Металл из Атлантиды

Греческий философ Платон (427 – 347 гг. до н. э. ) из десяти сочинений, дошедших до нас, два посвятил Атлантиде, сказание о которой он услышал от своего деда Крития. Тому же передал его «мудрейший среди мудрых» Солон, якобы узнавший всё от египетских жрецов в Саисе – одном из древнейших городов на Ниле.

Диалоги Платона «Тимей» и «Критий» послужили как бы началом полемики об Атлантиде (о возможности её существования), продолжается в течение двух с половиной тысячелетий, вплоть до нашего времени. Постепенно интерес к Атлантиде то угасал, то вновь разгорался, и, по выражению одного журналиста, «жестокая загадка мрачная тайна Атлантиды буквально стала терзать человечество. Независимо от того, существовала Атлантида или нет (а если была, то где именно располагалась), нас интересует совершенно иное: о каком металле упоминал Платон в своих диалогах и что собой этот металл представляет. В «Критии» Платон описывает государственное устройство Атлантиды. Многие авторы утверждали, что Платон всё выдумал, желая выразить своё представление о наиболее целесообразных порядках большой страны. Не исключено, что так оно и было. Но не это предмет нашего интереса. Платон пишет о дворцах, гаванях, верфях, каналах, ипподромах, роскошных храмах и других сооружениях. Можно ли всё это построить, не используя металлические орудия труда. Чтобы ответить «можно», надо иметь очень изощренную фантазию.

Металл – фундамент цивилизации. Первым металлом, используемым человеком, был металл драгоценный – золото. Золото было самородным. Но золото как материал могло служить лишь для изготовления посуды и украшений: оно слишком мягко. Правы инженеры в своём высказывание: «Из золота паровоза не сделаешь, даже если бы оно стоило баснословно дёшево». Медь, хоть и реже, но также встречается в самородном виде. Её стали использовать для изготовления орудия труда. Медный век был непродолжительным. Бронза – сплав меди с другим металлом – чистую медь быстро вытеснила.

Но вернёмся к Атлантиде Платона. В «Критии» указывается на богатства недр Атлантиды и особенно отмечается порода, «которая теперь известна только по имени, но тогда была больше, чем именем. Эта порода называлась орихалк и у людей того времени имела ценность наибольшую после золота». «Здание храма, – пишет Платон, - снаружи покрыто серебром, кроме оконечностей, покрытых золотом. Внутри храма потолок слоновой кости, расцвечённый золотом, серебром и орихалком. Посреди острова в капище бога моря Посейдона стоял орихалковый столп, на котором надписи, начертанные ещё предками Стена около крайнего внешнего кольца, по всей окружности обделана медью, но ею, - указывает Платон, - пользовались «как бы мастикой»; внутренняя часть покрыта оловом, а стена вокруг акрополя «покрыта орихалком», издававшим огненный блёск».

Что же это за таинственный орихалк? Несомненно, это металл, но какой? Все «имеющие существовать» химические элементы объединены в таблице Д. И. Менделеева. Все металлы – элементы. Стало быть, орихалк – тоже какой-то металл, в наше время имеющий другое наименование? Ясно, что это не серебро, не золото, не олово и не медь, ибо все они у Платона перечислены. Предполагать, что это один из металлов платиновой группы или же титан, кобальт, никель, нет оснований. Щелочные и щелочноземельные металлы также «вне подозрений». Стало быть, здесь-то, и уличён философ в неправде своей? Выдумал он несуществующее вещество?! Вряд ли стоит прибегать к такой категоричности и торопиться обвинять Платона. Орихалк, скорее всего, сплав, но из каких металлов? Явно, что не из меди и олова, ибо бронза слишком хорошо была известна Платону. Ученик Платона, прославленный в последующих столетиях Аристотель в своих сочинениях, относящихся к 330 году до н. э. упоминает знаменитую индийскую чашу царя Дария. Её очень трудно было отличить от золотой, но изготовлена она была из медного сплава. Распознавать это Аристотель предлагал по запаху или на вкус. Питьё из золотой чаши или кубка не оставляло во рту побочного ощущения, когда посуда была из медного сплава, то чувствовался металлический привкус. Этот сплав мы сейчас называем латунью. У нас теперь есть все основания предположить тождественность таинственного орихалка платоновской Атлантиды с латунью.

Ещё за 500 лет до нашего летоисчисления выплавляли её моссинэки – народы, населяющие юго-восточное побережье Черного моря. К медному сплаву они примешивали особый сорт земли, который был ничем иным, как цинковой рудой – галмеем. Таким образом, раскрывается тайна замечательного металла Атлантиды – орихалка, о котором поведал миру Платон.

