Чешские инженеры разработали оригинальное оборудование для непрерывного удаления окалины с поверхности стальных полос и проволоки. Пройдя термическую и химическую обработку, металл поступает в распоряжение ультразвука, который не только ускоряет удаление окалины, но и ухитряется извлечь ее из мельчайших поверхностных пор.
Новый метод позволяет заметно повысить качество нержавеющей проволоки, полос трансформаторной стали, лент из различных легированных сталей и сплавов. В пять раз возрастает технологическая скорость движения ленты или проволоки на всех узлах оборудования.
Если массивная отливка, весящая несколько десятков тонн, оказалась бракованной, то хлопот с ней не оберешься: такого "мастодонта" надо вывезти из цеха ("нелегкая это работа — из болота тащить бегемота!"), разрезать на части (что, пожалуй, еще сложней), а затем снова подать к печам.
Польские специалисты запатентовали новый метод дробления крупных отливок прямо на месте изготовления с помощью взрыва, точнее серии направленных взрывов малых порций взрывчатых веществ.
Если бы в литейном производстве, как в спорте, регистрировались мировые рекорды, то к их числу несомненно следовало бы отнести недавний успех французских специалистов. Методом вертикального центрифугирования им удалось отлить огромную деталь из нержавеющей стали — массой 15 тонн и диаметром более 4 метров.
Вот уже много тысячелетий ржавчина считается злейшим врагом железа. А нельзя ли зло обратить в добро? Таким вопросом задались ученые Индийского научно-исследовательского электрохимического института.
Им удалось создать любопытную технологию превращения слоя ржавчины в… защитное покрытие. Для этого на стальное изделие, покрытое густым налетом ржавчины, наносят специальный состав, благодаря которому слой окислов становится прочным "панцирем" черного цвета. Затем на него наносят краску, которая, кстати, держится на этом защитном слое надежнее, чем непосредственно на металлической поверхности. Теперь изделию коррозия не страшна.
Многие металлические предметы, найденные археологами при раскопках или поднятые с морского дна, имеют, к сожалению, плохой "товарный вид": за долгие столетия ржавчина оставляет на них неизгладимые следы своей коварной деятельности.
Группа физиков из Портсмута (Великобритания) разработала надежный способ реставрации древних железных предметов. Новинку опробовали на чугунной пушке, которая была поднята с английского фрегата "Мэри Роуз", затонувшего в 1545 году. Обросшую толстым слоем ржавчины пушку поместили в специальную камеру, наполненную водородом с небольшой примесью кислорода.
В Харьковском специальном конструкторском бюро в середине ХХ века создана видеоустановка, позволяющая следить за ходом плавки чугуна или стали и при необходимости тут же вносить в технологический процесс соответствующие коррективы.
От своих предшественников новая установка отличается тем, что она обладает не только "зрением", но и "памятью". Благодаря этому оператор при помощи клавишей может задать специальному электронному устройству тот или иной вопрос, касающийся технологии плавки, и устройство, "покопавшись в памяти", оперативно даст нужный ответ.
Краска, используемая в США для изготовления бумажных денег, всегда содержит окислы железа. На этом основан принцип действия созданных несколько лет назад американскими конструкторами валидаторов — портативных приборов, позволяющих быстро определить подлинность банкноты, не отправляя ее на длительную экспертизу. Если провести датчиком валидатора по настоящей банкноте, то на нем замигает сигнальная лампа; если же деньги фальшивые, то прибор не удостаивает их подобной "иллюминацией".
Каждый, кто пользовался наждачной бумагой, знает, что она быстро теряет свои деловые качества: становится хрупкой, "лысеет", "засаливается". Шведские инженеры фирмы "Сандвик" предложили вместо наждачной бумаги применять тонкую фольгу из нержавеющей стали.
Роль зерен корунда при этом играют острые выступы, которые образуются на фольге в результате специальной электрохимической обработки. Фольгу можно наклеить на поверхность любой формы, благодаря чему получается инструмент, удобный для выполнения самых разнообразных работ по металлу или дереву.
