Какой металл тает в руках

Обновлено: 16.05.2024

Человечеству уже известно немало веществ, обладающих довольно интересными свойствами. Среди них значатся и металлы, среди которых несомненно выделяется один. Он буквально тает в руках. В общем, обо всём по порядку.

Предсказанный элемент

Когда Дмитрий Менделеев сформулировал свой периодических закон и составил периодическую же таблицу, многие металлы были науке ещё не известны.

Это, впрочем, не помешало химику выстроить свою периодическую систему, оставив пустые клетки для ещё не открытых элементов. Эти "белые пятна" вскорости были заполнены. Об одном из таких предсказанных Менделеевым элементов и пойдёт сегодня речь.

Знакомьтесь: галлий, 31 номер в таблице. Третья группа, легкоплавкий металл, близкий по свойствам к алюминию и кремнию. Менделеев не только достаточно подробно описал свойства этого металла, но и практически со стопроцентной точностью указал его атомный вес.

Открытие и происхождение названия

Галлий был открыт и выделен в виде просто вещества французским химиком Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном. Произошло это в 1875 году, года учёный исследовал образцы цинковой обманки, привезённые из Пиренеев. Исследования проводились методом спектроскопии и учёный заметил в спектре руды фиолетовую линию, свидетельствующую о присутствии в минерале неизвестного элемента.

Выделение элемента в чистом виде потребовало немало труда, так как содержание его в руде было меньше 0,1%. В конце концов, Лекоку де Буабодрану удалось получить менее 0,1 грамма чистого вещества и исследовать его. Обнаруженный французом элемент по свойствам оказался во многом сходен с цинком.

На очередном заседании Парижской академии наук, состоявшемся 20 сентября 1875 года, было зачитано письмо Лекока де Буабодрана, в котором сообщалось об открытии нового элемента и изучении его свойств. Также химик сообщал, что назвал новооткрытый элемент в честь Франции, по её латинскому названию — Галлия (Gallia).

Когда Менделеев прочёл опубликованный доклад, посвящённый этому открытию, он отметил, что описание свойств нового элемента почти в точности совпадает с описанием предсказанного им ранее экаалюминия. Менделеев не замедлил сообщить об этом Лекоку де Буабодрану, указав, что плотность нового металла определена неверно и должна быть 5,9-6,0 , а не 4,7 г/см3. Тщательная проверка показала правоту Менделеева.

Добыча галлия

В природе галлий крупных месторождений не образует. В некоторых минералах галлий содержится в относительно больших (для этого металла): гранат, сфалерит, турмалин, берилл, полевые шпаты, нефелин.

Самый богатый источник галлия - минерал германит, руда, состоящая из сульфида меди, которая может содержать 0,5-0,7% галлия. Кроме этого, галлий получают при переработке боксита и нефелина. Также этот металл можно получить с помощью переработки полиметаллических руд, угля.

Загрязнённый галлий промывают водой, после этого фильтруют через пористые пластины и нагревают в вакууме для того, чтобы удалить летучие примеси. Для получения галлия высокой чистоты используют химический (реакции между солями), электрохимический (электролиз растворов) и физический (разложение) методы.

Месторождения, на которых ведётся добыча галлия, находятся, главным образом в Юго-Западной Африке, а также в России и в некоторых из стран СНГ.

Свойства галлия

Галлий – мягкий пластичный металл серебристого цвета. При низких температурах находится в твердом состоянии, но плавится уже при температуре, ненамного превышающей комнатную (29,8°C).

Вообще широкий температурный интервал существования жидкого состояния этого металла (от 30 и до 2230 °C) является одной из особенностей галлия. Химические свойства галлия близки к свойствам алюминия. В связи с легкоплавкостью, перевозка галлия осуществляется в полиэтиленовых пакетах.

До появления полупроводников, галлий использовался для создания легкоплавких сплавов. Сегодня же галлий используется, главным образом, в микроэлектронике в составе полупроводников. Нитрид галлия используется в создании полупроводниковых лазеров и светодиодов синего и ультрафиолетового диапазона.

