Пористый металл
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Уникальный сплав делают из таких «дальних родственников», как алюминий и вольфрам. Если для первого из них весьма характерна очень высокая устойчивость к окислению, причем не только на открытом воздухе, но и в тяжелых условиях повышенных температур, то о другом этого никак не скажешь, несмотря на то, что алюминий плавится уже на подступах к семисотградусному рубежу, а вольфрам уверенно лидирует среди самых тугоплавких металлов на Земле. Легирующие добавки вольфрама позволяют изготавливать самую прочную броню, самые долговечные резцы, самые ответственные узлы машин, постоянно испытывающих повышенные механические и температурные нагрузки.
Металлурги давно уже мечтали осуществить своеобразную гибридизацию таких разных металлов. (Сплав должен быть чуть тяжелее алюминия и чуть менее прочным, чем вольфрам.) И все было бы неплохо, если бы не роковое препятствие — колоссальное различие в удельных весах «крылатого металла» алюминия и тяжеловеса вольфрама.
Металлы-партнеры уже в процессе плавки неизбежно займут разные «этажи» (как, например, вода и масло в смеси) по указке всемогущей гравитации, и сплава не выйдет.
А если устранить… весовые категории? Исследователи решили провести плавку в космосе. И композит, полученный в невесомости, удался на славу. Шарики «несговорчивого» вольфрама прекрасно растворились в алюминиевой основе, словно кусочки сахара в стакане горячего чая.
Любопытной оказалась и форма слитка, родившегося в космических просторах. В отличие от земного собрата он так и не заполнил ампулу до дна. Поэтому вместо привычного цилиндра приобрел форму, напоминающую усеченный конус. И заметно вырос в объеме! Причиной тому, как показало обстоятельное изучение рассмотренных под микроскопом шлифов, послужили пузырьки газа, так и не сумевшие всплыть на поверхность.
Пористый сплав! До сих пор металлурги тщательно избегали подобной напасти. Может быть, зря? История техники хранит немало примеров, когда механической прочностью поступались ради облегчения общего веса. Взять хотя бы ячеистые бетоны.
Красочная картина предстала перед взором исследователей, когда они познакомились под микроскопом с первым же срезом композита. Там, где были шарики вольфрама, появились миниатюрные звездочки, испускающие во все стороны лучи-дендриты, состоящие из сложных соединений породнившихся металлов. Именно космос способствовал зарождению очень крупных кристаллов, получить которые в условиях земного тяготения до сих пор не удавалось. Такие кристаллы и армируют сплав, делая его сверхпрочным.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.