С.І. Венецкий
В один з літніх днів 1976 року, коли навколо Земліоберталася орбітальна наукова станція "Салют-5", члени її екіпажукосмонавти Б. Волинов і В. Жолобов повідомили в Центр управління польотом, щозгідно з програмою вони провели черговий технологічний експеримент підназвою "Сфера".
Ким тільки не доводиться бути космонавтам під часпольоту! Вони і геологи, і біологи, і медики, і фізики, і хіміки - та хібаперерахуєш всі їхні небесні професії. На цей раз - для проведенняексперименту "Сфера" - космонавти перетворилися в металургів, а їхметалургійним "цехом" став компактний прилад, за допомогою якогоналежало досліджувати процес затвердіння рідкого металу в умовахневагомості. Точніше, скориставшись відсутністю земних сил тяжкості,космонавти повинні були отримати на цьому приладі ідеальні за формоюметалеві кульки.
Що ж являє собою прилад і якого металусудилося одним з перших увійти до літопису космічної металургії? Приладскладається з спеціального "магазину" з металевими заготовками,електронагрівача і прозорого лавсанового мішечка. Металом ж, на якийприпав вибір вчених, які планували цей експеримент, виявився відомий вже більшеста років так званий сплав Вуда, що складається з вісмуту, свинцю, олова та кадмію(У співвідношенні приблизно 4:2:1:1). Основна робоча характеристика сплаву -низька температура плавлення (близько 70 В° С). Саме за ці заслуги сплаву Вуда ібула видана "путівка" у космічні дали: чим легше плавиться метал,тим конструктивно простіше і, отже, компактніші може бути прилад, а цеобставина в космонавтиці має першорядне значення.
Отже, в точно відведений для експерименту часкосмонавти включили прилад і крихітна заготовка, схожа на шматочоколівцевого грифеля, надійшла з "магазина" в трубку нагрівача.Тут заготівля швидко перетворилася на краплю і спеціальний пристрій виштовхнулоїї в лавсановий мішечок. Якби справа відбувалася на Землі, крапелька негайно жвпала б на дно, і на цьому досвід закінчився б, так і не відбувшись. У космосіж кульку з розплавленого металу, попрощавшись з нагрівачем, починає паритив невагомості. Швидкість виштовхування краплі і розміри мішечка обрані з такимрозрахунком, щоб до моменту зіткнення з його стінками метал уже встигзатвердіти. Крапля, ще крапля, ще - і ось вже отримано багато крихітних матовихбусинок.
"Кульки начебто нічого, симпатичні, -коментував по ходу справи бортінженер В. Жолобов. - Приємно дивитися, якрозплавлені крапельки парять в невагомості, застигають, ні з чим нестикаючись ".
Але ось експеримент "Сфера" закінчений. Якуж практичну користь він принесе? Чи варто в космосі "городгородити "тільки заради того, щоб зібрати врожай металевих горошинок,нехай навіть ідеальної сферичної форми? Та й чи буде їхня форма ідеальною?
лавсанових мішок космонавти доставили на землю, івчені багатьох лабораторій піддали його вміст всебічному дослідженню.Виявилося, що, застигаючи, металеві краплі набували еліпсоїдні вигляд іперетворювалися на крихітні "груші", "цибулини", але аж ніяк нев бажані кульки. До того ж сплав Вуда з якихось причин втрачав уневагомості свою однорідність. І хоча, як кажуть, перший млинець - комом,подібні експерименти, очевидно, будуть продовжені.
Якщо вони виявляться успішними, перед технологамивідкриються привабливі перспективи: адже в земних умовах, щоб зметалевої заготовки отримати кульку для підшипників, потрібно виконати одинадцятьрізних операцій, втративши при цьому чимало металу у відходи. Та до того ж іструктура поверхневого шару кульок часом залишає бажати кращого. Осьчому можна припустити, що витрати на подорож сплаву Вуда у космос ізлишком окупляться, коли на навколоземній орбіті почне діяти першийкосмічний підшипниковий завод. І цей час уже не за горами ...
А поки спустимося з небес на Землю і познайомимося зголовним компонентом сплаву Вуда вісмутом - сріблясто-білим металом з легкимрожевим відтінком. Перші згадки про нього в хімічній літературі відносяться доXV століттю. Правда, тоді багато хіміки плутали вісмут зі свинцем, оловом ісурмою. Так, в одному з алхімічних словників вісмут описується як"Всякий найлегший, блідий і дешевий свинець".
