Взаимосвязь между внешне проявляющимися свойствами материалов и их внутренним строением, страница 2

МИКРОСТРУКТУРА ал юми ниево-литиевого сплава видна на микрофотографии среза образца, полученной с помощью поляризованного света. Снимок, на котором образец увеличен в 265 раз, сделан в Научной лаборатории в Алькоа. Области, имеющие различную окраску, представляют собой неодинаково ориентированные кристаллические зерна сплава, который легче и тверже, чем чистый алюминий. Более гибкий контроль за микроструктурой позволяет ученым разрабатывать материалы с новыми свойствами.

65

сделать некоторые выводы относительно того, как были изготовлены те или иные предметы, но при этом они не в состоянии узнать, насколько хорошо были знакомы ремесленники с природой используемых или материалов. Судить об этом можно только по письменным источникам, но они относятся к более позднему периоду. Так, появившиеся в XVl в. труды Ванноччо Бирингуччо «О пиротехнике» и Джорджио Агриколы «О металлах» содержат самые ранние известные нам сведения о существовавшей в ту пору технологии обработки материалов и об уровне знаний о материалах, которые ремесленники использовали в своей работе.

Им, например, было известно, как соединить древесный уголь с железной рудой в процессе плавки, чтобы получить металлическое железо; как соединить два металла, чтобы полуЧИТЬ более легкий в обработке и более прочный сплав; как придать металлу большую твердость с помощью закалки или ковки. Ясно, что такие практические знания о материалах и технологиях, хотя это и звучит очень громко, приобретались в то время опытным путем. Ученые, если и содействовали этому, то в очень малой степени. Алхимики не общались с кузнецами.

Недостаток новых сведений научного характера в рассматриваемой области наблюдался и позже — в период научной революции XVII ,XVlll вв., в годы промышленной революции и во время подъема проМЫШ№ННОСТИ в начале ,XlX в. Технологические материалы попросту были слишком сложными, а их свойства труднопрогнозируемыми для исследователей, вооруженных аппаратурой того времени. Ремесленники знали, что каждый материал имеет свои свойства, и умели использовать их так, чтобы готовая продукция отвечала запросам потребителей. Чего не хватало, так это объяснения, а без него нельзя было точно предсказать, как изменяются свойства того или иного материала при изменении процесса его обработки.


НАУКИ .1986/№

п

изучения структуры

му пониманию свойств матери-

ленное количество кислорода, соеди-

стали. Он увидел, что на сломе струк-

алов были сделаны в конце Х [Х в. На-

няющегося с примесями. Химический

тура поверхности является кристал-

чало ему положила химия. Теоретиче-

анализ оказался незаменимым при

лической и зависит от состава стали и

ская химия оказалась весьма полезной

выборе нужного исходного сырья, а

способа ее термической обработки.

в практической работе, она способст-

также для управления технологиче-

Эти первые наблюдения изменений,

вовала появлению более эффектив-

ским процессом. Количественный

происходящих с внутренней структу-

ных методов обработки материалов,

анализ позволял судить о том, сколь-

рой металла, а также новые сведения

известных на протяжении многих

ко удалено из металла того или иного

о составе веществ, полученные с по-

столетий. Например, понятие явле-

элемента, например углерода, в про-

мощью аналитической химии, су-

ния окисления было применено к про-

цессе выплавления стали.

щественно изменили представления о

изводству стали: чтобы образовать

В 1866 г. появилось новое средство

возможности проникновения в приро-

оксиды, которые легко удалить из

исследования: английский геолог и

ду материалов.

расплавленного металла (как это де-

пионер в области микроскопии Генри

В последней четверти XlX в. химия

лается в бессемеровском процессе), к

Сорби впервые применил оптический

и физика уже играли ключевую роль в развитии многих сложившихся к тому времени отраслей, связанных с производством материалов. В 1886 г. физи-

       ELEMENTS   

ческая наука заложила основу для совершенно новой отрасли — производства алюминия. Это произошло по-