Предмет, метод, современное состояние и перспективы развития металловедения, страница 2

В. И. Ленин, как известно, относил металл к фундаментам цивилизации. Эпоха металла длится уже девять тысяч лет (начиная с использования самородной меди). Трудом сотен поколений были открыты и освоены несколько десятков металлов и несколько тысяч их сплавов и соединений. Из-за уникального комплекса механических, электрофизических, технологических и служебных свойств металлические материалы заняли ключевые позиции в народном хозяйстве и в новой технике. Совершенно ясно, что, несмотря на вес успехи синтетической химии, в частности химии полимеров, как теперь, так и на ближайшее обозримое будущее, металл (имея в виду и сплавы) остается материалом номер один.

В конце 40-х годов, в 50-е и 60-е годы нашего века в связи с бурным развитием новых отраслей техники (атомной, реактивной, электронной, космической) в круговорот промышленных материалов были включены почти все элементы периодической системы. Необходимо разобраться в этом новом многообразном «металлическом хозяйстве», получить информацию о структуре и свойствах для тысяч новых сплавов и теоретически обобщить этот материал.

К сожалению, но это, правда, мы (металлурги, металловеды, технологи и конструкторы) плохо знаем и часто недостаточно эффективно используем тот металл, который в настоящее время извлекается из верхних слоев оболочки земли и перерабатывается в технических целях. Между тем весь накопленный послевоенной физикой, химией и металловедением опыт показал, что для конструирования металлических материалов их чистота и совершенство строения имеют жизненно важное значение [21]. Теперь надежно установлено, что чистый, совершенный металл — это идеализированное понятие, как бесконечность в математике. Даже «чистейший» металл представляет собой «живущую» физико-химическую систему, состоящую из кристаллов основного металла, примесей, границ зерен, блоков и различного рода физических, химических, кристаллографических дефектов. Совокупность свойств этих структурных составляющих, анизотропии кристаллов, примесей и дефектов в решающей мере определяет физические, механические, технологические и служебные свойства металлов и сплавов.

Многие полученные ранее данные о структуре и свойствах металлов и сплавов сейчас устарели, так как были определены на недостаточно чистых металлах. Получение особо чистых металлов, определения их свойств находятся пока не на должном уровне. Здесь мало работает квалифицированных специалистов и организаций.

Между тем теперешнему поколению металловедов известны поразительные примеры того, как открытие способности к делению ядра (цепная реакция) урана, полупроводниковых свойств у германия (транзисторный эффект), феноменальной пластичности у зонноочищенных монокристаллов молибдена и других металлов, сверхпроводящих свойств у ряда сплавов и соединений вызвали к жизни новые отрасли промышленности (ядерная энергетика, производство транзисторов, бесшумных СВЧ электронных приборов, сверхпроводящих магнитов), дали огромный технический и научный эффект, уже сказались на судьбе теперешнего поколения людей и, безусловно, еще в большей степени скажутся на судьбах будущих поколений. В сущности говоря, вся новая техника построена на вновь выявленных свойствах материалов. Пожалуй, самое главное, что все эти свойства и эффекты породили к жизни новые проблемы в самой науке — в физике, химии, металловедении, физико-химии металлов и металлофизике, которые по цепной реакции в будущем вызовут новую лавину открытий и изобретений, которые в еще большей мере скажутся на судьбах теперешнего и будущего поколений людей. Сюда же относится оценка свойств вновь синтезируемых трансурановых элементов, число которых, по-видимому, может быть весьма значительным, а некоторые из них, по прогнозам физиков, могут оказаться даже стабильными (элементы №110, 114, 126, 154) [22]. Кроме того, дополнительно к известным в природе примерно 300 стабильных изотопов в ядерных реакциях получено около 1500 изотопов, а всего их может быть около 5000.