Вот если бы так можно было выдувать изделия из металла! Но в ответ на такое предположение любой технолог только улыбнется: даже на мощных прессах из металлического листа не всегда удается вытянуть объемную деталь — он просто рвется. До недавнего времени лишь стекло, нагретое до вязкой массы, отличалось редкой пластичностью: слабые легкие человека могут заставить его удлиняться в размерах в 500–600 раз! Близкими свойствами сегодня обладают и некоторые из пластмасс. Но заставить растягиваться, как податливую резину, прочнейший металл?..
Вполне реально. Титановый сплав можно заставить удлиняться даже в две тысячи раз. Для этого надо перевести его в сверхпластичное состояние…
Сверхпластичность. Впервые это понятие вошло в обиход науки с легкой руки академика А. Бочвара. Но само явление, открытое на кончике пера теоретиков, оказалось крепким орешком: до сих пор до конца неясно, почему металл, пройдя определенную термообработку и снова нагретый примерно до половины температуры плавления, вдруг начинает послушно растягиваться при сравнительно небольших усилиях. Правда, этот «пробел в знаниях» не остановил ученых Московского института стали и сплавов, — объединив усилия нескольких кафедр, они научились переводить в сверхпластичное состояние целую гамму металлов.
Есть одно бесспорное условие: металл становится сверхпластичным лишь после того, как приобретает мелкозернистое строение. Если обычно его кристаллы имеют разллеры от десятков до сотен микрон, то в сверхпластичном состоянии — от одного микрона до десяти. Можно подумать, что такие мелкие «зерна» гораздо слабее «привязаны» к своим местам и легко «перетекают» друг относительно друга. Отсюда и преимущества новой технологии…
Для работы со сверхпластичным материалом вовсе не обязательно осваивать «выдувание» сжатым воздухом или газом. Можно воспользоваться и обычным оборудованием — сравнительно маломощными прессами, штампами из доступных сталей. И с их помощью получать изделия сложнейшей формы. Причем получать при минимальных затратах энергии и почти без брака: скажем, там, где металлический лист при штамповке нередко рвался на крутых изгибах, сверхпластичный металл послушно обнимает матрицу.
Конечно, в природе ничто не дается даром. Для одних металлов, чтобы получить мелкозернистую структуру, достаточно термической обработки.
Можно поступить и иначе: распылить расплав в тончайший порошок и уже его превратить в заготовку методами порошковой металлургии. Плюс к этому нужна и соответствующая температура. Например, алюминиево-цин-ковый сплав становится сверхпластичным при двухстах пятидесяти градусах, медные сплавы нагревают примерно до пятисот, а титановые — до девятисот градусов. Но эти затраты окупаются с лихвой…
Скажем, многие детали, которые раньше требовали сложной механической обработки, из сверхпластичного металла можно получать за одну операцию. При этом экономится не только время — нет и уходящей в отходы стружки. А в результате коэффициент использования металла повышается в три-четыре раза.
НА ПОТОКЕ — ЖИДКИЕ МАГНИТЫ
Фантастическая идея управления формой жидкости отныне нашла реальное воплощение. На Харьковском заводе химических реактивов сегодня начат промышленный выпуск феррожидкости, способной под воздействием магнитного поля изменять не только конфигурацию своей поверхности, но и плотность, вязкость, оптические и электрические свойства.
Новая продукция, способ получения которой разработан учеными Харьковской лаборатории Московского научно-исследовательского энергетического института имени Г. М. Кржижановского, представляет собой особый раствор микроскопических частичек магнетита.
Эта жидкость черного цвета ведет себя, кажется, вопреки всем законам природы: в магнитном поле, не подчиняясь силе тяжести, она течет не вниз, а вверх, без механического воздействия образует фонтанчики и даже на глазах шариками повисает в пространстве.
Такие удивительные свойства открыли возможность применения новинки в различных отраслях народного хозяйства. С ее помощью можно, например, сортировать полезные ископаемые, герметизировать узлы различных машин и механизмов, обнаруживать внутренние дефекты в металлических деталях.
Как показали испытания на Самотлорском месторождении, магнитная жидкость способна успешно очищать поверхность водоемов от загрязнения нефтепродуктами.
Жидкие магниты таят в себе еще много пока не открытых возможностей. На их основе предстоит создать принципиально новые эффективные механизмы и технологию.
Сконструированная на заводе установка позволяет изготовлять феррожидкость многими тоннами. На предприятие уже поступили заказы от промышленных и научных организаций страны.