Галлий — превосходный смазочный материал. На основе галлия и никеля, галлия и скандия созданы очень важные в практическом плане металлические клеи. Металлическим галлием также заполняют кварцевые термометры для измерения высоких температур, заменяя этим металлом ртуть. Это связано с тем, что галлий имеет значительно более высокую температуру кипения по сравнению с ртутью.

Галлий - один из самых дорогих металлов. Так в 2005 году на мировом рынке тонна галлия стоила 1,2 млн долларов США. В связи с его высокой стоимостью и с большой потребностью в этом металле, очень важно наладить его полное извлечение при алюминиевом производстве и переработке каменных углей на жидкое топливо.

12 физ. и хим. характеристик металла, что плавится в руках

Металл который плавится в руке: понятие легкоплавкости + характеристика галлия + разбор термодинамических свойств химического элемента + физические/химические свойства металла + его область применения.

Многие из нас видели в интернете фото металла, который плавится в руке. Единственный химический элемент в природе, который может безопасно для здоровья человека, провернуть подобный трюк – галлий.

В сегодняшней статье мы разберем отличительные свойства группы легкоплавких металлов + предоставим характеристику элемента, тающего в руках его владельца.

Понятие легкоплавких металлов/сплавов

Легкоплавкость – понятие растяжимое, особенно это актуально для промышленности. В химии легкоплавкими считаются элементы группы металлов + их сплавы, температура плавления которых ниже порога в 1000 градусов Цельсия.

Если температура плавления металла превышает 1 500 градусов Цельсия – его принято выделять в группу тугоплавких. Диаграмма выше четко дает понять, куда какой металл следует относить.

Обратите внимание: минимальная температура плавления у ртути — 39 градусов. Именно благодаря такому физическому свойству, мы можем наблюдать химический элемент в постоянно жидком состоянии.

Теперь пройдемся по легкоплавким сплавам. В своем большинстве – это сплавы эвтектического типа, пиковая температура плавления которых не превышает 232 градусов по Цельсию. В основе производства легкоплавких сплавов лежат легкоплавкие металлы – олово, висмут, таллий, галлий и другие.

Ученым удалось добиться -78 градусов в качестве минимальной температуры плавления для советского сплава, который состоит на 12% из натрия, 47% калия и 41% цезия. Недостаток сплава — реакция с водой. Ближайший конкурент – амальгама. Токсичный сплав из ртути с таллием, сохраняющий жидкое состояние до температуры -61 градус по Цельсию.

Область применения легкоплавких металлов/сплавов:

энергетическая промышленность и машиностроение. Основное направление – создание тепловых носителей с жидкометаллического типа;
литьевая промышленность;
как основа для датчиков температуры, что актуально в системах пожарной безопасности;
как основа для разработки термометров;
как ремонтный материал в вакуумных технологиях;
припои, предохранители и прочие мелочи в микроэлектронике;
медицинское направление. То же протезирование;
как металлическая смазка.

Низкая температура плавления является базовых свойством, которое требуется от легкоплавких металлов и сплавов. Вторичные параметры, которые берутся во внимание в различных областях использования – плотность, прочность на разрыв и инертность в химическом плане.

Галлий: металл, который плавится в руках

Поистине, занимательный химический элемент, который имеется в любом школьном кабинете химии. Благодаря демонстрационной наглядности, галлий считается лучшим вариантом донесения до умов учащихся тепловых свойств химических элементов.

Gallium (Ga) – металл, который плавится в руках при достижении температуры в 29.8 градуса по Цельсию . Учитывая стандартные 36.6 в организме человека, чтобы получить желаемый эффект, достаточно кусочек галлия положить на ладошку и наблюдать как тот медленно по ней растекается в разные стороны.

1) Общая информация по элементу

В периодической системе химических элементов галлий находится на 31 позиции. Его латинское обозначение – «Ga». Металл принадлежит к группе легких металлов, куда также входит алюминий, индий, олово, таллий, свинец и висмут.