А сейчас мы будем говорить о том металле, который сделал медь орихалком, долгое время не использовавшемся в производстве самостоятельно, но в наше время ставшем одним из самых распространённых металлов. Металл из Атлантиды – общеизвестный цинк.

В течение столетий цинк был малоизвестным металлом. Древние греки и римляне, во всяком случае, никаких сведений о нём не оставили. Однако в конце XIX века во время раскопок города Камероса, разрушенного ещё за 500 лет до нашего летоисчисления, в развалинах нашли браслеты, изготовленные из цинка. Были ли эти браслеты местной выделки или привезены из других стран, установить не удалось. Письменные сведения о цинке относятся к V веку до н. э. Известно, что его получали в Индии. На многие века алхимиков охватила идея превращения неблагородных металлов в благородные. Мы до сих пор не знаем, каково же полное имя доминанского монаха средних веков, ставшего епископом Регенбурским. Нам он известен как Альберт Великий. Историки указывают на то, что именно ему и его ученику Фоме Аквинскому удалось впервые получить металлический цинк. Почему столь обиходный в наши дни цинк так долго был каким-то «заколдованным» металлом? Причина в свойствах цинка – в его активности и температурах плавления и кипения, о чём первоначально имели самые смутные представления. Располагая оловянной или серебряной рудой, человек не испытывал затруднений в выплавке из неметалла: примитивное печное устройство, топливо и дутье вполне были достаточными для этого. Цинк в жидкое состояние переходит при температуре 419,4°С. Казалось бы, выплавить его легче, чем серебро. Однако он имеет очень узкий интервал своего пребывания в жидком состоянии. При 906°С образуются уже пары цинка. Они моментально взаимодействуют с кислородом воздуха, и вместо ожидаемого металла незадачливый мастер всегда получал. исходный продукт – оксид цинка. Секрет получения металла заключается в том, что по восстановление его из руды получали не жидкость, а пары, которым ни в коем случае не давали соприкоснуться с воздухом. Восстановление проводилось в герметично закрытых тиглях, от которых отводились трубки в постоянно охлаждаемый сосуд. Там уже цинк конденсировался в жидкость, а затем и застывал блестящим металлом. Таким образом, в металлургию вошёл новый дистилляционный метод. Правда, нечто подобное было известно давно при выплавке ртути, но ведь там получали жидкий металл и нисколько не беспокоились о том, что он «исчезнет» при окислении. Зачем, однако, так настойчиво изучали процесс выплавки цинка? Для получения медноцинковых сплавов, известных нам под названием латуней. Латунь умели получать ещё римляне и древние греки. Во всяком случае, об этом упоминают Плиний Старший и Аристотель. А если нам согласиться с тем, что это и есть орихалк легендарных атлантов, то история латуни уходит вглубь тысячелетий. В те далёкие времена, чтобы получить латунь, к медным расплавам прибавляли цинкосодержащие минералы, классификация которых была совершенно неясна, да и содержали они неодинаковое количество чудодейственного металла, и структура минералов была различной. Все проводилось, как говорится, на глазок, на ощупь и даже по интуиции. В Китае с древнейших времён получали латунь в небольших тиглях, наполненных медью, окисленной цинковой рудой и углём. Их помещали в самые примитивные горны. В глухих районах Китая такой способ сохранился и по окончании второй мировой войны. В XVIII столетии уже более чётко представляли, от присутствия какого компонента медь изменяет свои свойства. Бронзу-то изготовляли задолго до этого и знали, что к меди следует добавлять другой металл – олово. Располагая металлическим цинком, можно было резко интенсифицировать процесс изготовления латуней и «без интуиции» отрабатывать технологический режим, варьировать дозировку и испытывать качество полученного сплава в разных случаях. С того времени и до наших дней медноцинковых сплавы заняли прочное положение во все более развивающейся и усложняющейся технике. Латунь выгодно отличается от меди своей жидкотекучестью и коррозионноустойчивостью. Она более прочна и тверда, но в то же время пластична при соответствующей обработке. Она оказалась пригодной для изготовления листов, трубок, резервуаров, самых различных деталей, почему и получила широкое применение в машиностроении, на транспорте и в военной промышленности.