КИПЯЧЕНАЯ ВОДА
Ученые проверяли активность «холодного кипятка» на себе и своих близких. Пили его и отмечали, что улучшается общее самочувствие, повышается работоспособность. Он действовал успокаивающе и на нервную систему. Пользуясь им, многие смогли отказаться от употребления крема после бритья…
Известно, что так называемая талая вода, полученная при плавлении льда, обладает повышенной биологической активностью. Некоторые ученые считали, что по своим физико-химическим свойствам она ближе, чем обычная, стоит к воде в тканях живых организмов и растений. И поэтому лучше усваивается ими.
Цель одного из таких экспериментов состояла в том, чтобы оценить, насколько активно ткани растений поглощают воду. Или, иными словами, с какой скоростью «впитывают» ее. Для этого свежесрезанные листья взвешивали на точных весах и на час опускали в стаканы с разной водой — обычной, талой и, наконец, кипяченой, которую предварительно охлаждали до 20 градусов. Через час листья вынимали, быстро осушали их поверхность фильтровальной бумагой и снова взвешивали.
Кипяченую воду ввели в эксперимент как «антипод» талой. Представьте удивление ученых, когда первые же эксперименты показали: «холодный кипяток» поглощается листьями растений не только лучше обычной, но и лучше талой воды! Свежие листья березы, находившиеся в стакане с ним, к исходу часа стали почти прозрачными от набухания…
Почему так происходит? Чем отличается кипяченая вода от обычной или талой? Как это часто бывает в науке, ответить на подобные вопросы ученым помог случай.
Во время одного эксперимента листья выдерживали сразу в восьми стаканах с разной водой. На лабораторном столе было тесно от стеклянной посуды, зеленых веток и других принадлежностей опыта. Кто-то нечаянно опрокинул один из стаканов. Чтобы не прерывать эксперимент, тут же вскипятили необходимую порцию воды, быстро охладили и заполнили ею стакан. А когда сравнили результаты эксперимента, выяснилось: свежий «кипяток» листья «впитывали» гораздо лучше, чем заранее приготовленную кипяченую воду. Проверили этот результат в серии опытов. И все они подтверждали: с течением времени «холодный кипяток» теряет свою биологическую активность. Почему? Всему виной — контакт с воздухом. В обычной воде растворено немало газов. При кипячении часть из них улетучивается, нарушая равновесие. И кипяченая вода, чтобы восстановить его, поглощает эти газы из воздуха.
Снова эксперименты. Сразу после приготовления часть «холодного кипятка» заливают в герметичные сосуды. Другую часть — для контроля — оставляют в стаканах, открытых для доступа воздуха. Здесь она уже через сутки практически полностью утрачивала биологическую активность. А в закрытых сосудах сохраняла ее в течение 5–7 дней.
Но исследователям и этого показалось мало. Они решают избавить воду от части газов без кипячения — с помощью вакуума. Опыты доказывают: такая вода поглощается тканями растений точно так же, как свежий «холодный кипяток». Наконец, чтобы покончить с сомнениями, вакуумной обработке подвергают воду с разным химическим составом — водопроводную, дистиллированную, минеральную. И снова убеждаются: любая вода, лишившись части газов, в три-четыре раза активнее поглощается тканями растений.
У сахарной свеклы, семена которой были замочены в дегазированной воде, вес корнеплодов увеличился на 30–40 процентов и возросла их сахаристость. Причем лучшие результаты дала вода-90 — нагретая при дегазации до 90 градусов. В опытах с пшеницей влияние дегазированной воды сравнивали с обработкой семян лазерным лучом и электрическим полем коронного разряда. И «живая» вода вышла победителем, дав прибавку урожая около 25 процентов. Но еще весомее была прибавка на огурцах, выращенных в теплице: вместо контрольных 19 килограммов с квадратного метра, семена, замоченные в воде-90, дали урожай в 29,4 килограмма!
Дегазированная вода доказала свою биологическую активность и в других экспериментах — когда ею поливали посевы, опрыскивали кустарники и деревья, поили кроликов, кур, нутрий, овец. Правда, выяснилось, что злоупотреблять «живой» водой не следует. Скажем, при замачивании семян их не следует чрезмерно переувлажнять, а время выдержки для каждого растения должно быть тщательно подобрано. Опрыскивать или поливать посевы нельзя ежедневно, а лишь два-три раза за период вегетации. Наконец, животных надо поить дегазированной водой раз в день или даже раз в два дня перед кормлением…