Многие технологические процессы техники основаны на вибрационных колебаниях, помогающих бурить нефтяные скважины, обрабатывать металлические изделия и заготовки, транспортировать сыпучие материалы. Но вот беда: некоторым деталям вибрационного оборудования, работающим в особенно тяжелых условиях, сильная тряска довольно быстро "надоедает", они разрушаются и поэтому требуют частой замены.
Охвативший многие страны энергетический кризис, вызванный ростом цен на нефть, вынуждает ученых заниматься поисками дешевых источников энергии. Кое-какие результаты эти поиски уже принесли.
Так, специалисты бразильской металлургической компании "Косипа" разработали любопытный проект, благодаря которому на сталеплавильный комбинат в Сан-Паулу ежегодно будет поступать до 12 миллиардов кубических метров газа с… мусорной свалки, точнее, с завода, который намечено соорудить рядом с ней специально для переработки городских отходов. Проблем с сырьем для этого завода не предвидится: чего-чего, а мусора везде хватает.
В 60-е годы ХХ века венгерские инженеры разработали оригинальный карандаш, которым можно писать и рисовать не на бумаге, а на изделиях из стали, стекла, керамики или пластмассы. "Главное действующее лицо" этого вибрационного карандаша — игла из твердого сплава.
Регулируя ход такого "грифеля", можно изменять глубину линии, наносимой на поверхность материала. Устройство питается энергией от бытовой электросети.
Рубашки из синтетических материалов давно уже не в моде. А вот известная американская фирма "Смит энд Вессон" предложила одевать в нейлоновые "сорочки" свинцовые пули для тренировочных стрельб.
При использовании обычных пуль воздух в тире отравляется свинцовыми парами, которые представляют опасность для здоровья людей, вынужденных длительное время проводить в помещении для стрельбы. Нейлоновая оболочка позволяет снизить содержание частиц свинца в воздухе на 60 %.
В середине ХХ века в английских магазинах появилась новинка — зеркала, поверхность которых изготовлена из тонкой, но прочной, гладкой и прозрачной полиэфирной пленки, покрытой с одной стороны слоем осажденного в вакууме алюминия. Пленку натягивают на легкую рамку — и зеркало готово.
Специалисты французской фирмы "Шом" разработали новую ткань "триболит". Ее основа — полиэтилен и волокна полиэфира, на которые напылен тончайший слой алюминия, образующий на внутренней стороне ткани своеобразное "зеркало".
Благодаря алюминию излучаемая телом человека теплота отражается от ткани и аккумулируется под одеждой. Поэтому в куртках из триболита тепло даже в холодную погоду.
В какой только роли не приходится выступать космонавтам во время их пребывания в космических командировках! Они и биологи, и кинооператоры, и медики, и сварщики — да разве перечислишь все их небесные специальности! Одной же из наиболее "массовых" профессий космонавтов можно с полным основанием считать геологию. В самом деле, с заоблачных высот наша планета видна как на ладони, причем взорам небесных геологов открываются одновременно огромные территории земной поверхности.
Ученые Дальневосточного филиала Всесоюзного научно-исследовательского института минерального сырья еще в середине ХХ века создали палеовулканологическую карту Дальнего Востока. Что же это за необычная карта?
Оказывается, миллионы лет назад в этих краях действовало примерно две тысячи вулканов. Постепенно природные "топки" прекращали свою в буквальном смысле бурную деятельность и сегодня от некогда грозных вершин остались лишь воспоминания: некоторые из вулканов сравнялись с поверхностью земли, другие вовсе ушли "в подполье" (любопытно, что на одном из таких "подпольных" вулканов стоит Хабаровск).
О том, что деревья шелестят листьями, знают все от мала до велика. Этот волшебный шорох, издаваемый листвой, не только воспет поэтами, но и, должно быть, уже досконально исследован лесоведами. А вот о другом явлении, также связанном с листьями, стало известно лишь совсем недавно.
Ученые Колумбийского университета и Национального научного фонда США в результате проведенных исследований обнаружили, что, измеряя световые лучи, испускаемые листвой, можно вести разведку притаившихся в почве полезных ископаемых.
Во Франции создано нехитрое приспособление, позволяющее измерять силу взрыва. Это бывает необходимо, например, когда требуется проверить партию взрывчатого вещества после длительного хранения. Ведь прежде чем произвести на шахте или в карьере рабочий взрыв, его надо рассчитать, а для этого должна быть точно известна сила взрывчатки.