Внешне, галлий представляет собой мягкий или хрупкий металл (в зависимости от температуры), имеющий белый + серебристый оттенки. Иногда можно заметить синеватые отблески на поверхности чистого вещества.

Великий Менделеев заранее знал о данном химическом элементе. Впервые он просчитал некоторые свойства галлия еще в 1871 году. Изначальное название, присвоенное химиком, звучало как «экаалюминий».

К предугаданным свойствам галлия Менделеевым относились:

оксидный тип;
варианты связи с хлором;
медленная растворимость при соприкасании с щелочами/кислотами;
галлий не будет реагировать с кислородом;
возможность легкоплавкого металла образовывать основные соли;
химический элемент будет открыт при использовании спектроскопии.

Непосредственное выделение металла в чистом виде пришлось на француза Буабодраном. Открытие приходится на 1875 год. Из-за малого долевого содержания галлия в руде (менее 0.2%), пришлось потратить пару месяцев на получение минимального запаса чистого вещества для полноценного исследования его физических/химических свойств.

Физика галлия	Химия галлия
Наличие нескольких модификаций полиморфного типа.	Низкая химическая активность замедляет протекание химических реакций металла в твердом состоянии.
При нормальных условиях кристаллическая решетка имеет орторомбическую структуру. При повышении давления наблюдается образование 2 структур полиморфного типа с кубической и тетрагональной решетками.	На воздухе галлий покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от дальнейших реакций окисления.
Плотность галлия – 5.9 грамма на сантиметр кубический, а в жидком состоянии плотность увеличивается до 6.1 грамма на сантиметр кубический.	В контакте с горячей водой, он вытесняет из нее водород, в результате чего образуется гидроксид галлия.
Сопротивление электричеству у галлия в твердом и жидком состояниях одинаковы и равны 0.5 на 10-8 Ом*см при температурном режиме в 0 градусов по Цельсию.	Вступает в реакцию с паром (выше 340 градусов) и образует метагаллиевую кислоту.
Вязкость галлия колеблется в зависимости от температурного режима. При температуре в 100 градусов – 1.6 сантипуаз, а при 1000 градусов С – 0.6 сантипуаз.	Может взаимодействовать с кислотами минерального типа – происходит выделение Н и образование солевых веществ.
Поверхностное натяжение составляет 0.74 ньютона на метр, а отражательный коэффициент от 71% до 76% при разной длине волн.	Галлий инертен по отношению к водороду, азоту, углероду и кремнию.

В земной коре металл, который плавится в руках, встречается довольно часто. На 1 тонну земли приходится 19 грамм чистого вещества. В химическом аспекте, галлий – элемент рассеянного типа, располагающий двойной природой по геохимии. Хотя кларки вещества и большие, из-за его сильной склонности к изоморфизму, больших скоплений чистого галлия в природе не найти.

К основным минералам, где сравнительно высокое содержание галлия в чистом виде относят сфалерит (до 0.1%), биотит (до 0.1%) и натролит (до 0.1%). В остальных 10+ минералах, которые также применяются для добычи галлия, долевое содержание чистого вещества менее 0.1%. В морской воде галлий также присутствует, но его содержание крайне мало – всего 30 на 10-6 миллиграммов на литр жидкости.

2) Почему галлий – это металл, который плавится в руке?

Обратимся к тепловым свойствам металла, и полностью разберем их при различных уровнях, хотя ответ на вопрос очевиден уже из базового понятия, температуры плавления, которая приравнивается к 29 градусам по Цельсию.

Термодинамические свойства чистого галлия:

металл переходит из твердого в жидкое состояние при достижении температуры в 29.8 С или 302 градуса Кельвина;
металл закипает при достижении температуры в 2 448 градусов Кельвина;
удельная теплота плавления чистого галлия составляет 5600 Джоулей на моль;
удельная теплота по испарению составляет 270 000 джоулей на моль;
молярная теплоемкость составляет 26 джоулей, деленных на Кельвины, перемноженные на моли.

