Из чего всё сделано? Рассказы о веществе
Шрифт:
Сегодня совсем другое дело. Огромные стеклянные витрины, размеры которых измеряются уже не сантиметрами, а метрами, — обычная примета любого современного города. Большие, идеально гладкие плоские стёкла делают по особой технологии, предложенной в 1959 году английскими технологами. Представьте себе огромную прямоугольную ванну, заполненную расплавленным металлом — оловом. Поверхность расплавленного металла идеально гладкая. Вот на неё-то и выливают расплавленную стекольную массу. Она легко и равномерно растекается по горячему металлу, образуя слой постоянной толщины. Так потихонечку и остывает в ванне вместе с оловом. А потом идеально гладкий лист стекла отправляют в работу — режут и упаковывают. Именно такие
Наверняка у вас была или даже есть простенькая детская игрушка под названием «Калейдоскоп». Я права? Не знаю, как вы, но я, честно говоря, и сейчас иногда в него смотрю. Всего лишь три зеркальные пластинки и несколько маленьких разноцветных стёклышек, которые свободно перемещаются по донышку трубки калейдоскопа, если её вращать. И вот уже нашему взору предстают самые разные, удивительные, яркие узоры, сложенные из цветных стёклышек.
Как стеклу придают цвет в объёме? Да с помощью тех же самых природных минералов и соединений, которые добавляют в стекольную смесь перед её плавлением. Чтобы получить зеленоватый и жёлтый цвета, добавляют соединения хрома, оранжевый — соединения серебра, синий — кобальта, бутылочный или изумрудно-зелёный — железа, голубой и синий — меди, а кроваво-красный — кадмия.
Самые обычные цветные стеклышки, если они спрятаны внутри детской игрушки «Калейдоскоп», могут складываться в такие вот поразительные по красоте узоры, похожие на витражи и мозаику. На самом деле, никакого такого узора на донышке калейдоскопа нет. Просто свет, проходящий через прозрачные стеклышки, многократно отражается в зеркальных пластинках, встроенных в трубку калейдоскопа. И мы видим размноженное сочетание стеклышек, что случайно сложилось на донышке. Всего лишь игра цвета и света. Но сколько удовольствия!
А знаете, из чего сделаны рубиновые звезды на башнях Московского Кремля? Из ярко-красного стекла с добавками селена. И золотой шпиль на высотном здании МГУ тоже стеклянный. Он изготовлен из ярко-жёлтого стекла. Изнутри шпиля стекло покрыто тонким слоем алюминия, поэтому в солнечный день он блестит не хуже золотого, а служить будет дольше.
Если же в стекольную массу добавить соединения свинца и бария, то получится звонкий хрусталь. А еще хрусталь поддаётся огранке, на его поверхности вырезают замысловатые рисунки, а потом полируют грани. Подойдите к буфету, достаньте хрустальный фужер (только осторожно, бабушки очень расстраиваются, когда разбивают их хрусталь) и посмотрите, как играет свет на их гранях. Правда, красиво? Из обычного стекла такого сделать нельзя, оно слишком мягкое и «течёт» на гранях и ребрах, так что никакой игры света не получается.
А как вы думаете, из чего делают модные украшения — кристаллы Сваровски, которые выпускает австрийская компания с тем же названием? Из того же хрусталя, то есть, по сути, из стекла! Хрусталь для кристаллов Сваровски на треть состоит из оксида свинца, то есть он ещё твёрже обычного хрусталя.
История с модными кристаллами началась больше ста лет назад, в 1891 году. Тогда Даниэль Сваровски изобрёл автоматическую машину для огранки хрусталя, а через три года основал собственную компанию со своим именем. Интерес Сваровски к гранильному делу вполне объясним. Ведь он родился (1862) в маленькой деревне Георгенталь в Северной Богемии, которая уже тогда славилась своими стекольщиками, хрустальщиками, огранщиками и шлифовальщиками. Азы ремесла Даниэль освоил в мастерской отца, а затем восемнадцатилетним юношей отправился учиться в Париж, где
Правда, в те времена никто и не думал заменять бриллианты каким-то стеклом. Это было просто неприлично. Твёрдые кристаллы с острыми гранями нужны были для изготовления шлифовальных и режущих материалов.
О кристаллах Сваровски как элементе ювелирных украшений заговорили лишь в последние пятьдесят лет, когда вдруг подскочил спрос на блестящие украшения, похожие на бриллиантовые. Сегодня бум вокруг кристаллов Сваровски настолько велик, что фирменный магазин в Вене, где продают украшения, статуэтки и просто кристаллы, работает круглые сутки. Витрины в нём сверкают так, что глазам больно. И дело здесь не только в игре света на гранях кристаллов. На некоторые свои изделия компания наносит специальные покрытия. Самое популярное — «Северное сияние Авроры», благодаря ему на поверхности кристалла появляются радужные отблески.
Так выглядит вход в музей «Хрустальные миры Сваровски», который находится в Австрии. Кстати, лицо этого великана отделано кристаллами Сваровски. В этом музее много хрустальных чудес, и все они — из стекла. Как, например, вот это голубое хрустальное сердечко, очень похожее на бриллиант
Итак, на примере песка мы убедились, что у земли можно взять готовое вещество, немного поколдовать с ним и получить материалы, которые сильно облегчат и украсят нашу жизнь. «Но ведь есть материалы и вещества, которых нет в природе в чистом виде?» — скажете вы. Спасибо за умное и своевременное замечание. Действительно, железо, алюминий, медь можно найти в земле только в виде соединений с другими элементами. Справедливости ради надо сказать, что самородки чистого железа и меди, порой даже очень крупные, встречаются, но крайне редко. А мы-то без этих металлов жить не можем. Иначе из чего делать сковородки, провода, велосипеды, самолёты и многое другое?
Вам нужно железо? Да, я прекрасно вас понимаю, ведь железо — самый востребованный человечеством металл, на нём держится 95% мирового металлургического производства. Ну что ж, пожалуйста! Берём железную руду, которая состоит из оксидов железа. Откуда берём? Да из месторождений этих минералов, благо геологи точно знают, где они находятся. В нашей стране — в основном на Урале, здесь уже открыто около 50 средних и крупных месторождений и более 200 мелких. Специальные машины снимают верхний слой земли и обнажают пласты с рудой. А дальше к делу подключаются экскаваторы. Они черпают эту руду гигантскими горстями, и она отправляется в переделку — в доменную печь. Кстати, первая доменная печь появилась в России почти 400 лет назад.
Домна — это огромное сооружение высотой с двенадцатиэтажный дом, в чреве которого царит чудовищная жара, температура достигает 2000 градусов. Сюда и загружают измельчённую руду в смеси с измельчённым коксом (углем), то есть углеродом, и другие добавки. А дальше в печи происходит цепочка волшебных превращений, углерод отнимает кислород у железной руды, в результате чего образуется расплавленный металл. Его горячие ручьи стекают вниз печи и выливаются из печки раскалённым, светящимся потоком. Он такой яркий, что может ослепить, поэтому сталевары смотрят на него через специальные затемнённые стекла.