Статьи

Алюминий — история и современность. Часть IV


Алюминий — история и современность (Часть IV)

В середине 19 века алюминий заявил о себе, как о металле с огромным потенциалом «полезности». Эпоха драгоценного алюминия прошла — началась эпоха алюминия промышленного. Правда, начало это было, скорее, теоретическим — ученые, конструкторы и предприниматели обсуждали сферы применения металла и возможности, которые открывало использование алюминия. Вот только применить на практике удавалось далеко не все идеи — металл по-прежнему оставался очень дорогим. И все же некоторые «алюминиевые инновации» смогли занять свое место в повседневной жизни.

Блестящая упаковка

В первую очередь, алюминий заинтересовал производителей пищевой и скоропортящейся продукции. Этот металл обладает двумя очень важными свойствами —  стойкостью к коррозии и способностью сохранять — вернее, не разрушать — витамины и другие биологические вещества, а значит, сам бог велел использовать его в качестве упаковочного материала. В 1841 году предприимчивые американские производители масляных красок разработали алюминиевые тюбики для своей продукции. Краска в алюминиевых тюбиках хранилась дольше обычного, а сами тюбики были очень удобны в использовании.  С этого момента начинается история алюминиевой упаковки, которая продолжается и по сей день.

В 1850 году появилась первая упаковочная фольга из алюминия — в блестящей обертке стала «щеголять» шоколадка Cadbury. Фольга очень заманчиво поблескивала из-под бумажной обертки — производители использовали алюминий для сохранения вкусовых качеств продукта и, в общем-то, акцентировать на этом особого внимания не собирались. А в результате получилась имиджевая упаковка! Возможно, именно благодаря необычному «наряду» шоколад Cadbury стал настоящим бестселлером сначала в Великобритании, а потом и во всем мире.

Через восемь лет на мировом рынке пищевой продукции происходит еще одно событие — появляется первая алюминиевая пивная банка. Упаковка позволяла дольше сохранить качества напитка, но использовать ее было неудобно — чтобы открыть банку приходилось пользоваться ножом. Этот недостаток был исправлен в 1963 году, когда неизвестный американский изобретатель оснастил «пивную тару» алюминиевым колечком. Эта «технология» оказалась настолько универсальной, что применяется и сегодня.

Еще одну знаковую страницу в истории алюминия вписал в 1892 году Вашингтон Шеффилд, стоматолог из американского города Нью-Лондон. Он считается изобретателем зубной пасты — над альтернативой порошку Шеффилд трудился многие годы. Но вот незадача — полученную зубную пасту было негде хранить и не в чем продавать. Тогда дантист обратил внимание на легкий и гибкий алюминий. Так и получилось, что первая зубная паста поступила в продажу в первых алюминиевых тюбиках.

И снова поиски

Для ускорения темпов «алюминиевого прогресса» требовалось сделать металл более доступным — эта задача стала основной для многих известных физиков и химиков. Особого внимания заслуживают работы русского ученого Н.Н. Бекетова, чья технология получения алюминия из расплавленного криолита с помощью магния в 1865 году была принята на вооружение сразу несколькими европейскими заводами (во Франции и в Германии). Метод Бекетова широко применялся до 90-х годов 19 века: согласно историческим данным, в период с 1855 до 1890 года таким способом было получено около двухсот тонн алюминия.

В конце 19 века гонка за создание дешевой технологии производства алюминия обострилась — промышленники оценили огромный потенциал этого металла. Появление дешевого алюминия открывало значительные перспективы развития техники и машиностроения, поэтому ученые с удвоенной силой взялись за решение этой задачи. Пока в Европе и Америке работали над «удешевлением» выплавки металла, австриец  К. И. Байер, живущий в России, в собственной лаборатории разработал универсальную методику получения глинозема. Фактически, он усовершенствовал переработку алюминиевого сырья и снизил стоимость производства промышленного алюминия.

Технология Байера совершила настоящую революцию в мировой металлургии. Алюминий стал по-настоящему доступным, однако вскоре выявился существенный недостаток чистого металла —  его прочность оставляла желать лучшего. Перед учеными встала новая задача — получение алюминиевых сплавов.

Алюминий и Ко

Идеей упрочнения алюминия заинтересовался немецкий ученый Альфред Вильм. В своей лаборатории он начал «дополнять» алюминий другими металлами, компонуя наиболее прочные элементы.  В 1906 году Вильм поставил довольно интересный опыт — он создал сплав алюминия, в котором содержалось 4% меди и 0.5% магния. Сплав получился, как показалось ученому, недостаточно прочным, поэтому он решил его «закалить». Полученные образцы были нагреты до 600°С, после чего Вильм опустил их в холодную воду. Результат опыта ученого удивил — прибор, измеряющий прочность металла показывал абсолютно разные значения на разных образцах. Решив, что в таком разнобое виноват прибор, Вильм потратил несколько дней на его «починку» и настройку.

Наконец, Вильм вернулся к своим опытам. В планах ученого было повторить эксперимент, но сначала он решил еще раз проверить точность прибора на старых образцах. Увидев показатели первого слитка, Вильм чуть не выронил злополучный измеритель из рук — прочность металла увеличилась почти в два раза. Те же результаты показали и остальные образцы.

Альфред Вильм возобновил опыты, но уже с учетом возникшего «феномена». Вскоре ему удалось определить эффект естественного старения алюминиевого сплава и оптимальный его состав. Разумеется, ученый сразу понял, чего может «стоить» его разработка — он запатентовал ее, а затем продал патент одной литейной компании, которая находилась в городе Дюрен. Имя этой фирмы сейчас мало кто вспомнит, а вот название ее самого известного продукта — дюралюминия (или дюраля) — на устах у всех уже больше ста лет.

Дюренский сплав заинтересовал знаменитого немецкого конструктора Хьюго Юнкерса — ему нужен был легкий, но прочный металл для создания новых моделей самолетов: деревянные аэропланы братьев Райт его уже не впечатляли. В 1910 году в цехах завода Юнкерса было сконструировано и запатентовано первое цельнометаллическое самолетное крыло из алюминия. А уже в 1919 году в воздух поднялись первые дюралевые самолеты. Эпоха крылатого металла была открыта.

19 марта 2007 г.