентів. Він сплавляється майже з усіма корисними металами. Якщо він сплавлений із залізом, то не може бути з нього виділений цілком у металевому вигляді; залізо, що містить понад 7-8% алюмінію, стає крихким і кристалізується в довгих голках.

Алюміній, сплавлений з невеликою кількістю срібла, значно втрачає в ковкості; але з домішкою 5% цього металу він добре обробляється і приймає набагато краще полірування, ніж чисте срібло. З 3% срібла алюміній дуже хороший для фізичних інструментів, тому що він твердіший, біліший, ніж срібло, і не тьмяніє навіть від сірководню. Сплав з малою кількістю срібла особливо придатний для коромисла ваги і його приєднаєте для цієї мети досить поширено. 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 застосував для спайки алюмінію і не показав інших властивостей. Сплав, що містить 100 ч. алюмінію та 20 ч. олова, вже мав успіх з промислової точки зору; але сплав 100 ч. алюмінію і 10 ч. олова ще цікавіше: він біліший за алюміній, уд. ваги 2,85, тобто трохи більше, що для алюмінію; він може бути з однаковими зручністю, як і алюміній, застосований для конструювання всіх інструментів, що потребують особливої ​​легкості. Його опір дії різних хімічних агентів більший, ніж для чистого алюмінію, а обробка легша. Що ж до спаювання, то воно так само легко, як для латуні, і йде без будь-якої спеціальної підготовки. Багато інструментів готуються з цього сплаву, який складає вже предмет виробництва, який застосовується для конструювання оптичних, геодезичних та фізичних приладів. Найбільш цікавий метал цинку з алюмінієм містить останнього 3%; він твердіший і більш блискучий, ніж цинк.

Сплав з 97% золота і 3% алюмінію красивіший за колір, ніж чисте золото, яке при цьому не втрачає інших своїх якостей.

Таким чином, введіть малих кількостей інших металів в алюміній, що збільшує його блиск і твердість, не змінюючи значно його інших властивостей;

Останнім часом з усіх сплавів особливо велике значення набула алюмінієва бронза, особливо тому, що для фабрикації її застосовано електричний спосіб.

До останнього часу найкращим способом отримання алюмінієвої бронзи вважався спосіб братів Каулс (Cowles, в Клівленді, в Огайо, Півн. Америка). Перш ніж перейти до короткого опису цих способів, опишемо властивості алюмінієвої бронзи, яка невдовзі, мабуть, замінить звичайну — олов'яну.

Сплав алюмінію з 5% міді ще ковок; -Клер-Девілл, Дебрай та ін. Вона дуже міцна, кування і добре полірується. містить алюмінію зростає понад 10%, то твердість сплаву збільшується настільки, що він лише з труднощами піддається обробці. мідно-червоний.

Алюмінієва бронза відрізняється від звичайної - олов'яної - тим, що при плавці не окислюється і дає незвичайно чисте лиття. Бронза з 10% алюмінію разом з великою твердістю з'єднує в'язкість;

Вудлива 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 водночас збільшує розтяжність сплаву. Для характеристики твердості алюмінієвої бронзи вкажемо застосування її для виробництва поштових марок у Парижі. У цьому виробництві багато праці було підшукати плити, на які кладуться листи марок, що продирявлюються особливими пробійниками. При кожному ударі пробійники входять в отвір плити і так як в машині є 300 пробійників, що швидко працюють, то в день пробивається 180 000 000 дір. За таких умов 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 експериментами Strange, виявляється, що алюмінієва бронза в 8 разів твердіша за звичайну бронзу.

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 набагато менше часу і дешевше, застосовуючи бронзу з 10% алюмінію.

Алюмінієвий сплав Webster Company був випробуваний для лопат пароплавного гвинта судна, що працює за різноманітних умов і в річках, і в тропічних морях; він вже працює кілька часу і поки непомітно ніякого суттєвого псування матеріалу.

Сплави алюмінію, мабуть сильно, придатні для всіх частин машин, що труться. Спеціальний метал Webster Company був використаний для хомутів ексцентриків одного пароплава, і практики дуже хвалять таке його застосування. Бронза Cowles була використана з успіхом для підшипників динамо-машин великої швидкості.