Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

человеку. Интересно, что сначала задача была решена теоретически. Физики рассчитали дав­ление и температуру, при которых легкая атом­ная постройка графита перейдет в несокру­шимую крепость алмаза. При таких условиях отказываются служить обычные материалы: массивная сталь перестает быть надежной защитой, водород проходит сквозь стенки стальной бомбы, как воздух через рогожный мешок. И все же эта трудная задача была решена советскими учеными. Теперь в нашей стране организовано промышленное производ­ство советских искусственных кристаллов ал­маза и инструмента из них. Искусственные алмазы значительно дешевле натуральных, а по твердости даже превышают их. Срок службы инструмента с алмазной заточкой в десятки раз больше обычного. Обработка трущихся деталей алмазом вдвое увеличивает срок служ­бы этих деталей.

А это значит, что собранные из таких де­талей автомобиль, трактор, компрессор и мно­гие другие машины будут работать без капи­тального ремонта вдвое дольше.

БЕСПОРЯДОК В ПОРЯДКЕ И ПОРЯДОК В БЕСПОРЯДКЕ

Уже много лет ученых тревожила одна из загадок природы. Зная, каков порядок распо­ложения атомов в кристалле, ученые рассчи­тали, какова должна быть прочность атомного «каркаса». И вдруг оказалось, что все техни­ческие металлы на самом деле гораздо менее прочны, чем получается по расчету. Так, на­пример, чистое железо или чистое олово должны быть в сто, а то и в тысячу раз прочнее, чем то железо и то олово, с которым имеет дело тех­ника.

Но почему же реальный, технический металл не столь прочен, как получается по расчету?

Оказалось, что в идеальном порядке атом­ных построек в каждом кристалле можно встретить дефекты, нарушения: либо как бы оборвана, не закончена атомная плоскость, либо как бы сдвинут ее порядок. Обнаружи­лось, что такие дефекты всегда существуют в любом кристалле. Очень тонкие, очень малые нарушения, но ведь, «где тонко, там и рвется». Поэтому, если на кристалл снаружи действуют силы, кристалл поддается им прежде всего в тех местах, где порядок нарушен. Пред­ставьте себе, что в ажурном каркасе высотного

дома одна из балок оказалась с изъяном: из-за нее легко может рухнуть вся постройка. Так и в кристалле из-за дефектных мест атом­ные постройки разрушаются намного легче, чем должно быть по расчету.

Техническое железо выдерживает вес в 20 кГ на 1 мм2, а могло бы оно выдерживать 1400 кГ при том же сечении. И только из-за того, что какие-то атомы железа сошли со своих мест, приходится тратить семьдесят тонн железа там, где можно было бы обойтись и одной! Естественно, что техника крайне заинтересо­вана в создании высокопрочных кристаллов. Очевидно, это должны быть кристаллы с со­вершенно идеальным порядком, без единого нарушения атомного строя. Задача очень трудная, но первые успехи уже есть. Удалось получить кристаллы железа и других металлов, в 100—1000 раз более прочные, чем природные. Пока такие кристаллы очень малы: это ни­тевидные кристаллы — «усики», тоньше человече­ского волоса. Больших бездефектных кристал­лов пока выращивают мало, но и высоко­прочные «усики», несомненно, громадное до­стижение науки.

И еще одну задачу в настоящее время решают ученые. Можно научиться, так сказать, наво­дить порядок в беспорядке: так растить кри­сталлы, чтобы дефекты, нарушения атомных построек располагались не случайно, а в нужном порядке. Так могут быть созданы кристаллы с заранее заданными свойства­ми — магнитными, электрическими, механи­ческими.

КРИСТАЛЛЫ РАБОТАЮТ

Строением кристаллов объясняются и мно­гие удивительные их свойства. У кристаллов кварца и некоторых других веществ открыто интересное свойство: пьезоэлектриче­ство. Если сдавить пластинку, вырезанную из кристалла кварца, то на ней появляются электрические заряды. Усилится давление, и величина заряда возрастает. Когда растяги­вают пластинку, электрический заряд ее тотчас же меняет знак: там, где был плюс, появится минус. Если приложить к такой пластинке электрический заряд, тогда все получается наоборот: кристалл сжимается или расширяется, смотря по знаку заряда. Если же прикладывать к кварцевой пластинке попе­ременно электрические заряды разных знаков,

66