Главными поставщиками галлия на мировой рынок являются государства из Юго-Запада Африки, Российская Федерация и большинство стран СНГ. Галлий – металл, который не только плавится в руке, но и вещество, способное менять плотность при смене температурного режима на основании данного свойства можно провести интересный опыт.

Эксперимент: переводим галлий в жидкое состояние, а далее загоняем его в маленький стеклянный пузырек. По мере охлаждения емкости, металл станет постепенно превращаться в твердую субстанцию. Постепенно образующиеся кристаллы начнут расширяться, за счет чего колба рано или поздно треснет.

Во избежание повреждений со стороны зрителей, демонстрация должна проходить в изолированном пространстве с защитной перегородкой. Если слишком резко переохладить колбу, осколки могут разлететься в разные стороны в радиусе нескольких десятков метров.

Обзор свойств и характеристик плавящегося в руке металла, галлия:

3) Получение галлия + области применения металла в промышленности/быту

В основе добычи чистого вещества лежит галлит – редкий минерал, который является смесью галлия и сульфида меди. Наиболее часто он встречается в совокупности с такими минералами как сфалерит и германит. Странный факт, но в залежах каменных углей иногда реально найти галлит в размере 1.5% от всего объема добычи, что делает такие месторождения крайне важными стратегическими запасами для промышленного производства галлия.

Основные методы получения металлического галлия – это переработка боксита, нефелина и некоторые типы полиметаллических руд/угля.

Алгоритм извлечения галлия из руд:

Электролиз с участием щелочных жидкостей, которые в свою очередь являются промежуточным продуктом с переработки бокситов в глинозем технического применения.
Получение концентрированных растворов по методу спекания или через процесс Байера. В первом случае получаем до 70 миллиграмм на литр, а во втором до 160 миллиграмм на литр концентрата.
Дальнейшая очистка галлия путем карбонизации.
Обогащенный осадок отправляют в емкость с известью, вследствие чего получаем раствор.
При помощи электролиза раствора получаем черновой вариант металла.
Черновой галлий прогоняют через водяной напор.
Смесь фильтруют при помощи пористых пластинок и греют в вакууме, из-за чего из чернового металла удаляются примеси летучего типа.
В зависимости от степени чистоты конечного продукта, используют химический, электрохимический, либо физический методы разложения.

Эталонный вариант чистки может предоставить галлий с чистотой в 99.9%. В данном случае используется метод электрохимического рафинирования и восстановление с помощью очищенного водорода.

В промышленном плане у галлия нет широкого распространения. Металл сравнительно дорогой для металлургии + его физические/химические свойства редко где могут пригодиться для массового использования.

Где применяется галлий:

в соединениях с натрием металл применяют при создании лазеров полупроводникового типа с ультрафиолетовым и синим диапазонами;
как присадка к германию/кремнию;
как отражающий элемент для зеркал среднего качества. В чистом виде материал способен отражать порядка 89% света. Достоинства подобных изделий обусловливаются способностью металл к пропуску ультрафиолетовых лучей;
как компонент в смазочных материалах. Клеи с добавкой жидкого галлия весьма популярны и сегодня;
как замена ртути в кварцевых термометрах;
оксид галлия – это стратегически важный объект в производстве лазерных материалов.

Иногда галлий применяют как компонент для светящихся красок, а соли на основе металла являются катализаторами в аналитической химии, медицине и органическом синтезе. Чтобы купить 1 килограмма металла, который плавится в руках, потребуется выложить от 250 до 400 американских долларов в зависимости от степени чистоты химического элемента.

Что такое легирование

Все слышали про нержавеющую сталь? Да, из неё делают столовые приборы и не только. А как эту нержавейку делают? Есть специальная технология с интересным названием, о которой и пойдёт речь дальше.

Легирование - это добавление в состав некоторых материалов примесей, с целью улучшить физические и/или химические свойства основного материала. Главной областью применения легирования является металлургия, однако его применяют и при изготовлении полупроводников, а также некоторых видов стекла и керамики, но обо всём по порядку.

