Предмет, метод, современное состояние и перспективы развития металловедения, страница 7

Использование космических условий (ближайший космос и Луна), как ни странно это наблюдать, для плавки, обработки давлением металлов и сплавов, сварки деталей и сборки электровакуумных приборов теперь уже не фантастика, а реальная научная технико-экономическая задача довольно ближайшего будущего, даже предстоящего десятилетия. По подсчетам американских специалистов, если в 1965 г. стоимость доставки груза с земли на лунную поверхность составила 5000 долларов за фунт массы, то к 1980 г. ее удастся снизить до 10 долларов [⁵¹]. Таким образом, использование Луны как гигантского очистительного завода может оказаться оправданным. Уже реально разрабатываются проекты собираемых в ближнем космосе специальных спутников-лабораторий, орбитальных станций-заводов, рассчитанных на 100—400 человек персонала [⁵²]. Групповой полет космических кораблей «Союз—6», «Союз—7», «Союз—8» в октябре 1969 г. явился значительным шагом в этом направлении.

Главные преимущества космоса: природный космический вакуум (дегазация металла), бесплатная солнечная энергия (солнечные печи), невесомость (изготовление «идеальных» по форме стальных шариков для шарикоподшипников, управление процессами кристаллизации, смешивание расслаивающихся металлов, получение легкой и прочной «пены» из стали и других сплавов путем смешивания их с пузырьками газов), сверхнизкие температуры (сверхпроводящие устройства) и различные магнитные поля.

Химики, металлурги и металловеды должны быть подготовленными для исследования и переработки рудного сырья Луны, астероидов и когда-нибудь — других планет. Сейчас в различных отраслях человеческой деятельности (биология, приборостроение, физика и др.) признано целесообразным учиться у природы. В этом плане для металловедов будет поучительным ознакомление с «космическими» рудами, металлами и сплавами, найденными на Луне, астероидах, метеоритах, отобранными самой природой для работы и «хранения» в жесточайших экстремальных условиях в течение миллионов и даже миллиардов лет. По мере освоения людьми космического пространства станут известны новые явления и накопится статистика поведения материала в космических условиях.

Учитывая все возрастающую потребность в металлических материалах с самыми разнообразными свойствами, возникает настоятельная необходимость вводить в действие имеющиеся резервы новых металлических материалов. Здесь в первую очередь следует иметь в виду металлические соединения и полиморфные металлы, которые из-за недостаточной изученности еще, в сущности говоря, являются «металлической целиной».

Металлические соединения являются новыми веществами, по своим свойствам малопохожими на металлы, из которых они образовались.

Разнообразие типов межатомной связи и кристаллических структур создает у металлических соединений широкий спектр особых физико-химических, электрических, эмиссионных, магнитных, оптических, механических и других свойств. Электрические свойства ряда таких соединений могут изменяться от сверхпроводимости в жидком гелии до полупроводниковых свойств при обычных температурах [⁵³].

Металлические соединения ниобия с оловом или ванадия с галлием обладают феноменальными сверхпроводящими свойствами [⁴]. Дисилицид молибдена, в отличие от молибдена, устойчив на воздухе до 1700°, для гексаборидов редкоземельных металлов характерны высокие термоэмиссионные свойства, а также способность поглощать нейтроны, сигма-фазы отличаются повышенной звукопроводностью.

Очень интересны и своеобразны механические свойства металлических соединений, которые, как оказалось, весьма чувствительны к воздействию температуры. При обычных условиях металлические соединения отличаются очень высокой твердостью и хрупкостью, что сдерживает их использование в технике. Однако оказалось, что металлические соединения хрупки только при обычной температуре. В результате проведенных в свое время в ИОНХ АН СССР экспериментальных исследований было открыто, что при температурах, составляющих 70—90% температуры плавления, все металлические соединения ведут себя как чрезвычайно пластические тела [⁵⁰].