Горячая защита

Металл – фундамент цивилизации. Получение его очень трудоёмко. Необходимо разыскать в недрах его руды, добыть их, выплавить из них металл, изготовить из него изделия или детали. После всего этого металл оказывается лицом к лицу со страшным и беспощадным врагом – коррозией. Главные черные металлы – сталь и чугун – особенно подвержены коррозии. Ущерб, наносимый промышленности «рыжим врагом», даже в наше время, когда разработана масса весьма эффективных способов защиты от него, просто потрясает своей масштабностью. Примерно 10 -12 % добываемого металла пропадает. Американский ученый Улиг подсчитал, что в США только в сфере мирового хозяйства (без учёта военных нужд) «рыжий враг» съедает ежегодно 6 миллиардов долларов. Специалисты по освоению космоса указывают, что эти на деньги можно было бы построить на Луне три базы с обеспечением каждой из них работы в 542 космонавто-дня.

Над вопросом защиты металла от «рыжего врага» думали, естественно с незапамятных времён. Лишь смазка могла служить эффектным средством, но действенна она только при хранении; при эксплуатации машин и деталей смазку требовалось удалять, и «рыжий враг» мог расправляться с металлом. Сразу же после пуска первого завода по выплавке цинка была сделана попытка с помощью цинка защитить черный металл. Во Франции в 1741 году обнаружили, что расплавленный цинк легко пристаёт к железной поверхности и таким образом надежно предохраняет её от воздействия внешней среды. Однако на этом дело и остановилось. Только спустя почти 100 лет были поданы первые заявки на получение патентов по оцинкованию железных изделий (в 1836 году это сделал Сорель во Франции, в 1837 году – Крауфорд в Англии) , до этого занимались налаживанием процесса эмалирования изделий из чёрного металла – прежде всего посуды и различных производственных сосудов. Эмалирование изделий было предложено шведским металлургом Ринманом. Англичанин Хинглик усовершенствовал этот процесс в 1799 году, но именно из-за неумения тогда получать листовую сталь дело далеко не ушло. Лаухаммер из Германии наладил на своём заводе эмалирование посуды, но не из стали, а из чугуна. К сороковым годам XIX столетия положение изменилось: усовершенствовался способ изготовления листовой стали и резко увеличилось и подешевело производство цинка. Процессы эмалирования и оцинкования стали развиваться параллельно, обгоняя друг друга в той области, где полученные с их помощью покрытия более удовлетворяли по условиям эксплуатации.

О цинковых грибах и погромном лимонаде

Как-то завершилось строительство одного кооперативного дома. Квартиры были уже распределены, и пайщики частенько наведывались на строительную площадку. Однажды там с машины сбросили пачку листов оцинкованной стали, предназначенной для кровли, и сделали это недостаточно аккуратно: у некоторых листов образовались глубокие царапины – до основного металла. Отбраковку не произвели, и повреждённые листы попали на крышу. Прошло несколько лет, а повреждённые листы не проржавели. Причина крылась в покрывающем металле. Если бы таким металлом был свинец, олово, медь, даже никель, то проржавение основного металла не только бы шло обычным путём, но и резко усилилось. Но достаточно лишь присутствия цинка рядом с повреждённым основным металлом, чтобы предохранить тот от ржавления. Когда влага попадает в процарапанную бороздку, то образуется микроскопическая гальванопора. Цинк более активен, чем железо, менее «благороден» и с большей легкостью переходит в раствор. В химии это определяется так называемым электродным потенциалом (у цинка – 0,763 вольта, у железа – 0,441 вольта). Чем больше разница между потенциалом, тем лучше один металл защищает другой только своим присутствием. Под воздействием влаги и воздуха разрушается только цинк, а открытое железо будет нетронуто коррозией. Совершенно иная картина наблюдалась бы в присутствии, скажем, меди: от её присутствия железо разрушалось ускоренно. Такого рода защита металла носит название электрохимической или протекторной. Цинк является одним из наиболее широко применяемых металлов в защите такого рода. Бронзовой корабельный винт, например, несёт свою службу гораздо дольше лишь потому, что рядом с ним на корпусе судна укрепляют цинковые пластинки. Казалось бы, что алюминий с электродным потенциалом 1,66 вольта должен быть ещё лучшим протектором, чем цинк, однако быстро образующаяся на нём оксидная плёнка препятствует его разрушению и в большинстве случаев исключает такое его применение. Защищая другой металл, сам цинк разрушается, и в определённых условиях эксплуатации это приходится учитывать. В частности, приборы и точные механизмы, работающие в морском климате, не рекомендуется покрывать цинком, так как продукт его окисления – белый порошок – может нарушить слаженность их взаимодействия, в значительной мере исказить показания. В сухом воздухе цинк не разрушается, но во влажном виде в воде, где присутствует кислород и углекислый газ, поверхность его покрывается плёнкой из основной углекислой соли. Чушки цинка после образования на них этой плёнки дальнейшему окислению не подвержены. Такая плёнка, образуясь, например, на поверхности кровли, дополнительно предохраняет железо от ржавления.