История легирования

Кто именно был первооткрывателем этого процесса, установить сложно. Интересно, что прежде чем самостоятельно добавлять в сталь легирующие элементы, человечество познакомилось с так называемыми природнолегированными сталями.

Откуда они взялись? Всё просто - упали с неба, в самом прямом смысле. Имеется в виду метеоритное железо, которое применялось ещё до начала железного века. Метеоритное железо содержит до 8,5% никеля - одного из активно применяемых сегодня легирующих элементов.

Ещё одна легендарная легированная сталь - булатная сталь и знаменитая дамасская сталь как одна из разновидностей булата. В них одним из основных легирующих элементов выступает углерод.

Если говорить об оружейной стали, то стоит упомянуть и творения японских оружейников: повышенная твёрдость и вязкость изготовленных ими мечей в сочетании с возможностью обеспечить остроту кромки, вероятно, объясняются наличием в стали молибдена.

С активным развитием химии, которое началось примерно в середине 19 века, начали постепенно формироваться взгляды о влиянии различных химических элементов на свойства стали.

Почему прежде технология не применялась целенаправленно? Всё дело в том, что сам процесс традицонного получения стали сложен и некоторые добавки в ходе него просто выгорали.

Целенаправленное легирование

Первым удачным опытом целенаправленного легирования считается изобретение Мюшеттом стали, в составе которой было 1,85% углерода, 9% вольфрама и 2,5% марганца.

Промышленное производство стали Мюшетта началось в 1871 году. Главным образом его легированная сталь шла на изготовление резцов для металлообрабатывающих станков. Кроме этого, эта сталь позднее стала прообразом современной линейки быстрорежущих сталей.

Что касается первой легированной стали массового производства и широкого спектра применения, то ею стала Сталь Гадфильда. Она характеризуется высокой износостойкостью при больших давлениях или ударных нагрузках и пластичностью.

Эту сталь открыл английский металлург Роберт Эббот Гадфильд в далёком 1882 году. Содержание углерода в Стали Гадфильда ниже по сравнению со сталью Мюшетта: 1,0 — 1,5%, тогда как марганца значительно больше - от 12 до 14%, а вольфрама и вовсе нет. Без особых изменений химического состава эту сталь изготавливают и в наши дни.

Сталь Гадфильда, технологию выплавки которой в СССР освоили к 1936 году, идёт на изготовление траков гусениц танков, тракторов, машин, щёки дробилок, рельсовые крестовины, стрелочные переводы, работающие в условиях ударных нагрузок и истирания, а также оконные решётки для мест лишения свободы.

Легирующие элементы

Чаще всего в качестве легирующих добавок при выплавке различных сталей используют следующие металлы:

Все эти металлы по-разному влияют на конечные свойства получаемого сплава. Кстати, легируют не только сталь, к примеру, небольшие добавки кадмия в медь увеличивают износостойкость проводов, а если добавить цинк в медь и бронзу — это повысит прочность, пластичность и коррозионную стойкость сплава.

Широко применяемые титановые сплавы также легируют: добавление молибдена более чем вдвое повышает температурный предел эксплуатации титанового сплава за счёт изменения кристаллической структуры металла.

Какой металл способен таять в руках. И это не ртуть

Каких только чудес не таит в себе наша планета. Кроме обычных металлов, которые отличаются прочностью и невероятной твердостью, в природе существует металл-антипод, пребывающий в жидком состоянии — это хорошо известная ртуть. Но далеко не все знают, что есть и другой химический элемент, который является настоящим рекордсменом по удивительным свойствам. И он также относится к металлам.

Если галлий соприкасается с поверхностью человеческого тела, например, лежит на ладони, он тут же начинает таять. Поэтому для поддержания его в твердом состоянии необходимо специальное устройство, которое будет сохранять окружающую температуру неизменной, ниже 36,6 градусов Цельсия.