Мощные постоянные магниты изготовляют обычно из сплавов на основе кобальта — металла, довольно дефицитного. Японская фирма "Мацусита" разработала новый магнитный сплав, главные компоненты которого — марганец, алюминий и углерод. Магниты из этого материала примерно на 30% сильнее кобальтовых. К достоинствам сплава относится и возможность обрабатывать его на токарном станке.
Польские ученые разработали уникальный сплав, который в зависимости от напряжения электрического тока может проявлять либо магнитные, либо полупроводниковые свойства. Благодаря такому "двуличию" сплав, состоящий из кадмия, марганца, теллура и других элементов, найдет разнообразное применение во многих электронных устройствах и приборах.
Усилия средневековых алхимиков были направлены на то, чтобы без особого труда превращать различные недефицитные материалы в золото. И хотя поиски алхимиков в этом направлении зашли в тупик, наука продолжала искать пути получения одних элементов из других.
Современным ученым, как известно, такая задача вполне по плечу. Но велико было бы удивление алхимиков, если бы они узнали, чем занимаются их непутевые потомки: оказывается, например, вместо того чтобы денно и нощно, не покладая рук, добывать золото из других веществ, они безрассудно обстреливают этот благородный металл какими-то частицами, стремясь превратить его во франций — металл, которого практически нет в природе.
Уставший человек может прекратить работу и отдохнуть. Ну, а если "устал" металл, находящийся под нагрузкой? Как узнать об этом, чтобы вовремя заменить "уставшую" деталь? Ведь металл молчит.
Молчит ли? Оказывается, нет. Ученые Всесоюзного научно-исследовательского института методов и средств неразрушающего контроля создали ультразвуковую установку, которая позволяет определять дефекты, появляющиеся в металле в процессе работы, по так называемым деформационным шумам.
Кто из нас не любовался радужными переливами на поверхности мыльных пузырей? Но, вероятно, мало кто при этом задумывался, чем же объясняется такая игра света на тонкой прозрачной пленке. А вот ученые из ФРГ заинтересовались этим явлением и нашли ему любопытное практическое применение. Радуга на мыльной пленке вызывается интерференцией световых лучей.
В первой половине ХХ века назад появились первые микроволновые генераторы — мазеры, вскоре были созданы оптические генераторы — лазеры, а затем инфракрасные — иразеры. Совсем недавно австралийские физики разработали гамма-лучевой генератор — гразер.
Главное действующее лицо в нем — изотоп кобальта 6 °Co, помещенный в криостат, где поддерживается температура, близкая к абсолютному нулю. Подвергнутый действию радиоизлучения и сильного магнитного поля, изотоп 6 °Cо испускает радиоактивное излучение только в одном направлении, причем длина волны этого излучения в миллион раз меньше длины световых волн.
После того как в 1911 году было открыто явление сверхпроводимости, круг сверхпроводников непрерывно расширялся. Свою готовность "беспрекословно" проводить при очень низкой температуре электрический ток уже продемонстрировали почти все металлы и сплавы, ряд полупроводников и даже некоторые полимеры. И только щелочные металлы до последнего времени упорно продолжали "чинить препятствия" току даже вблизи абсолютного нуля. Это обстоятельство шло вразрез с общепризнанной теорией сверхпроводимости, согласно которой щелочные металлы не имели никаких привилегий перед своими собратьями по таблице элементов.
Техника позволяет ученым не только заглянуть в самые "недра" металлов и других материалов, но и получить "на память" соответствующие фотоснимки. Так, специалисты Кембриджского университета (Великобритания), применив электронный микроскоп с высокой разрешающей способностью, сумели сфотографировать структуру ряда аморфных веществ и кристаллов.
Как известно, природный лютеций состоит из двух изотопов — стабильного 175 Lu (около 97,5 %) и бета-активного 176 Lu с периодом полураспада 20 миллиардов лет. Искусственным путем было получено еще несколько радиоактивных изотопов этого редкоземельного элемента с периодами полураспада от 22 минут до 500 дней.