Зате відомий металург і мінералог середньовіччяГеорг Агрікола у своїй книзі "Про родовищах і рудниках в старе і новечас ", написаної в 1546 році, звів вісмут в ранг одного з основнихметалів, додавши його до відомої з давнини "чудовоїсімці "- золоту, сріблу, міді, заліза, свинцю, олова та ртуті. Однакостаточно "права громадянства" вісмут знайшов лише в XVIII столітті.Цьому металу, мабуть, як жодному іншому хімічному елементу, пощастило з назвами:за підрахунками деяких вчених, в літературі XV-XVIII століть можна зустрітибільше 20 "псевдонімів" вісмуту і серед них такі виразні, якдемогоргон, глаура, німфа.
Про походження слова "вісмут" існуєбезліч версій. Одні вчені вважають, що в основі його лежать німецькі корені"Wis" і "mat" (перекручено weisse masse і weisse materia) -білий метал (точніше, біла маса, біла матерія). На думку інших, назвавідбулося від німецьких слів "wiese" (луг) і "muten" (розроблятирудник), оскільки цей метал ще в давні часи добували в луках Саксонії,поблизу Мейсена. Треті стверджують, що вісмутових рудами був багатий округ Візен вНімеччині - йому, мовляв, і зобов'язаний метал назвою. З точки зору четверте, слово"Вісмут" - не що інше, як арабське "бі ісмід", тобтосхожий на сурму.
Важко сказати, яка з версій найбільш правильна.Навіть Велика Радянська Енциклопедія не береться вирішити цей спір і лишелаконічно зауважує: "Походження назв." В "невстановлено ". Символ Bi вперше ввів в хімічну номенклатуру видатнийшведський хімік Й.-Я. Берцеліус.
Ще в старовину з'єднання вісмуту широко застосовувалисяяк фарби, грим, косметичні засоби. Так, на Русі, наприклад,представниці слабкої статі охоче користувалися різними білилами, у томучислі і вісмутових, які іноді називалися також іспанськими. Одинанглієць, який відвідав російське держава в середині XVI століття, зазначав, щожінки "так намазують свої обличчя, що майже на відстані пострілу можнабачити наліплені на обличчях фарби; всього краще їх порівняти з дружинами малюнків,тому що вони виглядають так, як ніби близько їх осіб вибивали мішкиборошна ".
Інша давня "професія" вісмуту, точнішейого сполук, - медицина. На цій благородній ниві він продовжує трудитисяі в наші дні: багато ліків, присипки і мазі, що застосовуються якантисептичні та загоюють засоби при лікуванні шкірних і шлунково-кишковихзахворювань, опіків, ран, містять в тому чи іншому вигляді вісмут. Не випадковофармацевтична промисловість - один з основних споживачів цього металу.
У техніці ж вісмут здавна відомий своїмилегкоплавкими сплавами. Ось що написано в одній з книг, виданих понад стороків тому: "У сплавах вісмут вживається тільки тому, що віннадає їм легкоплавкость. Тому цим металом користуються оловянщікі іорганщікі, коли їм треба мати особливо легкоплавкий препарат. Оловолітчікітакож додають трохи вісмуту для полегшення розплавлення металу, ніж,звичайно, не покращують свого товару, тому що вісмут робить все сплавиламкими ".
Сегодня "словолітчікі", правда, вже незастосовують вісмут як компонент типографського сплаву, але в іншихобластях різні сплави вісмуту (і серед них вже знайомий вам сплав Вуда)знаходять чимало роботи. Пожежники, наприклад, можуть спати спокійно, якщовогненебезпечні об'єкти обладнані автоматичними вогнегасниками з плавкимизапобіжниками із сплаву вісмуту з іншими металами. Варто температурі вприміщенні перевищити певний рівень, зволікання з цього сплавурозплавляється, спрацьовує реле і різкий дзвінок попереджає про небезпекунебезпеки. Є й такі пристрої, які не лише сигналізують про пожежу,але й самі, не чекаючи допомоги з боку, виливають на полум'я потоки води, априбулим пожежникам залишається лише констатувати, що вогонь ліквідовано, ізнову привести пристрій у стан "бойової готовності".
Сплав вісмуту зі свинцем і ртуттю плавиться...