Тайны уникального металла

В исходном виде галлий на поверхности или в недрах Земли не встречается, только в химических соединениях бокситов и цинковых руд. Интересно, что металл обладает крайне низкой температурой плавления — 29,8 градусов Цельсия. Так, если из уникального галлия изготовить настоящую чайную ложку и положить ее в чашку с чаем, причем далеко не теплым, то изделие растает и расплавится прямо на глазах. Пройдет всего лишь несколько секунд, как галлиевая ложка начнет растворяться. Загадка природы, да и только!

Галлий открыли еще в 1875-м году и начали применять при изготовлении различных сплавов, выгодно используя его чрезвычайно низкие показатели плавления. Известный по тем временам французский химик П. Э. Лекок де Буабодран рассматривал цинковую обманку и неожиданно разглядел в ее спектре пару фиолетовых линий. Они свидетельствовали о присутствии какого-то нового вещества. Чудо-металл ученый назвал в честь старинного наименования Франции, которую когда-то называли Галлией.

Чем полезен галлий

Но вот наступила эпоха полупроводников, и металл стал играть важную роль в такой отрасли, как микроэлектроника. Соединения галлия необходимы для процесса создания лазеров, которые относят к полупроводниковым. А также в изготовлении определенного рода светодиодов.

Еще одно почти магическое свойство поразительного по своей природе металла светлых серебристых оттенков — невероятно высокая температура, при которой галлий кипит. В данных показателях он оставляет ртуть далеко позади, поэтому способен заменить ее в специальных термометрах. Зафиксировать показатели максимально высоких температур можно только с применением галлия. Столь редкий экземпляр в мире химических элементов и добыть непросто, и стоимость его запредельна: за одну тонну галлия придется заплатить миллион долларов и даже больше. Ценник загадочного металла никак не уменьшается, а возрастает год от года.

Внимание, опасное вещество!

Для человеческого организма серебристое вещество является токсичным. Если галлий долгое время соприкасается с кожей тела, то действует, как ядовитый элемент, вызывая смертельно опасное отравление. Сначала человек на какое-то время резко приходит в возбужденное состояние. Потом наступает апатия, сопровождающаяся потерей равновесия и нормальной координации. Перестают работать все рефлексы, нарушается дыхание, наступает паралич ног. Отравленный галлием человек доходит до тяжелого состояния комы с последующим летальным исходом.

Какова история железа? Время железных криц и первой стали

В начале истории железа были железные самородки. Оружие из них получалось намного более прочное, чем бронзовое. Человек с железным мечом мог перерубить бронзовое оружие (а потом и зарубить его владельца). Но вот цена…

А потом люди обнаружили, что из некоторых руд, смешав их с углем и предприняв некоторые хитрости, можно получить железо, из которого можно было выковать прочные железные мечи. А имея хорошее оружие, можно было завоевать соседей и стать очень богатыми.

Первым народом, которому удалось открыть способ получения руды, а затем из этой руды — железа, были хетты. Они засекретили способ получения железа, понаделали себе оружия и создали свою державу. Их оружие было знаменито у соседей — даже фараон Тутанхамон не удержался и приобрел у них кинжал из железа (правда, это произошло раньше — еще в эпоху самородного метеоритного железа).

Увы, секретность удержать не удалось. И способ производства руды, и способ производства железа стали доступны соседям. Государство Хеттов пало, а технология стала распространяться в мире.

Секрет получения железа — в том, что для этого необходима очень высокая температура, более 1000 градусов, недостижимая на открытом огне. Для получения из руды железа смесь руды и угля помещали в печь, а после розжига начинали мехами нагонять в нижнюю часть печи воздух. От этого горение усиливалось, температура повышалась, в руде начинался процесс восстановления железа из окиси, а после выгорания угля на дне печи образовывалась крица железа, комок «почти железа», пористая масса из железа, шлаков и остатков угля.

Эту крицу немедленно проковывали, пока она еще очень горячая. Механическим воздействием от железа отделяли шлак и уголь. Так получалась заготовка для будущих мечей, топоров, броней, железного инструмента.