В 60-е годы ХХ века самым "молодым" из них считался изотоп 166 Lu, "найденный" в 1968 году учеными Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Затем там же в результате бомбардировки высокоэнергичными протонами мишеней из вольфрама и тантала на свет появилось еще четыре изотопа лютеция с массовыми числами 158, 160, 161 и 163. Периоды полураспада "новорожденных" измеряются десятками секунд.
Исследуя с помощью электронного микроскопа мельчайшие частицы индия, канадские физики обнаружили, что, когда размер частиц этого металла становится меньше некоторой величины, температура плавления его резко понижается.
Так, если размер частиц не превышает 30 ангстрем, то они плавятся при температуре чуть выше 40 °C, в то время как обычно это происходит при 156 °C.
Много лет назад физики Билефельдского университета (ФРГ) выполнили интересный эксперимент, который длился всего десятую долю секунды, хотя подготовка к нему заняла два года.
На специально созданной установке ученые подвергли атомы цезия бомбардировке сфокусированным импульсом мощного лазера. В ответ на столь "грубое вмешательство" орбиты электронов растянулись и атом пришел в состояние высшего возбуждения. Он "располнел" в десятки тысяч раз и на мгновение стал величиной с бактерию.
Прогресс современной науки о металлах немыслим без проникновения в самые недра материи. Несколько лет назад А. Креве, профессору физики Чикагского университета имени Энрико Ферми, удалось сфотографировать отдельные атомы урана и тория. Продолжая исследования, ученый довел технику своих экспериментов до необычайно высокого уровня и сумел с помощью электронного микроскопа снять фильм о движении этих атомов. Любопытно, что "герои" фильма перемещаются не непрерывно и равномерно, а прыгают, словно кузнечики, с одного места на другое.
Цветной фильм, созданный в США, не дал огромных кассовых сборов, однако для определенного круга людей он представил несомненный интерес. Речь идет о фильме, снятом физиками Чикагского университета. Главные действующие лица этого "боевика" — атомы урана, платины, серебра, золота и других металлов.
Уникальные съемки стали возможными благодаря изобретению, позволившему соединить электронный микроскоп с кинокамерой. Движение атомов сначала было зафиксировано на черно-белой пленке, а затем и на цветной. Оказалось, что одни атомы снуют взад-вперед, другие описывают широкие круги, а третьи предпочитают "гулять" парами.
Чтобы выполнить всестороннее исследование свойств нового сплава, металловедам приходится провести десятки испытаний на различных приборах, снять сотни показаний, обработать и проанализировать их, проделать порой сложные расчеты. Кроме того, для подобного исследования надо иметь немалое количество "подопытного" сплава, а ведь он может быть дорогим или дефицитным. Короче говоря, требуется много времени, много приборов, много испытуемых образцов.
Английские ученые разработали оригинальный способ соединения мелких деталей при помощи… металлического "клея". Для этого детали, которые нужно "склеить", вставляют в специальную оправу, а ее, в свою очередь, — в устройство, напоминающее машину для литья под давлением.
Сотни блестящих инженерных идей знаменитого Эдисона были претворены в жизнь. Но даже среди его нереализованных проектов немало таких, которые и сейчас поражают своей технической смелостью.
В начале 90-х годов 19 века века изобретатель предложил создать грандиозный исследовательский магнит для регистрации электромагнитных процессов, происходящих на Солнце. Для этого он намеревался использовать отвесную скалу, находившуюся вблизи города Огдена (США, штат Нью-Джерси). Дело в том, что эта скала массой не менее 100 миллионов тонн состояла из магнитного железняка. Если ее обмотать "как следует" проволокой, то она будет играть роль сердечника гигантского электромагнита, характеризующегося огромной индуктивностью. Такой "макси-прибор" достаточно чутко реагировал бы на изменения магнитного состояния Солнца.
Одно из интересных направлений развития гидрометаллургии — совершенствование микробиологических способов получения различных цветных металлов. Как известно, микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ в природе. Установлено, что именно микробы "виновны" в образовании ряда рудных ископаемых. Еще академик В. И. Вернадский придавал большое значение идеям геомикробиологии. Сегодня они находят уже практическое применение.