В этом процессе очень многое зависело от умения кузнеца, от его мастерства и знаний, в каких пропорциях смешивать именно эту руду и уголь, сколько времени вести плавку и когда ее заканчивать, знать течение процесса, не имея возможности заглянуть внутрь.

Дело в том, что по содержанию углерода в железе различают:

1. Собственно железо, когда в нем углерода менее 0.3%, этот сплав относительно мягок, пластичен и тугоплавок (очень хороший материал для гвоздей).

2. Когда в сплаве от 0.3% до 2.1%, его называют сталью, она пластична и тверда. Сталь можно закалить, сделав очень твердой и немного более хрупкой.

3. Когда углерода слишком много, выходит чугун. Его в старое время называли «свиным железом», т.к. он был хрупок и не годился для последующей кузнечной обработки, удар молота его бы просто раздробил, посему на долгое время чугун считался браком в работе кузнеца.

Вначале сыродутные печи были одноразовые, их ломали, чтобы вынуть крицу. Потом в печи стали выламывать кусок в основании нижней ее части, чтобы вынуть крицу, а саму печь после охлаждения через отверстие снова заполняли смесью руды и угля, отверстие заделывали — и печь снова была готова к работе.

А железо после этого раскаляли в горне и ковали из него нужные «хитрые изделия железа», как старик Гомер написал.

Опытным путем было установлено, что если железную заготовку, скажем, для меча, долго прокаливать в угле, то простое железо становится сталью, становится прочнее и поддается закалке. Стальной закаленный меч намного лучше даже просто железного меча. Процесс назвали цементацией железа.

Опять-таки опытным путем кузнецы узнали, что если сложить вместе несколько тонких полосок простого железа и стали, ковкой сварить их вместе, а потом прокованную полосу раскалить, проковать, чтобы стала уже — сложить вдвое, и снова проковать… И так много-много раз — в результате выходил булат. Сабля из булатной стали
Фото: Источник

Тот самый булат, который, не зная секрета, пытались повторить химическим путем, добавляя в железо то или иное вещество.

Прошла тысяча лет, а сыродутные печи изменились совсем чуть-чуть. Прошла еще тысяча лет, а изменения все не спешили появиться. Большой прогресс был сделан в ковке, а плавка железа изменилась очень мало. Казалось, люди довольны тем, что они имеют. Время шло, изменений не было.

Только в конце второго тысячелетия нашей эры в технологии плавления железа наметился серьезный прогресс. Накапливался он постепенно и незаметно.

Сначала домницы стали побольше и повыше, с более высокой трубой для более сильной тяги. Затем у них появились дверцы для того, чтобы, не разрушая печь, можно было вынуть крицу. Печи становились все больше, огонь все жарче, и все больше на выходе оказывалось вместо железа или стали — хрупкого чугуна. Чугун шел на ядра для пушек, на что-то еще, но людям нужна была сталь!

В конце концов, появилась технология переделки чугуна в сталь. В специальных устройствах через жидкий чугун прокачивали воздух. Чугун кипел, чугун горел — и в этом процессе из железа выгорал углерод, а чугун становился сталью. Царь-пушка в Кремле
Фото: Depositphotos

Как только появился способ переделать чугун в сталь, так выплавка железа стала производством чугуна. В огромных доменных печах шел непрерывный процесс плавки чугуна, в печь закидывали уголь и руду, внутри бушевало пламя, руда плавилась и становилась чугуном. Время от времени внизу открывали отверстие — и жидкий чугун вытекал в огромный ковш, ковш перевозили в конвертер, где через него начинали пропускать воздух. Через некоторое время полученную сталь сливали из печи, превращая ее в заготовки для дальнейшей обработки, а в домне уже был готов новый чугун для превращения в сталь.

Процесс стал непрерывным. Производство стали выросло во много раз. Но и потребление подешевевшей стали тоже возросло. Лишней стали в мире не появилось, все оказалось к месту.

Но и сталь, как оказалось, тоже можно сильно улучшить. Достаточно ее легировать…

Читайте также: