Содержание
Тверже алмаза: топ 5 самых твердых веществ в мире – Пипсик
Многие ошибочно полагают, что на Земле нет ничего тверже алмаза. Но есть соединения, по сравнению с которыми алмаз напоминает мягкое масло! Некоторые из них встречаются в природе, другие же могут быть синтезированы исключительно в лабораторных условиях. Итак, 5 самых твердых веществ в мире:
1. Фуллерит
Это вещество по праву считается самым твердым на Земле. Уникальность этого кристалла в том, что состоит он не из атомов, а из молекул. Удивительно, но фуллерит царапает алмаз точно так же, как металлический нож оставляет следы на пластиковой поверхности.
В природе фуллерит не встречается: он может быть синтезирован только искусственным путем. Получают его из фуллеренов под давлением в 90 тысяч атмосфер и при температуре около 300 градусов. Фуллерены представляют собой молекулярные «шары», состоящие из атомов углерода.
Если рассматривать их под мощным микроскопом, «шары» будут напоминать футбольные мячи, каждая «грань» которых составлена из шести молекул углерода. Под воздействие экстремальных условий эти «шары» соединяются друг с другом, образуя прочные, практически нерушимые химические связи. Интересно, что существуют особые катализаторы, благодаря которым реакция полимеризации может происходить даже при комнатной температуре.
Свойста фуллерита:
Во-первых, как уже было сказано, он практически в два раза тверже, чем алмаз. Во-вторых, он обладает исключительной устойчивостью к концентрированным кислотам и щелочам, практически не вступая в химические реакции даже с самыми агрессивными реагентами.
В-третьих, фуллерит устойчив к воздействию высоких температур. Своих свойств он не теряет вплоть до температуры 930 градусов Цельсия! Наконец, между молекулами углерода в его атомарной решетке имеются пустоты, которые могут быть заполнены любыми другими молекулами, в том числе и металлами, что позволяет создать на основе фуллерита материалы с любыми заданными свойствами.
2. Лонсдейлит
Этот минерал очень похож на алмаз по своей молекулярной структуре. Его даже называют гексональным алмазом. Лонсдейлит также является одной из модификаций углерода.
Однако если это вещество загрязнено различными примесями, оно не может похвастаться особой твердостью. Но в очищенном виде он гораздо тверже, чем алмаз, и с легкостью может оставить на нем царапины. Чистый лонсдейлит на 58% прочнее алмаза, а при приложении к нему нагрузки прочность его лишь увеличивается. Кстати, механизм этого процесса для ученых все еще остается загадкой.
Очень интересна история его открытия. Впервые следы вещества удалось обнаружить на дне воронок, оставшихся после падения метеоритов. Метеориты эти, по-видимому, состояли преимущественно из графита. Из-за высокой температуры графит превратился в лонсдейлит. Минерал был найден в России на месте падения Тунгусского метеорита, а также в Америке в кратере Дьявола. Благодаря этому Лонсдейлит еще называют космическим алмазом.
Свое название минерал получил в честь ученого-минералога из Британии Кэтлин Лонсдейл. Идею дать ему именно такое название предложил другой минералог по имени Клиффорд Фрондель. Он пояснил эту мысль тем, что новая форма алмаза в природе столь же редка, как и женщина-ученый. Конечно, в наши дни это не столь актуально. В 1960-е же годы ситуация в науке была такой, что женщинам было сложно добиться больших научных высот.
3. Вюртцитный нитрид бора
Кристаллическая решетка этого вещества представляет собой особую форму, которую называют вюртцитной. Именно благодаря этому вещество является столь твердым. Если прикладывать к кристаллу нагрузку, атомы в кристаллической решетке будут особым образом перераспределяться, из-за чего вещество станет еще более твердым.
То есть чем больше нагрузка, тем тверже делается нитрид бора! Это свойство роднит его с лонсдейлитом — еще одним «конкурентом» алмаза, который образуется на дне воронок, оставленных графитовыми метеоритами. До сих пор не удалось точно установить, по каким причинам твердость минерала меняется при воздействии нагрузок.
К сожалению, вопрос остается открытым, так как экспериментировать с этим веществом довольно сложно, поскольку его нелегко синтезировать в лабораторных условиях.
4. Эльбор
Эльбор иначе называют кингсонгит и боразон. Материал этот практически такой же твердый, как и алмаз. Благодаря этому он широко используется в обработке различных твердых сплавов. Эльбор является природной модификацией нитрида бора.
Эльбор — единственное соединение бора, которой образуется в недрах нашей планеты. Остальные минералы, в состав которых входит бор, зарождаются около поверхности Земли.
Эльбор удалось обнаружить в части земной коры, которая в ходе эволюции планеты словно бы «нырнула» под соседнюю литосферную плиту. На глубине более трех сотен километров при температуре около 1200 градусов произошли химические превращения, в результате которых и появился этот сверхтвердый минерал. Случилось это примерно 180 миллионов лет назад.
5. Нитрил бора
Это вещество появилось сравнительно недавно: оно было синтезировано в лабораторных условиях в 1957 году, и оказалось значительно тверже алмаза. Одновременно оно превосходит его и по ряду других свойств. Например, при воздействии сверхвысоких температур вещество не растворяется в металлах, благодаря чему может использоваться для обработки стали. Слой нитрила углерода-бора наносится на инструмент в качестве режущей кромки для обработки всевозможных деталей, использующихся в самолетах и космических кораблях.
Природа удивительна и нас ждет еще множество невероятных открытий. Алмаз — далеко не самое твердое в мире вещество. Правда, поспорить с ним по красоте и привлекательности другим минералам непросто. Хотя нельзя исключать, что рано или поздно в продаже появятся обручальные кольца с фуллеритом или лонсдейлитом.
Тверже алмаза: ученые исследовали свойства одноатомной углеродной нити
https://ria.ru/20130816/956779330.html
Тверже алмаза: ученые исследовали свойства одноатомной углеродной нити
Тверже алмаза: ученые исследовали свойства одноатомной углеродной нити — РИА Новости, 16.08.2013
Тверже алмаза: ученые исследовали свойства одноатомной углеродной нити
Исследование свойств нового углеродного материала — карбина — показало, что он в два раза прочнее алмаза и графена, а также обладает уникальными электрическими свойствами.
2013-08-16T14:57
2013-08-16T14:57
2013-08-16T16:23
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/956779330.jpg?9567980691376655813
сша
америка
весь мир
северная америка
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2013
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
открытия — риа наука, сша
Наука, Открытия — РИА Наука, США, Америка, Весь мир, Северная Америка
МОСКВА, 16 авг — РИА Новости. Исследование свойств нового углеродного материала — карбина — показало, что он в два раза прочнее алмаза и графена, а также обладает уникальными электрическими свойствами, говорится в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета группой под руководством Бориса Якобсона из университета Райса (США).
«Ранее уже было известно о высокой упругости карбина на растяжение, но в практических приложениях куда более важна другая характеристика: удельная жесткость (отношение упругости к весу) — мы установили, что по этому параметру карбин вдвое превосходит графен, алмаз и нанотрубки. Кроме того, мы впервые получили оценку его удельной прочности (прочность на разрыв на единицу массы), и она также оказалась в полтора-два раза выше, чем у этих материалов», — сказал РИА Новости Василий Артюхов из университета Райса, один из авторов исследования.
Пополнение в большой семье
5 октября 2010, 17:13
Необычные свойства графенаНобелевская премия 2010 года по физике присуждена выходцам из России, работающим в Великобритании — Константину Новоселову и Андрею Гейму — за создание графена.
Ученым известно множество различных углеродных материалов. Их свойства радикально отличаются в зависимости от молекулярной структуры, которую образуют атомы углерода. Помимо алмаза и графита, в углеродную «семью» входят нанотрубки, фуллерены («шары», собранные из 60 атомов углерода), графен (слой атомов углерода толщиной в один атом).
Новый член семейства — карбин — представляет собой одноатомную углеродную нить. Впервые о получении этого соединения в 1960-1970-е годы заявили ученые из Института элементоорганических соединений (ИНЭОС) РАН. Группа под руководством Алексея Сладкова утверждала, что им удалось получить две разновидности карбина — кумулен (где каждый атом связан с двумя соседями двумя двойными связями) и полиин (где чередуются тройные и одинарные связи). Однако, впоследствии ученые нашли другие возможные объяснения некоторым из экспериментальных наблюдений.
«Возникла несколько противоречивая ситуация, в которой осторожное по своей природе научное сообщество скорее склонилось к мнению «карбина не существует». Это не означает, что все свидетельства в пользу существования карбина были опровергнуты. Я бы сказал, что с большой уверенностью можно утверждать, что в 1970-е карбин уже был успешно получен», — сказал Артюхов.
Эксперименты в компьютере
На данный момент получение карбина остается крайне сложной задачей, поэтому ученые пока проводят эксперименты не с настоящим веществом, а прибегают к помощи квантово-механического моделирования на суперкомпьютерах. «В предыдущих работах… внимание было сосредоточено на каких-то отдельных его характеристиках, мы же задались целью охарактеризовать его сразу со всех сторон, то есть создать полную механическую модель материала», — говорит Артюхов.
Результаты такого моделирования показали, что карбин обладает уникально высокой жесткостью — его удельная прочность на килограмм массы составляет 1 миллион килоньютонов на метр. Это в два раза выше прочности нанотрубок и графена (0,45 миллиона килоньютонов) и почти в три раза прочнее алмаза — 0,35 миллиона килоньютонов). «Мы обнаружили и несколько других интересных явлений, например то, что у карбина можно «включать» крутильную жесткость путем присоединения определенных функциональных групп на концах», — сказал собеседник агентства.
Кроме того, Якобсон и его коллеги смогли доказать, что при растяжении карбиновой нити радикально меняются ее электрические свойства — она «превращается» из формы кумулена (который является проводником) в форму полиина (диэлектрик), то есть, натягивая нить карбина, можно выключать и включать проводимость.
Не космический лифт, но электроника
Пока технологии получения карбина крайне сложны. Самая длинная нить карбина — 6 нанометров — была получена в 2010 году учеными из Канады. Поэтому, по словам Артюхова, карбин может быть использован в качестве компонента различных сложных наносистем. «Он мог бы служить «нанотросом» или «наностержнем» (в зависимости от длины), а также проводящим или полупроводниковым «кабелем», — говорит ученый.
Несмотря на его уникальную механическую прочность, карбин вряд ли можно будет использовать для создания сверхпрочных макроскопических тросов, например для «космических лифтов».
«Дело в том, что прочность материала всегда определяется не самым сильным, а наоборот — самым слабым «звеном» в нем. В углеродных волокнах это — соединения между графитовыми листами, в композитах с нанотрубками — контакт между нанотрубкой и матрицей. И сколько ни улучшай свойства усиливающих элементов в системе, прочность её останется постоянной, если они плохо соединены друг с другом», — говорит Артюхов.
Зато карбин может пригодиться в электронике — в зависимости от натяжения у него резко меняются проводимость и оптический спектр поглощения. «Натяжением можно контролировать, к какой длине волн света материал максимально чувствителен. Это очень полезное свойство для оптоэлектронных приложений, в частности, в телекоммуникациях», — отметил ученый
Читать онлайн «Твёрже алмаза», Екатерина Оленева – ЛитРес
Глава 1. Питер
Всё было плохо.
Нет, не просто плохо – отвратительно.
Она, Коралина Фисантэ, вот уже больше часа стоит в одном из прекраснейших дворцов мира, в красивом платье, окружённая сливками общества и – подпирает собой стену!
Она? Подпирает стену?!
Да у Каролины никогда меньше трёх кавалеров про запас не было. Парни готовы были глотки друг другу рвать за честь побыть в её обществе пару лишних минут. Она ни секунды не сомневалась в том, что с успехом завершит свой первый сезон в столице, составив блестящую партию. А в действительности оказалось, что даже банального партнёра по танцам сыскать не удалось. Позор, да и только.
Вне себя от досады девушка обмахивалась веером.
– Прекрати, дорогая. Испортишь причёску, – резонно заметила её мать, Фиона Фисантэ.
– Ну и пусть. Никому нет дела до причёсок какой-то там провинциалки, – обиженно фыркнула Каролина.
– Не стоит расстраиваться. Это же только первый полонез, – резонно заметила Силена, сестра-близнец, сестра-тень.
Большую частью любимая, но иногда, вот как сейчас, ужасно раздражающая.
Пара следовала за парой, фигура в танце сменялась следующей, танцующие переходили из одной залы в другую. От красивых кавалеров в глазах рябило. Было так много, лиц, что они сливались в одно сплошное невыразительное пятно.
Каролина почему-то не думала о том, что она может для потенциальных женихов утонуть в море кисеи, бутоньерок, сияющих диадем и дежурных улыбок. Превратиться в невидимку, потерявшись в море лиц.
Она была убеждена, что её заметить можно всегда и везде. То, что этого не происходило немедленно, прямо сейчас, воспринималось ею как личное оскорбление от госпожи Судьбы.
– У меня спустился чулок, – шепнула Каролина матери. – Пойду в дамскую комнату, поправлю.
Фиона проводила её встревоженным взглядом. Будто здесь могла угрожать какая-то опасность?
Что может стрястись в ярко освещённой комнате, полной людей? Да ещё самых родовитых и благовоспитанных во всём королевстве?
Оставшись одна, Каролина решила воспользоваться случаем и попробовать шампанского.
Людей в зале было много. Все заняты – кто беседой, кто танцем, кто игрой. Все в лёгком подпитии. Можно, переходя от группы к группе, беспрепятственно подслушивать и подсматривать.
Завернув за колонны, увитые искусственным плюющем и розами, Каролина свернула в боковой ход, заполненный столиками. Их отделяли друг от друга пышные портьеры. В зале играли в карты. Судя по сосредоточенным лицам, по-крупному.
Заметив отца, с озабоченным видом озирающегося по сторонам, Каролина, не имеющая ни малейшего желания отыскиваться раньше времени, юркнула за пышную гардину. Выглянув через секунду с облегчением убедилась, что он ушёл. Она уже собралась продолжить разведывательный поход по дебрям дворца, как голоса, принадлежавшие молодым и, как она надеялась, симпатичным людям, привлекли её внимание.
Говорили тихо. Чудя по тону, намечалась ссора.
– Какая приятная неожиданность увидеть тебя, Питер! Маршал отпустил на сегодняшний вечер? Или он сам пришёл, снизойдя до общества?
– Милорд не пришёл.
– Что так?
– Очень занят. У него важная встреча, –скучающе прозвучало в ответ с нескрываемым презрением.
Каролина навострила ушки. Если молодые люди начнут ссориться и дальше, ей будет что рассказать подружкам. Подумать только? Настоящая дуэль! Если, конечно, повезёт. Поединки – вещь интригующая. А уж если задета честь дамы… а чаще всего именно она и задета. Из-за чего же ещё драться порядочным джентльменам как не из-за ветреной юбки?
– Выпьем за важные встречи?
Судя по легкому стуку, молодые люди сблизили бокалы.
– Не всегда приходится делать то, что хочется. Иногда нужно выполнять долг, – вкрадчиво зазвучал голос первого. – Наш славный маршал, известное дело, служит короне, – добавил он с глумливым смешком, – своим прославленным мечом.
Снова за портьерой раздался непристойный гогот.
Каролина захотелось уйти, но любопытство оказалось сильнее. Она и сама не знала, что надеялась услышать, какую байку или сплетню? Просто подслушивала – и всё. Была у неё с детства такая дурная привычка.
– О чём ты? – спросил тот, кого называли Питером.
– Известно, о чём. Все знают, что у твоего господина два меча. Одним он служит королю, другим – королеве. Но никто не оспорит факта, что оба служат короне.
Что-то зазвенело, ударилось, покатилось. Судя по звуку, посуда. Потом глухой удар, сдавленный хрип. События принимали интересный оборот, но тут Каролина ощутила железную хватку на предплечье и, порывисто обернувшись, встретилась с ледяными глазами матери.
Фиона вытащила её из закутка где начиналась драка и толкнула в другой, более тихий и уединённый.
– Потрудитесь объясниться, дочь, что вы тут делаете? Если память мне не изменяет, вы сейчас должны находиться в туалетной комнате, поправляя сползшие чулки?
– У меня закружилась голова, – оправдывалась Каролина. – Я хотела минуточку побыть одной. Что тут такого? – капризным голосом оскорблённой невинности добавила она.
Даже захлопала ресницами, демонстрируя, до какой степени не понимает, за что получает нагоняй.
– Не начинай, – строго оборвала мать, знающая всевозможные увёртки своего чада. – Я же видела – ты подслушивала.
– Все иногда подслушивают, – не стала отпираться Каролина.
– Ладно, закрою глаза на твоё поведение, но с условием, чтобы до конца вечера больше не было ни одной подобной выходки.
Каролина тяжело вздохнула. Как будто был выбор?
Фиона Фисантэ на её памяти ни разу ни на кого не повысила голос. Но на памяти Каролины так же не было случая, чтобы кто-то осмелился перечить желаниям матери.
– Идём, дорогая, – голос Фионы привычно смягчился и потеплел. – Тебя ждёт кавалер.
Кавалером оказался приятель старшего брата Джорджа, находящегося сейчас на зимних квартирах. Его полк был расквартирован где-то на западе. О точном местоположении брата Каролина догадывалась смутно. Закончив пансион она так и не успела подружиться с географией.
Увидев перед собой приятного молодого человека в военной форме, она заулыбалась светло и радостно, по опыту зная, какое впечатление производит её улыбка на мужчин:
– Бертучо! – протянула она ему хорошенькие ручки, затянутые в кружевные перчатки. – Рада вас видеть!
Молодой гвардеец, не удержавшись, засмеялся в ответ. Очень уж жизнерадостно и заразительно звучал смех девушки.
– Вы так повзрослели, Каролина, – бросая на неё восхищённые взгляды, проговорил он. – Когда мы виделись в последний раз, вы, помнится, клялись никогда не выходить замуж, собираясь сбежать к пиратам чтобы плавать под чёрным флагом до скончания дней.
– После этого я мечтала о карьере певицы в варьете, танцовщицы на уличных подмостках. И даже, к стыду, к моему, подумывала, а не уйти ли мне в монастырь, чтобы со временем стать святой.
– Какое счастье, что не все детские мечты осуществляются. Если бы вы ушли в монастырь, я бы не смог сейчас пригласить вас на менуэт.
Остаток вечера прошёл прекрасно – музыка, цветы, танцы.
– Очаровательна! – выносили вердикт кавалеры один за другим, норовя поцеловать кончики белых, музыкальных пальцев Каролины.
Она лишь улыбалась в ответ, чувствуя головокружительный прилив сил от осознания собственной красоты, молодости и привлекательности.
Танцевала Каролина превосходно. Тонкий, подвижный стан, шевелящийся под обнимающей его рукой был прелестен. Невозможно было не залюбоваться радостным блеском её улыбок и глаз, её грациозностью и живостью.
Мужчины и любовались, пользуясь случаем.
– Вижу, тебе весело? – подмигнул Каролине отец, улучив момент.
– Как никогда в жизни!
Устав, запыхавшись, тяжело дыша, она хотела сделать передышку. Но следующему кавалеру просто не смогла отказать.
Молодой человек неожиданно запал в душу. Он был настолько изящен, что к его описанию вполне подошло бы слово «хрупок». С копной таких же светлых, как у Каролины, волос и меланхоличным, чуть высокомерным, лицом.
Черты его были столь тонкими, что вполне могли бы принадлежать переодетой девушке. Черный костюм простого кроя оживлялся лишь отложным воротником без кружев. На фоне блистательны нарядов это осмотрелось почти как бедность.
– Разрешите пригласить на вальс? – отвесил молодой человек требуемый этикетом поклон.
Каролина была заинтригована. Она узнала голос. Он принадлежал одному из ссорящихся за портьерой невидимок.
Чуть склонив голову к правому плечу, едва заметно покраснев, то ли от удовольствия, то ли от смущения, она вложила тоненькие пальчики в раскрытую ладонь.
Молодой человек обнял Каролину за талию прежде, чем Фиона успела воспрепятствовать нарушению приличий. Ведь по правилам высшего света невозможно ангажировать даму на танец, не будучи ей представленным.
Каролина и Питер были третьей парой, вошедшей в круг. Танцевал молодой человек неплохо, только двигался слишком напряжённо.
Каролина решила заговорить первой так как пауза слишком затянулась.
– Чудесный бал! – сказала она.
– Очаровательный.
Улыбка молодого человека была одновременно и смущённой, и похожей на усмешку. Он не столько улыбался, сколько кривил уголки губ.
– Я не имею чести знать вашего имени, – напомнила Каролина.
– О! Простите! – спохватился молодой человек. – Питер Рэдси, к вашим услугам.
– Рэдси?
Каролина, нахмурившись, обратилась к глубинам памяти, пытаясь припомнить историю названной фамилии.
– Ваша семья, кажется, владеет землями в Авенри за западными холмами?
– Моя семья владела Синими Холмами более пяти сотен лет. Перед вами последний наследник и глава дома Рэдси.
– Глава дома? – с сомнением, почти испуганно протянула Каролина.
Молодость юного Питера в её воображении плохо сочетались с озвученный им статусом.
– У вас высокое положение.
Питер тряхнул светлыми кудрями:
– На самом деле не очень. Моя семья в своё время поддерживала династию Роумэнов, входя в ближний круг низложенных королей. При новой власти нам этого, естественно, не простили. Так что и спустя почти два века мы не в особой чести при дворе. Но к чему я рассказываю вам и без того всем известные вещи? На балу следует веселиться, а не говорить о далёком прошлом.
Танец закончился и, вежливо поблагодарив юношу, Каролина вынуждена была отойти в сторону.
Второй раз они встретились в парке спустя неделю после бала.
В тот день выдалась отвратительная оттепель, превратившая твердый искристый снег в отвратительную кашу под ногами – почти непролазную топь.
Проклиная про себя аристократический обычай прогуливаться после обеда Каролина пробиралась к выходу, стараясь не слишком запачкать юбки.
– Мисс!
Услышав отклик, Каролина обернулась, но, увидев молодого человека, следовавшего за ней, ускорила шаг.
– Мисс! Мисс Фисантэ! Я… разве вы не узнали меня? Я – Питер Рэдси!
Каролина помедлила, в нерешительности глядя на то, как он приближается.
– Я знаю кто вы, но… но я одна.
Догнав её, Питер Рэдси улыбнулся:
– Моё почтение, мисс Фисантэ. И, с вашего позволения, вы уже не одна. Я же перед вами. Значит – вы со мной.
– Вот именно, –фыркнула Каролина, изображая недовольство.
– Да ладно вам? – весело рассмеялся Питер. – Какие нормы поведения в данной ситуации? Мы же с вами тут почти на острове… как, кстати, вы тут оказались?
– Думала прогуляться. Мне говорили, что это лучший парк в городе. Но пока я заметила лишь одну тенденцию – сверху всё серое, снизу всё грязное.
– Возможно, со временем, вы заметите больше? Даже в газетах пишут об этом знаменитом парке. Однако, полагаю, такая девушка как вы, предпочитает газетам романы?
– Судя по вашему тону, вы романов не одобряете? – ехидно сузила глаза Каролина.
– Романы? По-моему, это жалкая безвкусица, которую читают женщины. Что ещё добавит? – пожал она плечами.
– Вы правы. Ни к чему что-то добавлять.
Каролина развернулась и пошла по направлению к выходу.
– Хм-м? Кажется, мне следует извиниться? – повысил он голос, потому что она удалилась уже на достаточное расстояние. – Я ведь ни в коем случае не хотел вас обидеть, мисс.
– Вы меня ничем и не обидели, – засмеялась Каролина, помахав на прощание рукой.
Питер проводил её взглядом, больше не осмелившись сказать ни слова.
Питер Рэдси не был первым молодым человеком, с которым Каролина была знакома. Но он стал первым молодым человеком, запавшим ей в душу. Двух малозначительных встреч вдруг оказалось вполне достаточно, чтобы дать пищу нескончаемым девичьим мечтам.
Если бы кто-нибудь посмел сказать Каролине, что эти мечтания типичны для многих юных дев в её возрасте она бы смертельно оскорбилась. Ей собственные чувства представлялись исключительными и необыкновенными, ни в коем случае не наивными, какими они, в действительности, были.
В этих грёзах, естественно, Питер замечал необычную красоту Каролины. Она блистала красноречивым остроумием, поражала его исключительными музыкальными талантами и, конечно же, лучше всех танцевала на балу. Неважно, на каком – главное, что лучше всех!
Пока маленькие ножки порхали по паркету, в голове прокручивались картины, одна приятней другой –бальзам для женского самолюбия.
Самой полюбившейся фантазией стала мизансцена, в которой, встав на одно колено и глядя на неё прекрасными, глубокими, несчастными глазами Питер признавался в любви, предлагая ей руку и сердце.
Будучи по сути избалованным ребёнком, Каролина привыкла получать всё, что захочет и на этот раз ни секунды не сомневалась, что получит желаемое.
Раскрасневшаяся, запыхавшаяся, она садилась на утопающей в полумраке диван. Мысли уносились так далеко, что она не замечала привычных вещей: тяжёлого буфета, стола из красного дерева, массивного серебра и натёртого до блеска паркета. Подсвеченная радужными мыслями комната казалась необыкновенно уютной.
Вот она, прекрасная и гордая, идёт по ковровой дорожке, склоняясь в изящном реверансе перед Их Величествами.
Вот она, весёлая и оживлённая, кокетничает со всеми мужчинами напропалую, подряд. Конечно, это немного жестоко по отношению к юноше с белыми, похожими на золотой шлем, волосами. К юноше с отрешённым взглядом, в котором светилась пленительная для Каролины отрешённость и непонятная печаль. Но тем большая радость будет ждать его впереди, когда Питер узнает, что ей, вокруг которой все мужчины роятся, как пчёлы, на самом деле нужен только он – он один!
Они останутся наедине. Он признается в своей безнадёжной любви. Она откроется, поведав, чем так полно её девичье сердце.
В воображении Каролины раз за разом вставало лицо Питера, изумленное и счастливое в тот момент, когда она согласится стать его женой.
Конечно же, её родители могут не сразу одобрить этот брак (вариант, где брак легко одобрялся, лишал Каролину доброй сотни приключений и поэтому не был принят к рассмотрению). Им придётся бежать, чтобы венчаться тайно.
Финальная картина – они вдвоём, верхом на белых лошадях скачут навстречу закату по песчаной косе. Под копыта лошадям летят обрывки пены от наступающего прибоя. В небе взволнованно кричат, паря, чайки.
Глава 2. Королевский приём
– Каролина! Силена! Куда вы запропастились? – донёсся с лестницы повелительный голос матери.
С тихим стуком упали на пол шпильки. Вместо белоснежных лошадей с гривами, развевающимися хвостами и плюмажами, Каролина увидела собственное отражение в зеркале.
– Идём, – схватила Силена её за руку. – Наверное мама хочет сообщить какую-то новость.
Силена не ошиблась.
– Вы, должно быть, слышали о том, что в ближайшие недели намечена церемония представлений дебютанток в королевском дворце? – обратилась к ним Фиона, как только Каролина с Силеной чинно расселись перед ней на стульях. – Мы получили приглашение. Вас представят Их Величествам.
– Не может быть! – сжала Каролина повлажневшими от волнения пальцами руки сестры.
– Там будет весь высший свет. И мы – тоже! Представляешь, Каролина? – блестя глазами отозвалась Силена. – Матушка, а это точно?
– Совершенно точно. И у нас катастрофически мало времени. Ведь необходимо приготовить вам достойные высокого случая наряды.
Когда сестры остались наедине, Силена надулась, словно хомяк, натолкавший бобы за щёки.
– Что случилось? – поинтересовалась Каролина.
– Не хочу выглядеть нелепо, как в тот раз, когда к нам в имение приехал герцог Паулисс… ну что же это такое?! Не смейся надо мной!
– Я не смеюсь, – заверила Каролина Силену, хотя выражение её лица говорило об обратном. – Просто, на мой взгляд ты тогда выглядела слишком… розовой.
– Ох! Не нужно было мне тогда слышать эту противную модистку… как там её звали? Пэнс?
– Что поделать? У нашей тёти есть свои представления о том, как должна выглядеть юная дева перед настоящим джентльменом. По её понятиям, в идеале девица должна походить на свежевымытого поросёнка.
– Нужно было поступить так же, как ты: не слушаться никого! Ты-то не стала тогда носить те ужасающие оборки!
– Дело не в оборках. В платьях, подобранных тётушкой, были такие тесные корсеты, что в них и мертвый не смог бы дышать.
– Возможно тётушка пребывала в убеждении, что благовоспитанной девице дышать и ни к чему?
Каролина запорхала по комнате легкокрылой птичкой, пародируя обеим небезызвестную особу:
– Юные девы! Бурное дыхание не украшает высокородную леди! Неужели же вы осмелитесь дышать в присутствии гостей?
Силена весело хохотала, наблюдая, как сестра, дурачась, имитируя манеры тётки, расхаживает вокруг с павлиньим видом, оправляя платье и царственно отбрасывая на спину выбившийся из прически локон:
– Дышать, выставляя грудь напоказ перед Её Величеством? Это… это… у меня нет слов! Вверх неприличия! Это… это… это отсутствие должного воспитания, сударыни! Вот что это такое!
Взглянув на смеющуюся сестру Каролина тоже весело расхохоталась, схватив её за руки и кружась по комнате:
– Пусть тётка хоть с утра до вечера трещит о приличиях, о поросячьих платьях, идеально подходящим юным леди для первого приёма. Главное, что мы окажемся в королевском дворце! Своими глазами увидим Их Величества! Всех лучших людей королевства! Представляешь?
– Представляю. Но розового платья даже ради такого случая больше не надену.
– И не надо, – поддержала Каролина сестру.
Остановившись перед зеркалом, она критически осмотрела собственное отражение во всех ракурсах.
Возможно, её лицо нельзя было назвать классически красивым, но оно совершенно точно было весьма привлекательным. Точёный узкий подбородок не совсем правильно сочетался с чуть заметной широкоскулостью, из-за чего лицо имело форму сердечка, но раскосые, ярко-голубые, как небо в ясный день, выразительные глаза искупали этот небольшой изъян во внешности. Подвижный алый рот дополнял яркую миловидность, выдавая живость, даже страстность натуры.
Сама Каролина не знала об этом, но именно пухлые губы, ещё не твёрдо очерченные, больше и чаще всего привлекали мужское внимание. Когда Каролина говорила губы, казалось, были готовы улыбнуться или рассмеяться в любой момент, а когда умолкала, нижняя губа чуть-чуть приподымала верхнюю.
Ещё раз окинув себя взглядом с ног до головы девушка с досадой подумала о том, что в лице её ещё таится что-то детское, несмотря на уже ярко проступающую женственность. Собрав волосы в подобие высокой прически ещё раз окинула себя критическим взглядом.
– Как думаешь, маршал Сид Кайл будет на приёме?
– С чего это ты вдруг им заинтересовалась? – насмешливо сузила Силена глаза. – Попробую догадаться? Так! Признавайся! Тебя ведь интересует вовсе не сам прославленный маршал? Ты хочешь видеть его оруженосца, верно?
В этот самый момент сестра показалась Каролине вредной как никогда.
С досадой она отдёрнула от головы руки. Волосы пушистым водопадом накрыли хрупкие плечи.
Силена подскочила, обнимая сестру со спины и глядя в зеркало через плечо Каролины:
– Думаю, он придёт, – сказала она. – Я про знаменитого маршала говорю. Разве может он не прийти на королевский приём? – Лицо Силены вновь расплылось в лукавой улыбке. – Будем надеяться, своего оруженосца он тоже захватит.
Последующие несколько дней были посвящены нарядам для сестёр Фисантэ. Фиона ради такого случая выписала лучших модисток и выделила белошвейкам целую комнату, где и проходили бесконечные примерки.
Приходилось стоять так долго, расставив руки и выпрямив спину, что всё тело, затекая, начинало болеть.
– Красота требует жертвы, – говорила портниха.
И сёстры терпели.
Наконец долгожданный день настал.
С самого утра дом был словно на ушах. И слуги, и господа носились туда – сюда по коридорам и лестницам.
В комнате, где портнихи заканчивали с платьями, валил пар от утюгов, накаляющихся на углях.
В ванных комнатах тоже поднимался пар, только уже от горячей воды и курящихся ароматических эссенций.
– Поторапливайтесь! – наставляла графиня дочерей. – К полудню следует быть готовыми.
– Но ведь приём начнётся в три?
– Девочки, без разговоров! В ванной следует пробыть не менее трёх четвертей часа, иначе толку не будет никакого.
– А каким должен быть толк? – шёпотом поинтересовалась Каролина у Силены.
– Ваша кожа станет цветущей и нежной, – с услужливой улыбкой сказала камеристка.
Каролина пожала плечами. И у неё, и у сестры кожа и без того была идеальной.
Сначала сидеть в душистой пене было приятно. Потом сделалось жарко (служанки всё время подливали кипяток в остывающую воду) и скучно.
– Да посидите спокойно хотя бы минуточку! – раздосадовано воскликнула Стесси, прислуживающая Каролине ещё с детских лет и потому позволяющая себе некоторую вольность в обращении. – Вот егоза! Как в материнской утробе девять месяцев-то высидела!
Когда положенное время вышло, Каролину и Силену замотали простынями.
Не дожидаясь, пока прислуга подаст туфли, Каролина босиком прошлёпала в свою комнату, оставляя на паркете влажные следы.
– Барышня! Да что же вы делаете-то? Ведь нельзя так! – причитала по пятам следующая за ней камеристка. – Простудитесь! Станете чихать перед их величествами, вот тогда вспомните мои наставления! Да поздно будет.
Облачившись в нижнее бельё, перламутровое и тонкое, как паутинка, Каролина привычно ухватилась за столбик кровати. Предстояло затянуть корсет. Нелёгкое испытание даже с её осиной талией.
– Ох, барышня! От вас и глаз не отвести! Какая изящная красавица! – восхищалась делом рук своих прислуживающая Каролине девушка.
– Весьма мило, – согласилась графиня Фисантэ, явившаяся на смотр и, кажется, оставшаяся довольна увиденным. – Помните, дитя моё, на каблуках ходить по дворцовым паркетам следует очень осторожно. Полы натирают до такой степени, что они становятся похожими на лёд. Ну а теперь самое сложное – причёска.
Она состояла из уложенных вокруг головы причудливой короной кос и локонов. Изгибы прядей покрыли душистой пудрой чтобы ярче сверкали. На это ушло не меньше двух часов.
– Плечи и шею моих дочерей можно не трогать, – распорядилась графиня. – Пусть сверкают белизной и юной свежестью без всяких прикрас. Они без всякой пудры хороши.
Лёгкие туфли на крошечном каблучке из лёгкой кожи застёгивались крест на крест алмазами. Шёлковые голубые ленточки обеспечивали дополнительную надёжность, завязываясь вокруг стройной ножки. Голубое платье из блестящего муара с широким подолом, украшенного атласными разводами, дожидалось хозяйку, лёжа на кровати. Это чудо сверкало, сияло и переливалось, стоило лучику света попасть на ткань.
Задыхаясь от радости и восхищения Каролина с помощью служанок облачилось в это сияющее облако. При каждом шаге платье волнующе шуршало и шелестело, приводя хозяйку в восторг.
«Когда Питер увидит меня, он влюбится в меня ещё сильнее», – самодовольно подумала она, любуясь собственным отражением.
– Можно войти? – предварительно постучав в дверь, поинтересовался отец.
Увидев Каролину, восхищённо замер.
– Я самый счастливый человек на свете, – галантно поцеловав руку супруге, сообщил он. – Ведь меня окружают самые прелестные женщины Мороссии. Мои дочери покорят королевский двор своей свежестью и красотой.
– Спасибо, папочка, – сияя улыбкой, проговорила Каролина.
– В портрете не хватает лишь одного штриха, – проговорил отец, протянув дочерям по шкатулке.
– Что это?
– Открывайте и увидите.
Подняв крышку Каролина не смогла сдержать возгласа от восторга. Жемчужный гарнитур – элегантное ожерелье и капельки-серёжки великолепно подходили к её наряду.
– С дебютом, мои принцессы.
Всю дорогу Каролина едва дышала. Она до смерти боялась измять платье или испортить причёску.
Силену, судя по напряжённой позе, занимали те же тревоги.
Сеялся мелкий дождь. Несмотря на то, что день ещё был в самом разгаре, на улице господствовали сумерки. Зато сам дворец сиял огнями как платье аристократки драгоценностями. По высоким лестницам поднимались сотни людей: дамы, служанки, лакеи, министры, военные.
Вместе с остальными семейство Фисантэ начало восхождение в рай. Служанки придерживали девушкам шлейф, чтобы он не запачкался в грязи на длинных мраморных ступенях.
Они проследовали в полукруглую комнату, одну сторону которой занимали арочные, от пола до потолка, окна. Их отражали зеркала, покрывающие стены вместо обоев.
Женщин в комнате было много. Красивых и не очень, одетых богато и вычурно, со строгим вкусом или слишком просто, в зависимости от собственных вкусовых пристрастий и достатка.
Каролина с Силеной присели на мягкие пуфы, обитые дорогим шёлком.
– Здесь так много света, – в хрустальном голоске Силены дрожали восхищение и боязнь.
– Это из-за граней в хрустальных люстрах. Они отражают свет свечей, – пояснила Каролина.
– Пора. Идёмте, – встрепенулась мать.
Каролина могла видеть собственное отражение в бесчисленной анфиладе зеркал, вдоль которых они двигались.
Росписи на потолках представлялись ей грандиозными. Разноцветная мозаика на полу завораживала. Парчовые портьеры, сияющие золотом в блеске свечей, лепнина из цветов и амуров на потолке – от всего этого в глазах рябило.
От волнения в голове поднялся туман. Каролина почти ничего не соображала и действовала, как заведённая кукла. Хорошо ещё, этикет, вдалбливаемый в неё с детских лет, заставлял тело двигаться даже тогда, как разум почти не управлял им.
Она сделала три реверанса. Первый, самый низкий, предназначался королю, второй – королеве, третий – членам королевского дома.
Как во сне, слышала голос отца и матери, ощущала рядом присутствие сестры. Туман в голове начал рассеиваться только тогда, когда, получив разрешение удалиться, Каролина отступила, смешиваясь с толпой придворных.
Откровенно говоря, вид суверена разочаровывал. Ведь король это нечто сильное и монументальное, это средоточие власти. А человек, сидящей на высоком стуле, покрытым красным кумачом, куда больше походил на жизнерадостного розовощёкого фермера, чем на властного повелителя. Жирные щеки, толстые губы, вздёрнутый, курносый нос. Да ещё, в довершении картины, плешивая голова. Внешности менее романтической представить себе невозможно.
Королева выглядела на порядок лучше супруга. Но, если супруг отличался избыточной дородностью, то королева была похожа на птичку – невысокая, хрупкая.
Каролина, наслышанная о красоте первой дамы страны, глядя на предмет, вызывающей томление струн у лиры придворных поэтов не понимала, чем же это восхищение вызвано? По-настоящему хороша в облике королевы была разве что роскошная золотая диадема, блестевшая среди тщательно завитых пепельно-русых локонов.
В обширном зале, заполненной придворными, взгляд выхватил фигуру в чёрном костюме чьим единственным украшением по-прежнему служил лишь белый пышный воротник.
Сердце забилось в сладком волнении – Питер Рэдси!
Он шёл за человеком, перед которым толпа расступалась с почтением, если не сказать, что со страхом.
Таких красивых мужчин Каролине раньше видеть не приходилось. Красота эта была не изысканно-изящной, как у Питера, а дикой и опасной, словно у дикого зверя. Резко очерченные скулы, хищный разлёт бровей. Прямые, иссиня-чёрные, спадающие почти до плеч, волосы.
Мужчина, не задерживаясь, миновал стайку придворных дам. Небрежным жестом приказал Питеру не следовать за собой дальше. Дойдя до подножия трона, опустился перед королем на одно колено, склоняя гордую голову.
– А вот и вы, мой верный друг.
Король пытался изобразить отеческую улыбку, но Каролине отчего-то она показалась жалкой.
– Мы рады видеть первого маршала Мороссии. Раз уж все в сборе, повелеваю начать церемонию. Ваше Преосвященство?
Высокий и статный человек в красно-золотом облачении высшего духовенства медленно приблизился к подножию трона, и церемония началась.
Под фанфары, кричащие так оглушительно что Каролине захотелось зажать уши, чеканя шаг, выступили гвардейцы, отдавая честь.
Фанфары смолкли. Заиграла музыка. Гвардейцев сменили фрейлины.
Каролина моргала в недоумении. И это – всё? Ради чего столько шума? Если в церемонии и был смысл, то он от неё ускользал.
Обернувшись, она отыскала взглядом Питера и покраснела, встретившись с ним глазами.
На щеках юноши тоже вспыхнули лихорадочные алые пятна.
– Госпожа Фисантэ? – королева, улыбаясь, спустилась с трона и, играя веером, подошла к матери Каролины. – Я хотела лично попросить вас украсить наш бал своим присутствием. Ваши очаровательные дочери унаследовали прославленную красоту матери и сегодня у нас не будет украшения более прелестного. Я была бы счастлива видеть одну из ваших девочек в числе моих фрейлин, – ласково потрепала государыня подвернувшуюся под руку Силену.
«Словно сестра диванная собачка», – с досадой отметила про себя Каролина, дожидаясь, когда августейшая особа наконец оставит их в покое и она сможет под благовидным предлогом приблизиться к Питеру.
От вынужденного долгого реверанса чуть в спину не вступило.
Королева удалялась не спеша.
– Ты слышала? – радостно запищала Силена. – Слышала, что сказала Её Величество?! Она изъявила желание взять одну из нас ко двору!
– С чего такие восторги? – фыркнула Каролина.
В сердцах она сетовала на сестру за то, что та со своим энтузиазмом встала между ней и её планом догнать Питера. А тот уже приблизился к входной двери на опасное расстояние. Она вот-вот потеряет его из вида!
– Разве ты не рада стать фрейлиной Её Величества? – удивилась Силена.
– О, конечно! – впала Каролина в откровенно притворный восторг. – Держать в руках рубашку, чулки или даже ночной горшок для королевы? Что может быть прекраснее!
– О чём ты говоришь? – возмутилась Силена. – То, о чём ты говоришь – это же работа горничной.
Каролина весело рассмеялась:
– Моя дорогая, – прошептала она, склонившись к ушку сестрички, – я открою тебе страшную тайну. То, что так красиво именуется фрейлиной, по сути является всего лишь обычной, пусть и королевской, служанкой.
Одарив близняшку примирительной улыбкой, Каролина, вознамерившись догнать предмет своих мечтаний и устремлений, резко развернулась, неуклюже налетев на первого маршала Мороссии.
Когда «Базальт» тверже алмаза
Во все века славилось российское оружие. Во все века оно доказывало свое превосходство и непобедимость тех, в чьих руках находилось. Кто не слышал о «летающем танке» Ил-2, знаменитой «тридцатьчетверке», легендарной «Катюше», по праву именуемых оружием Победы. Но как бы ни были они грозны, для того чтобы продемонстрировать всю силу, им необходимы боеприпасы – снаряды, гранаты, ракеты, мины, бомбы.
О производителе боеприпасов, одном из старейших оборонных предприятий России, выпускавшем во время Великой Отечественной войны противотанковые и противопехотные мины, разнообразные авиабомбы, мины для минометов, а также огнеметы – Научно-производственном объединении «Базальт» Госкорпорации Ростех – в нашем материале из серии «Заводы Великой Победы».
История НПО «Базальт» своими корнями уходит в далекий 1916 год, еще в бытность Российской империи, которая в то время участвовала в Первой мировой войне и нуждалась в заводе по ремонту артиллерийских орудий. Первым документом о создании такого завода стал приказ начальника штаба верховного главнокомандующего генерал-адъютанта Алексеева от 4 сентября 1916 года. Так появилось предприятие под названием «Мастерские по сборке и ремонту тяжелой и осадной артиллерии», или сокращенно «Мастяжарт». Предприятие пережило революцию и последовавшие преобразования, а в 1938 году на его базе и на базе Конструкторско-технологического бюро (КТБ-27) было сформировано как самостоятельное конструкторское бюро НПО «Базальт», а точнее Государственное союзное конструкторское бюро №47, как оно первоначально называлось.
С самого начала предприятие специализировалось на создании авиационных бомб, но уже через два года стало головным и в проектировании минометных выстрелов с минами для всех калибров минометов.
К началу Великой Отечественной войны ГСКБ-47 разработало, сдало на вооружение и освоило в серийном производстве более 50 авиационных бомб различных калибров и назначений – бронебойные бомбы БРАБ-250, 500 и 1000 кг; мощные фугасно-зажигательные бомбы ЗАБ-100ЦК; осветительные бомбы САБ-100-50, САБ-50-25; систему минометных выстрелов к гладкоствольным минометам калибра 50, 82, 107 и 120 мм с осколочными и осколочно-фугасными минами. На вооружение Красной армии поступали и другие разработки оборонного предприятия – зажигательные, дымовые и осветительные мины, а также учебно-практические мины всех четырех калибров. Эти боеприпасы обладали высокими для того времени боевыми характеристиками и отличались простотой конструкции и технологичностью.
Вскоре после начала войны, с приближением врага к Москве, было принято решение об эвакуации ГСКБ-47 в город Миасс Челябинской области, где специалисты ГСКБ быстро наладили производство боеприпасов, в которых остро наждалась Красная армия.
Вспоминает Николай Иванович Крупнов, в 1940–1945 гг. – главный инженер ГСКБ-47: «Отъезд из Москвы с детьми без необходимой одежды и продовольствия, на открытой машине, с задачей организовать в Миассе деятельность ГСКБ, опытное производство, испытательный полигон и другие подразделения, был самым тяжелейшим для меня днем за весь период войны. В середине ноября прибыли в Челябинск, далее по месту назначения – в Миасс. Первое время изготовление опытных образцов было затруднено. Не было необходимого комплекта оборудования, рабочих-станочников и материала. Удалось договориться с горисполкомом о выделении для ГСКБ земельного участка для сооружения блиндажей и проведения на них наземных и летных испытаний. Дальнейшие заботы заключались в организации летных испытаний. Нам стало известно, что в Чебаркуле, в 18–20 км от Миасса, находится авиационная часть. Там мы договорились об условиях полетов и заключили соглашение об участии летного персонала в испытаниях новых авиационных бомб на полигоне. Можно было считать, что все основные условия для разработки новых изделий, их изготовления и испытания были созданы в короткие сроки».
С началом войны сфера деятельности ГСКБ постепенно расширялась. Одной из интересных разработок стала зажигательная авиабомба для уничтожения емкостей с горючим – ЗАБ в габарите 200–250 кг. После испытаний ЗАБ были впервые сброшены в район Плоешти, центра нефтедобычи в Румынии, откуда снабжалась германская армия. После этого центральная печать сообщила об удачном налете советских самолетов с новыми бомбами. ЗАБ с успехом применялись нашей авиацией и в других боевых операциях.
На предприятии также была разработана чрезвычайно нужная противотанковая авиационная бомба (ПТАБ). Наземные испытания показали хорошие результаты, танковая броня надежно пробивалась кумулятивной струей. По воспоминаниям Николая Крупнова, когда председатель Государственного Комитета Обороны И.В. Сталин узнал о боевой эффективности ПТАБ, он запретил применять их в повседневных танковых боях и приказал использовать ПТАБ в большом количестве против танков противника на Курской дуге, что сыграло важную роль в победе Красной армии.
Широкое применение на фронте получила созданная в ГСКБ-47 бомба для ночного воздушного фотографирования ФОТАБ-50-35, за что коллектив разработчиков был награжден Государственной премией СССР.
Специалисты предприятия также сконструировали осколочную противопехотную мину массой 2,5 кг – ОППМ-2,5, полевые осколочные мины заграждения ПОМЗ-2 и ПОМЗ-37. При взрыве ПОМЗ-2 образовывалось до 400 убойных осколков, создававших сплошное поле поражения радиусом до 20 м. Мины оказались очень эффективными, что признали и немецкие конструкторы, скопировав ПОМЗ-2.
Для проведения операций в тылу врага в ГСКБ разработали мину-сюрприз МС-1, которая была выполнена в виде спичечной коробки и могла устанавливаться на срабатывание от поднятия, снятия с нее предмета или выдергивания чеки. Мины-сюрпризы делались и в виде привлекательных коробок конфет или дорогих сортов папирос. Для партизан было изготовлено около 500 таких мин.
Продолжались и другие разработки. «Известно было, что немцы из Донбасса направляют на свои сталелитейные заводы кокс и антрацит. Мы стали брать куски антрацита, закладывать в них взрывчатое вещество с детонатором, чтобы уголь, прибывший на немецкие заводы, подрывался и тем самым вызывал панику и недоверие к полученному топливу. Особое значение для оснащения нашей авиации имели светящиеся авиабомбы (САБ). Мной не перечисляются все сданные на вооружение конструкции авиабомб (более 100 образцов), каждая из которых имеет свою отличительную особенность и характеристику», – вспоминал Николай Иванович Крупнов.
Важный прорыв специалисты предприятия совершили в 1943 году при создании минометного вооружения. Для новых 160-мм минометов, которые стали поступать в Красную армию, конструкторы минного отдела ГСКБ-47 спроектировали мощную 160-мм фугасную мину в корпусе из сталистого чугуна с минимальной механической обработкой.
Этот миномет и мина к нему показали очень высокие боевые качества. Они стали мощным наступательным оружием на завершающем этапе Великой Отечественной войны. В отзывах с фронтов отмечалось, что это эффективное оружие разрушения всех видов полевых укрытий, надежное средство подавления и уничтожения артиллерийских и минометных батарей противника. Ни одна армия не имела такого мощного и маневренного оружия.
Во время войны огромную роль в организации массового производства корпусов мин и авиабомб сыграло то, что они изготавливались разработанным и внедренным еще до 1941 года методом литья из сталистого чугуна. Это позволило привлечь к изготовлению боеприпасов неспециализированные предприятия гражданских отраслей промышленности. За годы Великой Отечественной войны промышленность изготовила и поставила Красной армии 48,5 млн авиабомб общей массой почти 1 млн тонн, 286,6 млн минометных выстрелов.
Материалы по истории Великой Отечественной войны свидетельствуют, что наибольшие потери в живой силе на советско-германском фронте фашистская Германия понесла именно от минометного огня. Во время войны было израсходовано около 200 млн мин, что составило 53% общего расхода боеприпасов полевой артиллерии.
Как видим, заслуга предприятия в повышении боеспособности Красной армии действительно велика, поэтому неудивительно, что за создание новых видов боеприпасов и за внедрение их в серийное производство в апреле 1944 года ГСКБ одним из первых НИИ и КБ оборонных отраслей было награждено орденом Ленина, а 83 его сотрудника удостоены высоких государственных наград.
Всего за годы войны специалисты предприятия разработали и усовершенствовали около 90 образцов авиационных бомб, около 30 образцов мин к минометам, мины для инженерных войск и партизанских соединений, средства для диверсионной борьбы в тылу противника и даже две конструкции огнемета.
После окончания войны ГСКБ-47 помимо модернизации и создания новых авиабомб и мин приступило к научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам по новым направлениям: боевые части к ракетам «воздух-воздух» и «земля-воздух», противотанковые гранатометные комплексы, противодиверсионное морское гранатометное вооружение, выстрелы к самоходным и буксируемым артиллерийским системам и др.
Особо стоит отметить самую знаменитую разработку предприятия – противотанковый гранатомет РПГ-7 с выстрелом ПГ-7В. Этот гранатомет с выстрелами к нему отличается высокой эффективностью, надежностью, дешевизной и простотой применения и по праву относится к числу крупнейших изобретений военной техники. Наша армия получила, по сути, первое, по-настоящему высокоэффективное оружие, с помощью которого пехота могла отразить танковую атаку с больших расстояний. Дальнейшие работы над РПГ-7 с гранатой ПГ-7В привели к созданию новых, более мощных образцов: ПГ-7ВЛ с кумулятивной боевой частью; ПГ-7ВР с тандемной боевой частью, способной поражать современные танки с навесной динамической защитой; ТБГ-7В с боевой частью в термобарическом снаряжении, при стрельбе реализующей принцип объемного взрыва, по могуществу действия сравнимый с артиллерийским снарядом или миной калибра 120 мм; ОГ-7В с осколочной боевой частью, по точности стрельбы приближенной к стрелковому оружию.
В настоящее время АО «НПО «Базальт», как предприятие называется с 2015 года, – это ведущий разработчик и производитель современных боеприпасов, которые, как и всегда – в числе лучших мировых аналогов или превосходят их и обеспечивают высокую эффективность нашей армии и флота, а также стоят на вооружении еще более чем ста стран по всему миру.
Текст подготовлен на основе материалов книги «Мастяжарт – ГСКБ-47 – ФГУП «ГНПП «Базальт», а также воспоминаний сотрудников предприятия
В Австралии создан материал тверже алмаза — Газета.Ru
В Австралии создан материал тверже алмаза — Газета.Ru | Новости
Лукашенко заявил, что Польша и Литва наращивают военные силы у границ Белоруссии
12:55
Дело изнасиловавшего и убившего двух малолетних падчериц россиянина передали в суд
12:51
Кабмин Киргизии принял стратегию достижения гендерного равенства
12:51
В России построят новые РЛС системы предупреждения о ракетном нападении
12:50
В Стокгольме объявлены лауреаты Нобелевской премии по физике
12:50
Глава Минпросвещения Кравцов: готовится программа развития образования в новых…
12:50
Жена помогла мужу жениться на бывшей девушке, чтобы жить втроем
12:47
Лариса Долина ответила хейтерам, раскритиковавшим ее за короткие шорты
12:46
«Были холопами, стали рабами»: уехавшая из России Пугачева резко ответила. ..
12:46
Типографии предупредили о возможной остановке работы из-за дефицита зарубежного…
12:45
Наука
Австралийские ученые «усовершенствовали» алмаз, сделав его еще прочнее. Отчет о проделанной работе был опубликован в журнале Scientific Reports.
Основой для «продвинутого» алмаза послужил лонсдейлит – гексагональный алмаз, открытый примерно в 1966 году. Он на 58% тверже алмаза. Получить лонсдейлит в лабораторных условиях довольно сложно, что делает его практическое применение маловероятным. Однако ученым удалось создать наноразмерный образец лонсдейлита, и, по их словам, он получился даже тверже оригинала. Команда предполагает, что его можно будет использовать, например, на рудниках — для разрезания очень твердых материалов и даже обычных алмазов.
Создать сверхтвердый алмаз удалось из графита с помощью прессового оборудования, где друг против друга расположены два алмаза, создавая тем самым очень высокое давление, такое же, как глубоко в недрах Земли. Благодаря этому устройству можно создавать алмазы при температуре 400°C. Для сравнения, традиционные методы требуют до 1000°C. Далее исследователи собираются протестировать полученный материал и более точно установить его твердость.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Картина дня
Военная операция РФ на Украине. День 223-й
Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 223-й день
Северная Корея испытала баллистическую ракету и перестала отвечать на звонки
Asahi: северокорейская ракета пролетела 4 тысячи километров и упала в Тихом океане
«Рано Илон Маск расшифровался». Глава Tesla назвал передачу Крыма Украине «ошибкой Хрущева»
Маск предложил провести референдумы под контролем ООН, а Крым признать российским регионом
Зеленский ввел в действие запрет СНБО на переговоры с Путиным
Совфед ратифицировал договоры с ДНР, ЛНР и двумя областями о вхождении в состав РФ
Маск заявил, что по-прежнему поддерживает Украину, но опасается эскалации
В Казахстане организатора языковых патрулей посадили на пять суток за приставание к россиянам
Новости и материалы
Лукашенко заявил, что Польша и Литва наращивают военные силы у границ Белоруссии
Дело изнасиловавшего и убившего двух малолетних падчериц россиянина передали в суд
Кабмин Киргизии принял стратегию достижения гендерного равенства
В России построят новые РЛС системы предупреждения о ракетном нападении
В Стокгольме объявлены лауреаты Нобелевской премии по физике
Глава Минпросвещения Кравцов: готовится программа развития образования в новых регионах РФ
Жена помогла мужу жениться на бывшей девушке, чтобы жить втроем
Лариса Долина ответила хейтерам, раскритиковавшим ее за короткие шорты
«Были холопами, стали рабами»: уехавшая из России Пугачева резко ответила хейтерам
Типографии предупредили о возможной остановке работы из-за дефицита зарубежного оборудования
Kyodo: Япония высылает одного из сотрудников российского консульства в Саппоро
Мобилизованный россиянин умер после конфликта с сослуживцем в военной части Омска
Bloomberg: у британских министров есть сомнения в премьерстве Трасс
Эксперт Леонков сомневается в эффективности корвета «Гетман Иван Мазепа» против ВМФ РФ
РАН: в октябре на Солнце были зафиксированы мощнейшие вспышки
64-летняя Энди Макдауэлл приняла участие в показе L’Oréal в Париже
Герои борются за жизнь в пустыне во втором трейлере «Игры на выживание 2»
Фигурист Плющенко рассказал об отношении к обучению военному делу спортсменов
Все новости
Тест: угадайте, в каком возрасте эти звезды прославились
Кто из звезд стал известным в 10, а кто — в 18 лет
Юлия Меламед
И желает вам приятного полета
О последней волне отъезда из РФ
От стоматита до язвы желудка. Почему у ребенка желтый язык
Педиатр Попова: желтый налет на языке может говорить о нарушении в работе ЖКТ и почек
«Спать хочу, ночевал в море». Пропавшего в Сочи певца Легостаева нашли живым, но с коронавирусом
Нашедшийся в Сочи певец Константин Легостаев рассказал, как выжил в море
«Если русские подойдут к Одессе». Майя Санду проговорилась пранкерам о мобилизации в Молдавии
Президент Молдавии в разговоре с Вованом и Лексусом допустила возможность мобилизации в стране
«Я не шучу»: Рамзан Кадыров решил послать своих сыновей-подростков на Украину
В Госдуме не поддержали идею Кадырова отправить на Украину троих несовершеннолетних сыновей
От «Дюны» до «Прибытия»: лучшие фильмы Дени Вильнева
Интервью с актером Сергеем Лавыгиным — о «Нине», рождении дочери и «Спартаке»
Актер Сергей Лавыгин рассказал о съемках в сериале «Нина»
«Cкрылась с дочерью в неизвестном направлении». МВД объявило в розыск Марину Овсянникову
МВД внесло в базу розыска экс-сотрудницу Первого канала Марину Овсянникову
«Солдат будущего»: какую экипировку получат российские военные
В «Ростехе» считают, что новая экипировка «Легионер» будет легче и надежнее предшествующих
Пять дней на отъезд. Литва высылает временного поверенного в делах России Рябоконя
Литва высылает временного поверенного Рябоконя за вмешательство в государственные дела
Госдума ратифицировала договоры о новых территориях России. Как определят точные границы с Украиной
Госдума проголосовала за принятие в состав России ДНР, ЛНР, Запорожской и Херсонской областей
«Он создал новый инструмент изучения прошлого». За что дали «Нобеля» по медицине
Академик Янковский считает, что швед Паабо заслужил Нобелевскую премию — 2022 по медицине
Юлия Меламед
И желает вам приятного полета
О последней волне отъезда из РФ
Георгий Бовт
Невыученный урок истории
О том, как октябрьские события 1993 года «замели под ковер»
Мария Дегтерева
Паникеры паникуют
О том, как спастись от истерики в соцсетях
Дмитрий Воденников
Кошенька, это очень важно
О двух таких разных судьбах
Дмитрий Самойлов
Шум времени
О роли искусства в борьбе со стрессом
—>
Читайте также
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Природный лонсдейлит в 1,5 раа твёрже алмаза: enertniy — LiveJournal
Разработка месторождения сверхтвердого углеродного материала в Попигайском кратере не сможет обрушить алмазный рынок, поскольку это вещество нельзя использовать в ювелирной промышленности, сообщил РИА Новости академик Николай Похиленко, директор Института геологии и минералогии имени Соболева СО РАН (ИГМ).
Ранее некоторые СМИ сообщали, что якобы «рассекреченное» Попигайское месторождение «сверхтвердых алмазов» может перевернуть алмазный рынок. Похиленко называл эти сообщения «досужими домыслами».
«Они могут сделать революцию в инструментальной, камнерезной, буровой промышленности, но алмазный рынок они перевернуть не могут, потому что они никакого отношения к ювелирным алмазам не имеют. А алмазный рынок определяется ювелирным сырьем», — сказал академик, добавив, что месторождение было рассекречено еще в начале 1990-х годов, и тогда эта информация никакого ажиотажа не вызвала.
Импактный углеродный минерал из Попигайского кратера, состоящий из смеси алмазоподобных структур и лонсдейлита
Попигайская котловина диаметром около 100 километров расположена на границе Красноярского края и Якутии, к юго-востоку от полуострова Таймыр. В середине 1960-х годов экспедиция Всесоюзного геологического института имени Карпинского (ВСЕГЕИ) под руководством Виктора Масайтиса определила, что котловина является метеоритным кратером, астроблемой. Позже ученые установили, что этот кратер возник около 35 миллионов лет назад, когда в этом районе упал астероид диаметром около 7 километров.
Уже экспедиция Масайтиса обнаружила в месте падения метеорита импактные породы — расплавленные в результате удара минералы, в числе которых были найдены и «довольно невзрачные» алмазы.
По словам Похиленко, тогда эти работы были засекречены: «Результаты шли напрямую в Политбюро, минуя министра геологии». Но когда выяснилось, что эти импактные алмазы технического качества, то было решено не разрабатывать эти месторождения.
«В 1980-е годы (в СССР) была принята стратегия по строительству заводов синтетических алмазов. Поскольку Попигайская котловина труднодоступна, внимания к ней не было — считалось, что это технические алмазы, а синтетические технические алмазы дешевы. В Китае их производят более 6 миллиардов карат в год, вроде не зачем разрабатывать», — сказал собеседник агентства.
Не алмазы
В конце 1970-х годов ученые из киевского Института сверхтвердых материалов имени Бакуля выяснили, что абразивная способность попигайских импактных алмазов существенно выше, чем у синтетических и природных алмазов.
Специалисты ИГМ около трех лет назад возобновили эти эксперименты совместно с украинскими коллегами.
«Абразивная способность порошков из импактных алмазов по сравнению с синтетическими и лучшими образцами порошков из природных алмазов была в два раза выше, а отдельные образцы дали превышение в 2,4 раза», — сказал академик.
Изучение структуры этого вещества показало, что оно очень сильно отличается от «нормальных» алмазов.
«Оказалось, что это очень сложный агрегат (соединение двух разных молекулярных структур), там преобладают две фазы — стандартный кубический алмаз и второе — гексагональная фаза углерода, которая называется лонсдейлит. Она тверже, она плотнее, чем обычный алмаз, и она образуется при более высоких значениях температуры и давления», — сказал Похиленко.
Лонсдейлит — одна из форм кристаллической структуры углерода, открытая в 1960-е годы. Связи между атомами в нем образуют не пирамидальные, а шестиугольные структуры, листы, напоминающие графен, но сдвинутые относительно друг друга и связанные очень прочной химической связью.
«Это вообще не алмаз. Твердость этой фазы (лонсдейлита) в 1,54 раза выше, чем у алмаза, а поскольку мы имеем здесь наноразмерные кристаллиты кубического алмаза и лонсдейлита — это очень вязкая матрица, которая определяет высокие характеристики попигайского импактита. Доля лонсдейлита в некоторых образцах может достигать 70%», — отметил собеседник агентства.
Он пояснил, что это вещество возникло из графита в момент падения Попигайского метеорита, когда давление достигало 1,5 миллиона атмосфер, температура — около 3 тысяч градусов.
Революция будет
По его словам, специалисты исследовательского центра компании Baker Hughes полагают, что если бы у импактных алмазов абразивная способность будет выше хотя бы на 20%, чем у природных алмазов, то это будет «революция в инструментальной промышленности».
Однако данные исследований показали, что попигайские образцы по этому параметру превосходят синтетические и природные алмазы в два раза и более.
«Из некоторых ниш они могут вытеснить синтетику (синтетические алмазы), например в ювелирной промышленности, в производстве турбин, точных деталей для самолетов, там, где нужна точная механика, при изготовлении композитных материалов, например, изностойких подшипников скольжения», — сказал академик.
«Алроса» И De Beers
На данный момент в Попигайской котловине разведаны два месторождения импактных алмазов — «Ударное» и «Скальное», запасы первого оцениваются в 7 миллиардов карат, второго — в 140 миллиардов карат.
Похиленко подчеркнул, что запасы «Скального» в 30 раз превышают все запасы всех «обычных» алмазов во всем мире, которые оцениваются в 5 миллиардов карат. При этом площадь «Скального» очень небольшая, это лишь 0,3% от площади всего кратера.
«Если взять весь кратер, то его прогнозный ресурсы — если брать нынешнее потребление синтетических технических алмазов, то на весь мир хватит где-то на 3 тысячи лет», — сказал академик.
По его оценке, рыночная цена попигайских импактитов может составить 2-2,5 доллара за карат, а себестоимость добычи при существующих технологиях — 0,6-0,7 доллара за карат. При этом содержание алмазов на «Скальном» — от 20 до 100 карат на тонну.
Директор ИГМ сообщил, что ученые в ближайшее время отправятся в новую экспедицию в Попигайскую котловину.
«Мы сначала будем его (кратер) доизучать. Мы планируем на следующий год туда послать своих людей, мы эту работу планируем делать совместно с компанией «Алроса», — сказал ученый.
Вместе с тем, представитель компании «Алроса» отказался комментировать эту информацию.
По словам Похиленко, отделение компании De Beers, которое занимается техническими алмазами — Element Six — уже выражало поближе познакомиться попигайскими импактитами.
В частности, ИГМ посетил глав исследовательской лаборатории Element Six Сердар Озбайрактар (Serdar Ozbayraktar).
«Мы с ним разговаривали, они тоже готовы принимать участие в технологических испытаниях», — сказал Похиленко.
источник — http://ria.ru/science/20120917/752346830.html
На Земле есть 6 «самых прочных материалов», которые тверже алмазов
Max Pixel
Углерод — один из самых удивительных элементов во всей природе, химические и физические свойства которого не похожи ни на один другой элемент. Имея всего шесть протонов в ядре, это самый легкий распространенный элемент, способный образовывать множество сложных связей. Все известные формы жизни основаны на углероде, поскольку его атомные свойства позволяют ему соединяться с четырьмя другими атомами одновременно. Возможная геометрия этих связей также позволяет углероду самостоятельно собираться, особенно при высоких давлениях, в стабильную кристаллическую решетку. Если условия правильные, атомы углерода могут образовать твердую сверхтвердую структуру, известную как алмаз.
Хотя алмазы широко известны как самые твердые материалы в мире, на самом деле существует шесть более твердых материалов. Алмазы по-прежнему являются одним из самых твердых природных и распространенных материалов на Земле, но все эти шесть материалов превосходят его.
Карлес Лалуеза-Фокс, Инги Агнарссон, Матьяж Кантнер, Тодд А. Блэкледж (2010)
Почетное упоминание : есть три земных материала, которые не так тверды, как алмаз, но все же представляют значительный интерес для их сила в различных модах. С появлением нанотехнологий — наряду с развитием понимания современных материалов в наномасштабе — мы теперь признаем, что существует множество различных показателей для оценки физически интересных и экстремальных материалов.
С биологической точки зрения шелк паука известен как самый прочный. Обладая более высоким отношением прочности к весу, чем у большинства обычных материалов, таких как алюминий или сталь, он также примечателен своей тонкостью и липкостью. Из всех пауков в мире пауки Дарвина самые прочные: в десять раз прочнее кевлара. Он настолько тонкий и легкий, что примерно из фунта (454 грамма) шелка коры дарвиновского паука можно составить нить, достаточно длинную, чтобы очертить окружность всей планеты.
Scott Horvath, USGS
Карбид кремния, встречающийся в природе в форме муассанита, лишь немного уступает по твердости алмазу. (Это все еще тверже, чем любой паутинный шелк.) Химическая смесь кремния и углерода, которые занимают одно и то же семейство в периодической таблице, зерна карбида кремния массово производятся с 189 года.3. Они могут быть соединены вместе с помощью процесса высокого давления, но низкой температуры, известного как спекание, для создания чрезвычайно твердых керамических материалов.
Эти материалы не только полезны в самых разных областях применения, в которых используется твердость, таких как автомобильные тормоза и сцепления, пластины в пуленепробиваемых жилетах и даже боевая броня, подходящая для танков, но также обладают невероятно полезными полупроводниковыми свойствами для использования в электроника.
Oak Ridge National Laboratories / flickr
Крошечные кварцевые шарики диаметром от 50 нанометров до всего 2 нанометров были впервые созданы около 20 лет назад в Национальной лаборатории Сандия Министерства энергетики. Что примечательно в этих наносферах, так это то, что они полые, они самособираются в сферы и могут даже вкладываться друг в друга, оставаясь при этом самым жестким материалом, известным человечеству, лишь немного менее твердым, чем алмазы.
Самосборка — невероятно мощный природный инструмент, но биологические материалы слабее синтетических. Эти самособирающиеся наночастицы могут быть использованы для создания нестандартных материалов, от более качественных очистителей воды до более эффективных солнечных элементов, от более быстрых катализаторов до электроники следующего поколения. Тем не менее, технология мечты этих самособирающихся наносфер — это печатные бронежилеты, изготовленные по индивидуальному заказу в соответствии со спецификациями пользователя.
Getty
Алмазы, конечно, тверже всех этих материалов, и по-прежнему занимают седьмое место в списке самых твердых материалов, найденных или созданных на Земле. Несмотря на то, что они были превзойдены как другими природными (но редкими) материалами, так и синтетическими, созданными человеком, они все еще держат один важный рекорд.
Алмазы остаются самым устойчивым к царапинам материалом, известным человечеству. Такие металлы, как титан, гораздо менее устойчивы к царапинам, и даже чрезвычайно твердая керамика или карбид вольфрама не могут конкурировать с алмазами в отношении твердости или устойчивости к царапинам. Другие кристаллы, известные своей чрезвычайной твердостью, такие как рубины или сапфиры, по-прежнему уступают алмазам.
Но шесть материалов превзошли по твердости даже хваленый алмаз.
Benjah-bmm27 / общественное достояние
6.) Вюрцит нитрид бора . Вместо углерода вы можете сделать кристалл из ряда других атомов или соединений, и одним из них является нитрид бора (BN), где 5-й и 7-й элементы в периодической таблице объединяются, образуя множество возможностей. Он может быть аморфным (некристаллическим), гексагональным (похожим на графит), кубическим (похожим на алмаз, но немного слабее) и формой вюрцита.
Последняя из этих форм чрезвычайно редкая, но и чрезвычайно сложная. Образовавшийся во время вулканических извержений, он был обнаружен только в незначительных количествах, а это означает, что мы никогда не проверяли его свойства твердости экспериментально. Однако он образует кристаллическую решетку другого типа — тетраэдрическую вместо гранецентрированной кубической — которая, согласно последним моделированиям, на 18% тверже алмаза.
Hiroaki Ohfuji et al., Nature (2015)
5.) Lonsdaleite . Представьте, что у вас есть метеор, полный углерода и, следовательно, содержащий графит, который проносится через нашу атмосферу и сталкивается с планетой Земля. Хотя вы можете представить себе падающий метеор как невероятно горячее тело, горячими становятся только его внешние слои; внутренности остаются прохладными на протяжении большей части (или даже потенциально всего) их путешествия к Земле.
Однако при столкновении с поверхностью Земли внутреннее давление становится больше, чем любой другой естественный процесс на поверхности нашей планеты, и заставляет графит сжиматься в кристаллическую структуру. Однако он обладает не кубической решеткой алмаза, а гексагональной решеткой, которая на самом деле может обеспечить твердость на 58% выше, чем у алмаза. В то время как реальные образцы лонсдейлита содержат достаточное количество примесей, чтобы сделать их мягче алмазов, графитовый метеорит без примесей, упавший на Землю, несомненно, произвел бы материал более твердый, чем любой земной алмаз.
Justsail / Wikimedia Commons
4.) Dyneema . С этого момента мы покидаем царство встречающихся в природе веществ. Dyneema, термопластичный полиэтиленовый полимер, отличается необычайно высокой молекулярной массой. Большинство известных нам молекул представляют собой цепочки атомов с несколькими тысячами атомных единиц массы (протонов и/или нейтронов). Но UHMWPE (полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы) имеет чрезвычайно длинные цепи с молекулярной массой в миллионы единиц атомной массы.
Благодаря очень длинным цепям их полимеров межмолекулярные взаимодействия существенно усиливаются, создавая очень прочный материал. Фактически, он настолько прочен, что обладает самой высокой ударной вязкостью среди всех известных термопластов. Его называют самым прочным волокном в мире, и оно превосходит все швартовные и буксирные канаты. Несмотря на то, что он легче воды, он может останавливать пули и в 15 раз прочнее сопоставимого количества стали.
Роберт Ритчи и Мариос Деметриу
3.) Стекло из микросплава палладия . Важно признать, что есть два важных свойства, которыми обладают все физические материалы: прочность, то есть, какое усилие он может выдержать, прежде чем деформируется, и ударная вязкость, то есть сколько энергии требуется, чтобы его сломать или расколоть. Большинство керамических изделий прочные, но не жесткие, они разбиваются при захвате тисками или даже при падении с небольшой высоты. Эластичные материалы, такие как резина, могут удерживать много энергии, но легко деформируются и совсем не прочны.
Большинство стекловидных материалов хрупкие: прочные, но не особо прочные. Даже армированное стекло, такое как Pyrex или Gorilla Glass, не является особенно прочным по шкале материалов. Но в 2011 году исследователи разработали новое стекло из микросплава, состоящее из пяти элементов (фосфор, кремний, германий, серебро и палладий), где палладий обеспечивает путь для формирования полос сдвига, позволяя стеклу пластически деформироваться, а не трескаться. Он побеждает все типы стали, а также все, что ниже в этом списке, благодаря сочетанию прочности и ударной вязкости. Это самый твердый материал, не содержащий углерода.
НАНОЛАБ, ИНК.
2.) Клейкая бумага . С конца 20-го века хорошо известно, что существует форма углерода, которая даже тверже алмаза: углеродные нанотрубки. Связывая углерод вместе в шестиугольную форму, он может удерживать жесткую цилиндрическую структуру более стабильно, чем любая другая структура, известная человечеству. Если вы возьмете совокупность углеродных нанотрубок и создадите из них макроскопический лист, вы сможете создать из них тонкий лист: липкую бумагу.
Каждая отдельная нанотрубка имеет диаметр всего от 2 до 4 нанометров, но каждая из них невероятно прочная и жесткая. Он всего на 10% легче стали, но в сотни раз прочнее. Он огнеупорный, чрезвычайно теплопроводный, обладает потрясающими свойствами электромагнитного экранирования и может найти применение в материаловедении, электронике, военных и даже биологических областях. Но липкая бумага не может состоять из нанотрубок на 100%, что, возможно, не позволяет ей занять первое место в этом списке.
AlexanderAlUS/CORE-Материалы flickr
1.) Графен . Наконец: гексагональная углеродная решетка толщиной всего в один атом. Вот что такое лист графена, возможно, самый революционный материал, который будет разработан и использован в 21 веке. Это основной структурный элемент самих углеродных нанотрубок, и их применение постоянно растет. Ожидается, что в настоящее время многомиллионная индустрия графена превратится в многомиллиардную индустрию всего за несколько десятилетий.
По отношению к своей толщине это самый прочный из известных материалов, он является исключительным проводником как тепла, так и электричества и почти на 100% прозрачен для света. Нобелевская премия по физике 2010 г. была присуждена Андрею Гейму и Константину Новоселову за новаторские эксперименты с графеном, а число коммерческих приложений только растет. На сегодняшний день графен является самым тонким из известных материалов, а всего лишь шестилетний перерыв между работой Гейма и Новоселова и их Нобелевской премией — один из самых коротких в истории физики.
Workbit / Wikimedia Commons
Стремление сделать материалы тверже, прочнее, устойчивее к царапинам, легче, прочнее и т. д., вероятно, никогда не закончится. Если человечество сможет раздвинуть границы доступных нам материалов дальше, чем когда-либо прежде, области применения того, что станет возможным, будет только расширяться. Поколения назад идея микроэлектроники, транзисторов или способности манипулировать отдельными атомами, несомненно, была исключительной областью научной фантастики. Сегодня они настолько распространены, что мы воспринимаем их как должное.
По мере того, как мы с полной силой мчимся в эпоху нанотехнологий, материалы, подобные описанным здесь, становятся все более важными и вездесущими для качества нашей жизни. Замечательно жить в цивилизации, где алмазы больше не являются самым твердым из известных материалов; научные достижения, которые мы делаем, приносят пользу обществу в целом. По мере развития 21-го века мы все увидим, что вдруг станет возможным благодаря этим новым материалам.
Ученые обнаружили материал тверже алмаза
Кольцо с бриллиантом. Ученые подсчитали, что вюрцит, нитрид бора и лонсдейлит (гексагональный алмаз) обладают большей прочностью на вдавливание, чем алмаз. Источник: английская Википедия.
(PhysOrg.com) — В настоящее время алмаз считается самым твердым из известных материалов в мире. Но, учитывая большие давления сжатия под инденторами, ученые подсчитали, что материал, называемый вюртцит-нитрид бора (w-BN), обладает большей прочностью на вдавливание, чем алмаз. Ученые также подсчитали, что другой материал, лонсдейлит (также называемый гексагональным алмазом, так как он сделан из углерода и похож на алмаз), даже прочнее w-BN и на 58 процентов прочнее алмаза, установив новый рекорд.
Этот анализ знаменует собой первый случай, когда материал превосходит алмаз по прочности при тех же условиях нагрузки, объясняют авторы исследования из Шанхайского университета Цзяо Тонг и Университета Невады в Лас-Вегасе. Исследование опубликовано в недавнем выпуске Physical Review Letters .
«Новый вывод из наших результатов заключается в том, что большие нормальные сжимающие давления под инденторами могут преобразовывать определенные материалы (такие как w-BN и лонсдейлит) в новые сверхтвердые структуры, которые тверже алмаза», — соавтор Чанфэн Чен из Университета Невады, Лас-Вегас, сказал PhysOrg.com . «Это новый механизм, который можно использовать для разработки новых сверхтвердых материалов».
Присоединяйтесь к PhysOrg.com на Facebook
Ученые объясняют, что превосходная прочность w-BN и лонсдейлита обусловлена структурной реакцией материалов на сжатие. Нормальное сжимающее давление под инденторами заставляет материалы претерпевать структурно-фазовое превращение в более прочные структуры, сохраняя объем за счет переворачивания их атомных связей. Ученые объясняют, что w-BN и лонсдейлит имеют тонкие различия в расположении их связей по сравнению с алмазом, что отвечает за их уникальную структурную реакцию.
При больших давлениях сжатия w-BN увеличивает свою прочность на 78 процентов по сравнению с его прочностью до переворачивания связи. Ученые подсчитали, что w-BN достигает прочности на вдавливание 114 ГПа (миллиардов паскалей), что намного превышает 97 ГПа у алмаза при тех же условиях вдавливания. В случае с лонсдейлитом тот же механизм сжатия вызвал переворачивание связей, в результате чего прочность на вдавливание составила 152 ГПа, что на 58 % выше, чем у алмаза.
«Лонсдейлит даже прочнее, чем w-BN, потому что лонсдейлит состоит из атомов углерода, а w-BN состоит из атомов бора и азота», — объяснил Чен. «Связи углерод-углерод в лонсдейлите прочнее, чем связи бор-азот в w-BN. Вот почему алмаз (с кубической структурой) прочнее кубического нитрида бора (c-BN)».
До недавнего времени нормальные сжимающие давления под инденторами не включались в расчеты идеальной прочности кристаллов на сдвиг из первых принципов, но последние разработки позволили исследователям учесть их влияние, что привело к удивительным открытиям, подобным показанному здесь. Тем не менее, эксперименты с w-BN и лонсдейлитом будут сложными, поскольку оба материала трудно синтезировать в больших количествах. Однако в другом недавнем исследовании был использован многообещающий подход к производству нанокомпозитов w-BN и c-BN, который также может обеспечить способ синтеза нанокомпозитов, содержащих лонсдейлит и алмаз.
Кроме того, показывая лежащий в основе атомистический механизм, который может упрочнять некоторые материалы, эта работа может предложить новые подходы к разработке сверхтвердых материалов. Как объяснил Чен, сверхтвердые материалы, обладающие другими превосходными свойствами, весьма желательны для применения во многих областях науки и техники.
«Высокая твердость — это только одна важная характеристика сверхтвердых материалов», — сказал Чен. «Термическая стабильность является еще одним ключевым фактором, поскольку многие сверхтвердые материалы должны выдерживать экстремально высокие температуры в качестве инструментов для резки и сверления, а также в качестве покрытий, устойчивых к износу, усталости и коррозии, в самых разных областях, от микро- и наноэлектроники до космических технологий. Для всех сверхтвердых материалов на основе углерода, включая алмаз, их атомы углерода будут реагировать с атомами кислорода при высоких температурах (около 600°C) и станут нестабильными. Поэтому разработка новых, термически более стабильных сверхтвердых материалов имеет решающее значение для высокотемпературных применений. Кроме того, поскольку наиболее распространенные сверхтвердые материалы, такие как алмаз и кубический BN, являются полупроводниками, крайне желательно разработать сверхтвердые материалы, которые являются проводниками или сверхпроводниками. Кроме того, сверхтвердые магнитные материалы являются ключевыми компонентами различных записывающих устройств».
Дополнительная информация: Пан, Цзычэн; Сун, Хонг; Чжан, И; и Чен, Чанфэн. «Тверже алмаза: превосходная прочность на вдавливание вюрцита BN и лонсдейлита». Письма о физическом обзоре 102, 055503 (2009).
Copyright 2009 PhysOrg.com.
Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять полностью или частично без письменного разрешения PhysOrg. com.
Узнать больше
Открытие нового способа принести на Землю энергию, питающую солнце и звезды
Цитата :
Ученые обнаружили материал тверже алмаза (12 февраля 2009 г.)
получено 4 октября 2022 г.
с https://phys.org/news/2009-02-scientists-material-harder-diamond.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Мнение: Тверже алмаза: действительно ли ученые нашли что-то прочнее непобедимого природного материала?
Пол Коксон (Отдел материаловедения и металлургии) обсуждает материалы, каждый из которых был объявлен новым «самым твердым материалом в мире».
Спросите большинство людей, какой самый твердый материал на Земле, и они, вероятно, ответят «алмаз». Его название происходит от греческого слова ἀδάμας (адамас), означающего «нерушимый» или «непобедимый», и отсюда мы получаем слово «непреклонный». Твердость алмаза придает ему невероятные режущие способности, которые, наряду с его красотой, делают его востребованным на протяжении тысячелетий.
Современные ученые десятилетиями искали более дешевые, твердые и более практичные альтернативы, и каждые несколько лет появляются новости о создании нового «самого твердого материала в мире». Но действительно ли кто-то из этих претендентов на высоте?
Несмотря на свое уникальное очарование, алмаз — это просто особая форма или «аллотроп» углерода. В семействе углерода есть несколько аллотропов, включая углеродные нанотрубки, аморфный углерод, алмаз и графит. Все они состоят из атомов углерода, но типы атомных связей между ними различаются, что приводит к различным структурам и свойствам материалов.
Самая внешняя оболочка каждого атома углерода имеет четыре электрона. В алмазе эти электроны разделяются с четырьмя другими атомами углерода, образуя очень прочные химические связи, что приводит к чрезвычайно жесткому тетраэдрическому кристаллу. Именно это простое, прочно связанное устройство делает алмаз одним из самых твердых веществ на Земле.
Насколько сложно?
Испытательная наковальня Виккерса. R Tanaka, CC BY
Твердость является важным свойством материалов и часто определяет, для чего они могут быть использованы, но ее также довольно сложно определить. Для минералов твердость царапания является мерой того, насколько он устойчив к царапанию другим минералом.
Существует несколько способов измерения твердости, но обычно для создания вмятины на поверхности материала используется инструмент. Соотношение между площадью поверхности вмятины и силой, приложенной для ее создания, дает значение твердости. Чем тверже материал, тем больше значение. В тесте на твердость по Виккерсу для создания отпечатка используется алмазный наконечник в виде пирамиды с квадратным основанием.
Мягкая сталь имеет значение твердости по Виккерсу около 9 ГПа, а алмаз имеет значение твердости по Виккерсу около 70–100 ГПа. О стойкости алмаза к износу ходят легенды, и сегодня 70% мировых природных алмазов используются в износостойких покрытиях для инструментов, используемых при резке, сверлении и шлифовании, или в качестве добавок к абразивам.
Проблема с алмазом заключается в том, что, хотя он может быть очень твердым, он также удивительно нестабилен. Когда алмаз нагревается на воздухе выше 800 ℃, его химические свойства меняются, что влияет на его прочность и позволяет вступать в реакцию с железом, что делает его непригодным для обработки стали.
Эти ограничения на его использование привели к тому, что все больше внимания уделяется разработке новых химически стабильных сверхтвердых материалов в качестве замены. Улучшенные износостойкие покрытия позволяют промышленным инструментам прослужить дольше между заменой изношенных деталей и снижают потребность в охлаждающих жидкостях, потенциально опасных для окружающей среды. Ученым до сих пор удалось придумать несколько потенциальных конкурентов алмаза.
Нитрид бора
Микроскопический кристалл BN. NIMSoffice/Wikimedia Commons
Синтетический материал нитрид бора, впервые полученный в 1957 году, похож на углерод тем, что имеет несколько аллотропов. В своей кубической форме (c-BN) он имеет ту же кристаллическую структуру, что и алмаз, но вместо атомов углерода состоит из чередующихся атомов бора и азота. c-BN химически и термически стабилен и сегодня широко используется в качестве сверхтвердого покрытия для станков в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
Но кубический нитрид бора в лучшем случае остается вторым самым твердым материалом в мире с твердостью по Виккерсу около 50 ГПа. Первоначально сообщалось, что его шестиугольная форма (w-BN) еще тверже, но эти результаты были основаны на теоретическом моделировании, которое предсказывало прочность на вдавливание на 18% выше, чем у алмаза. К сожалению, w-BN крайне редко встречается в природе, и его трудно производить в достаточных количествах, чтобы должным образом проверить это утверждение экспериментально.
Синтетический алмаз
Синтетический алмаз крупным планом. Instytut Fizyki Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, CC BY
Синтетический алмаз также существует с 1950-х годов, и часто сообщается, что он тверже природного алмаза из-за его другой кристаллической структуры. Его можно получить, применяя к графиту высокое давление и температуру, чтобы заставить его структуру перестроиться в тетраэдрический алмаз, но это медленно и дорого. Другой метод состоит в том, чтобы эффективно построить его с помощью атомов углерода, взятых из нагретых углеводородных газов, но типы материалов подложки, которые вы можете использовать, ограничены.
При синтетическом производстве алмазов создаются поликристаллические камни, состоящие из агрегатов гораздо более мелких кристаллитов или «зерен» размером от нескольких микрон до нескольких нанометров. Это контрастирует с крупными монокристаллами большинства природных алмазов, используемых в ювелирных изделиях. Чем меньше размер зерна, тем больше границ зерен и тем тверже материал. Недавние исследования некоторых синтетических алмазов показали, что их твердость по Виккерсу достигает 200 ГПа.
Q-углерод
Q-Carbon крупным планом. Университет штата Северная Каролина
Совсем недавно исследователи из Университета штата Северная Каролина создали то, что они описали как новую форму углерода, отличную от других аллотропов и, как сообщается, тверже алмаза. Эта новая форма была получена путем нагревания некристаллического углерода мощным быстрым лазерным импульсом до 3700 °C с последующим его быстрым охлаждением или «закалкой» — отсюда и название «Q-углерод» — с образованием алмазов микронного размера.
Ученые обнаружили, что Q-углерод на 60% тверже, чем алмазоподобный углерод (разновидность аморфного углерода со свойствами, подобными алмазу). Это заставило их ожидать, что Q-углерод тверже самого алмаза, хотя это еще предстоит доказать экспериментально. Q-углерод также обладает необычными свойствами: быть магнитным и светиться при воздействии света. Но до сих пор его основное использование было промежуточным этапом в производстве крошечных синтетических алмазных частиц при комнатной температуре и давлении. Эти наноалмазы слишком малы для ювелирных изделий, но идеально подходят в качестве дешевого материала покрытия для режущих и полирующих инструментов.
Пол Коксон, научный сотрудник с докторской степенью, Кембриджский университет
Первоначально эта статья была опубликована на The Conversation. Прочитайте оригинальную статью.
Мнения, выраженные в этой статье, принадлежат отдельным авторам и не отражают точку зрения Кембриджского университета.
Текст в этой работе находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License. Для использования изображения см. Отдельные кредиты выше.
Команда под руководством Кембриджа разрабатывает тренажер для достижения чистого нулевого полета
Недра Земли поглощают больше углерода, чем предполагалось
Бамбуковые летучие мыши.
.. Как это?!
Growing Underground: умное фермерство в центре Лондона
Опубликовано
19 января 2016 г.
Изображение
Бриллианты
Авторы и права: Джуди ван дер Вельден
Поисковые исследования
Поиск по ключевому слову
Подпишитесь на нашу еженедельную электронную почту с исследованиями
Наша подборка самых важных новостей и статей Кембриджа за неделю отправляется прямо на ваш почтовый ящик. Введите свой адрес электронной почты, подтвердите, что вы рады получать наши электронные письма, а затем выберите «Подписаться».
Кембриджский университет будет использовать ваш адрес электронной почты, чтобы отправлять вам наши еженедельные новости об исследованиях. Мы стремимся защищать вашу личную информацию и обеспечивать прозрачность информации, которую мы храним. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим уведомлением о конфиденциальности электронной почты для получения подробной информации.
Субъекты
Люди
Места
Родственные организации
Действительно ли ученые нашли что-то тверже алмаза?
Спросите большинство людей, какой самый твердый материал на Земле, и они, вероятно, ответят: «Алмаз». Его название происходит от греческого слова ἀδάμας (адамас), означающего «нерушимый» или «непобедимый», и отсюда мы получаем слово «непреклонный». Твердость алмаза придает ему невероятные режущие способности, которые, наряду с его красотой, делают его востребованным на протяжении тысячелетий.
Современные ученые десятилетиями искали более дешевые, твердые и более практичные альтернативы, и каждые несколько лет появляются новости о создании нового «самого твердого материала в мире». Но действительно ли кто-то из этих претендентов на высоте?
Несмотря на свое уникальное очарование, алмаз — это просто особая форма или «аллотроп» углерода. В семействе углерода есть несколько аллотропов, включая углеродные нанотрубки, аморфный углерод, алмаз и графит. Все они состоят из атомов углерода, но типы атомных связей между ними различаются, что приводит к различным структурам и свойствам материалов.
Самая внешняя оболочка каждого атома углерода имеет четыре электрона. В алмазе эти электроны разделяются с четырьмя другими атомами углерода, образуя очень прочные химические связи, что приводит к чрезвычайно жесткому тетраэдрическому кристаллу. Именно это простое, прочно связанное устройство делает алмаз одним из самых твердых веществ на Земле.
Насколько сложно?
Испытательная наковальня Виккерса.
R Танака, CC BY
Твердость является важным свойством материалов и часто определяет, для чего они могут быть использованы, но ее также довольно сложно определить. Для минералов твердость царапания является мерой того, насколько он устойчив к царапанию другим минералом.
Существует несколько способов измерения твердости, но обычно для создания вмятины на поверхности материала используется инструмент. Соотношение между площадью поверхности вмятины и силой, приложенной для ее создания, дает значение твердости. Чем тверже материал, тем больше значение. В тесте на твердость по Виккерсу для создания отпечатка используется алмазный наконечник в виде пирамиды с квадратным основанием.
Мягкая сталь имеет значение твердости по Виккерсу около 9 ГПа, а алмаз имеет значение твердости по Виккерсу около 70–100 ГПа. О стойкости алмаза к износу ходят легенды, и сегодня 70% мировых природных алмазов используются в износостойких покрытиях для инструментов, используемых при резке, сверлении и шлифовании, или в качестве добавок к абразивам.
Проблема с алмазом заключается в том, что, хотя он может быть очень твердым, он также удивительно нестабилен. Когда алмаз нагревается на воздухе выше 800 ℃, его химические свойства меняются, что влияет на его прочность и позволяет вступать в реакцию с железом, что делает его непригодным для обработки стали.
Эти ограничения на его использование привели к тому, что все больше внимания уделяется разработке новых химически стабильных сверхтвердых материалов в качестве замены. Улучшенные износостойкие покрытия позволяют промышленным инструментам прослужить дольше между заменой изношенных деталей и снижают потребность в охлаждающих жидкостях, потенциально опасных для окружающей среды. Ученым до сих пор удалось придумать несколько потенциальных конкурентов алмаза.
Нитрид бора
Микроскопический кристалл BN.
NIMSoffice/Викисклад
Синтетический материал нитрид бора, впервые полученный в 1957 году, подобен углероду тем, что имеет несколько аллотропов. В своей кубической форме (c-BN) он имеет ту же кристаллическую структуру, что и алмаз, но вместо атомов углерода состоит из чередующихся атомов бора и азота. c-BN химически и термически стабилен и сегодня широко используется в качестве сверхтвердого покрытия для станков в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
Но кубический нитрид бора в лучшем случае остается вторым самым твердым материалом в мире с твердостью по Виккерсу около 50 ГПа. Первоначально сообщалось, что его шестиугольная форма (w-BN) еще тверже, но эти результаты были основаны на теоретическом моделировании, которое предсказывало прочность на вдавливание на 18% выше, чем у алмаза. К сожалению, w-BN крайне редко встречается в природе, и его трудно производить в достаточных количествах, чтобы должным образом проверить это утверждение экспериментально.
Синтетический алмаз
Синтетический алмаз крупным планом.
Instytut Fizyki Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, CC BY
Синтетический алмаз также существует с 1950-х годов, и часто сообщается, что он тверже природного алмаза из-за его другой кристаллической структуры. Его можно получить, применяя к графиту высокое давление и температуру, чтобы заставить его структуру перестроиться в тетраэдрический алмаз, но это медленно и дорого. Другой метод состоит в том, чтобы эффективно построить его с помощью атомов углерода, взятых из нагретых углеводородных газов, но типы материалов подложки, которые вы можете использовать, ограничены.
При синтетическом производстве алмазов создаются поликристаллические камни, состоящие из агрегатов гораздо более мелких кристаллитов или «зерен» размером от нескольких микрон до нескольких нанометров. Это контрастирует с крупными монокристаллами большинства природных алмазов, используемых в ювелирных изделиях. Чем меньше размер зерна, тем больше границ зерен и тем тверже материал. Недавние исследования некоторых синтетических алмазов показали, что их твердость по Виккерсу достигает 200 ГПа.
Q-углерод
Q-Carbon крупным планом.
Государственный университет Северной Каролины
Совсем недавно исследователи из Университета штата Северная Каролина создали то, что они описали как новую форму углерода, отличающуюся от других аллотропов и, как сообщается, тверже алмаза. Эта новая форма была получена путем нагревания некристаллического углерода мощным быстрым лазерным импульсом до 3700 °C с последующим его быстрым охлаждением или «закалкой» — отсюда и название «Q-углерод» — с образованием алмазов микронного размера.
Ученые обнаружили, что Q-углерод на 60% тверже, чем алмазоподобный углерод (разновидность аморфного углерода со свойствами, подобными алмазу). Это заставило их ожидать, что Q-углерод тверже самого алмаза, хотя это еще предстоит доказать экспериментально. Q-углерод также обладает необычными свойствами: быть магнитным и светиться при воздействии света. Но до сих пор его основное использование было промежуточным этапом в производстве крошечных частиц синтетического алмаза при комнатной температуре и давлении. Эти наноалмазы слишком малы для ювелирных изделий, но идеально подходят в качестве дешевого материала покрытия для режущих и полирующих инструментов.
Что тверже алмаза?
По сей день алмаз остается веществом с самой высокой воспринимаемой твердостью. Ученые определили, что нитрид бора вюрцит (w-BN) обладает большей прочностью на вдавливание, чем алмаз, принимая во внимание значительное сжимающее давление под инденторами. Исследователи также обнаружили, что лонсдейлит (широко известный как шестиугольный алмаз, поскольку он состоит из углерода и сравним с алмазом) на 58% прочнее алмаза, что делает его самым прочным из когда-либо измеренных веществ.
Алмазы заслужили репутацию самого прочного природного вещества на протяжении многих веков. Стойкость алмаза к вдавливанию была впервые продемонстрирована два года назад в композитном материале, включающем минерал вюрцит BN.
Исследователи разработали теоретические модели, показывающие, что чистый вюрцит BN намного прочнее алмаза. Говорят, что структура лонсдейлита, подобная структуре вюрцита, поддается трансформации под давлением в материал, который на 58% тверже алмаза.
Само вдавливание может привести к фазовому переходу вюрцита-BN в новую кристаллическую структуру с исключительной прочностью.
Исследователи утверждают, что большая прочность w-BN и лонсдейлита является результатом структурной реакции материалов на сжатие. С инденторами, применяющими нормальное сжимающее давление, материалы подвергаются структурному фазовому сдвигу в более прочные структуры, сохраняя объем за счет переворачивания их атомных связей. По мнению исследователей, отчетливая структурная реакция w-BN и лонсдейлита может быть связана с незначительными изменениями в направленности связи между этими двумя материалами и алмазом.
При воздействии высоких сжимающих давлений BN’s w-прочности повышается на 78% по сравнению с его значением до склеивания-переворота. При тех же условиях вдавливания ученые определили, что w-BN достигает прочности 114 ГПа, что намного выше, чем у алмаза 97 ГПа. Прочность лонсдейлита на вдавливание, составляющая 152 ГПа, на 58% больше, чем у алмаза, благодаря переворачиванию связей, которое произошло во время того же процесса сжатия.
Лонсдейлит на основе углерода более прочен, чем сплав бора и азота, известный как w-BN. Углерод-углеродные связи лонсдейлита более прочные, чем связи w-бор-азот BN. Это также является причиной того, что алмаз имеет кубическую структуру, более прочную, чем c-BN, который также имеет кубическую структуру.
Несмотря на то, что алмазы намного тверже любого из них, они являются всего лишь седьмым по твердости веществом, когда-либо обнаруженным или произведенным на Земле. Их превзошли во многих отношениях, но они по-прежнему держат один рекорд, которого не могут побить ни синтетические, ни редкие натуральные материалы.
Алмазы остаются самым твердым материалом с самой высокой устойчивостью к царапинам. Алмазы значительно тверже и более устойчивы к царапинам, чем любой другой материал, даже невероятно твердая керамика или карбид вольфрама. Рубины и сапфиры, два других драгоценных камня, известных своей твердостью, не так тверды, как алмазы.
Ваша компания ищет авторитетную компанию, специализирующуюся на услугах по сварке металлов в Мельбурне? Austgen Metal Fabrication Melbourne специализируется на сварочных процессах, которые могут сделать эти типы профессиональных и долговечных сварных швов для вас.
Содержание
Но эти материалы превзошли по твердости даже хваленый алмаз.
Вюртцит Нитрид бора
Нитрид бора (BN), в котором пятый и седьмой элементы в периодической таблице соединяются вместе, создавая множество возможностей, является одним из многих атомов или соединений, которые можно использовать для построения кристалла на месте. углерода. Он имеет различные кристаллические структуры, в том числе аморфную, гексагональную (как графит), кубическую (как алмаз, но слабее) и вюрцит.
Последний из этих типов необычен и труднодоступен. Из-за его редкости нам никогда не удавалось провести реальное исследование его твердости. Образуется во время извержений вулканов. Новое компьютерное моделирование показывает, что, несмотря на формирование тетраэдрической кристаллической структуры, а не гранецентрированной кубической, этот материал на 18% прочнее алмаза.
Если вы ищете надежную компанию, которая может предоставить первоклассные инженерные услуги и услуги ЧПУ в Мельбурне, обратите внимание на компанию Australian General Engineering.
Lonsdaleite
Давайте представим, что метеор, богатый углеродом и таким образом содержащий графит, проносится сквозь атмосферу Земли и врезается в нашу родную планету. Вопреки распространенному мнению, во время спуска на Землю нагреваются только внешние слои метеора; ядро остается холодным во время или, может быть, даже после всего полета метеора.
Однако, когда он падает на поверхность Земли, внутреннее давление становится больше, чем любая другая естественная деятельность на поверхности нашей планеты, и графит сжимается в кристаллическую структуру. В отличие от алмазов, которые имеют кубическую решетку, этот материал имеет гексагональную решетку, что позволяет достигать твердости на 58% выше, чем у алмазов. Настоящий лонсдейлит мягче алмаза из-за присутствия примесей, но из метеорита, полностью состоящего из графита, наверняка получится нечто более твердое, чем любой алмаз, найденный на Земле.
Dyneema
С этого момента и далее все не из натуральных материалов. Dyneema является исключительным термопластичным полиэтиленовым полимером из-за его очень высокой молекулярной массы. Большинство молекул представляют собой цепочки атомов с несколькими тысячами атомных единиц массы (протонов и/или нейтронов). Однако СВМПЭ (сокращение от полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой) имеет цепи длиной в миллионы атомных единиц массы.
Полимеры с очень длинными цепями имеют значительно улучшенные межмолекулярные взаимодействия, что делает вещество чрезвычайно прочным. Он обладает наибольшей ударной вязкостью среди всех известных термопластов, что доказывает его исключительную долговечность. Он превосходит традиционные швартовные и буксирные канаты и был назван «самым прочным волокном в мире». Он в 15 раз прочнее стали того же веса, но легче воды.
Если вы ищете инженера-специалиста по изготовлению инструментов, свяжитесь с нашей командой в Australian General Engineering.
Стекло из микросплава палладия
Все физические материалы обладают двумя важными характеристиками: прочностью, или силой, которую они могут выдержать до деформации, и ударной вязкостью, или количеством энергии, необходимой для их разрушения или разрушения. Большинство керамики прочны, но не долговечны; их можно легко сломать тисками или при коротком падении из положения стоя. Материалы с высоким модулем упругости, такие как резина, могут накапливать много энергии, но они также очень гибкие и не очень прочные.
Хрупкость является общей характеристикой стеклообразных материалов; они крепкие, но не особенно жесткие. Настолько, что даже пуленепробиваемое стекло не может сравниться с
По сравнению с другими материалами, даже Gorilla Glass и Pyrex находятся на более слабом конце диапазона прочности. В 2011 году было создано новое стекло из микросплава, содержащее пять элементов (фосфор, кремний, германий, серебро и палладий), при этом палладий обеспечивает канал для образования полос сдвига, позволяя стеклу изгибаться, а не разрушаться пластически. Из-за своей превосходной прочности и долговечности он может легко превзойти любую сталь и все, что ниже в этом списке. Обладает самой высокой твердостью по сравнению с безуглеродистыми материалами.
Buckypaper
К концу 20-го века стало общеизвестно, что углеродные нанотрубки, особый вид углерода, даже более долговечны, чем алмазы. Путем слияния атомов углерода в шестиугольники эта структура способна поддерживать жесткую цилиндрическую форму с большей стабильностью, чем любая другая известная человечеству структура. Buckypaper представляет собой тонкий лист, сделанный из углеродных нанотрубок, которые были сгруппированы вместе, чтобы сформировать макроскопический лист.
Хотя нанотрубки имеют диаметр всего 2–4 нанометра, они очень прочны и прочны. Он всего в десять раз тяжелее стали, но выдерживает в сотни раз большую силу. Он имеет потенциальное применение в исследованиях материалов, электронике, вооруженных силах и даже медицине благодаря своей неразрушимости, высокой теплопроводности и свойствам электромагнитного экранирования. Однако защитная бумага не на первом месте, поскольку она не полностью состоит из нанотрубок.
Графен
Наконец, гексагональная углеродная решетка толщиной в один атом. Это лист графена, самый инновационный материал, который будет создан и использован до сих пор в 21 веке. Углеродные нанотрубки основаны на его фундаментальной структуре, и его использование быстро расширяется. Сейчас графен — это многомиллионный бизнес, но аналитики предсказывают, что в ближайшие несколько десятилетий он будет стоить миллиарды.
У него самое высокое отношение прочности к толщине среди всех материалов, он является отличным проводником тепла и электричества и практически прозрачен для света. Коммерческие возможности графена только увеличились с тех пор, как Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году за новаторские исследования этого материала. Графен — самое тонкое известное вещество, а шестилетний промежуток времени между открытием Гейма и Новоселова и их Нобелевской премией — один из самых коротких в истории физики.
Скорее всего, усилия по улучшению свойств материалов, таких как твердость, прочность, устойчивость к царапинам, легкость, ударная вязкость, никогда не будут завершены. Масштаб возможного будет расти, если человечество сможет раздвинуть границы возможного. материалы, находящиеся в его распоряжении, дальше, чем когда-либо прежде. Концепция микроэлектроники, транзисторов и способности изменять отдельные атомы, несомненно, была предметом научной фантастики несколько десятилетий назад. Сейчас они настолько распространены, что мы редко задумываемся о них.
Материалы, обсуждаемые здесь, становятся все более важными и распространенными по мере того, как мы устремляемся в нанотехнологическое будущее. Здорово, что мы живем в мире, где алмазы не являются самым твердым из известных веществ; научный прогресс имеет широкое положительное влияние. То, что раньше было невозможно, станет очевидным по мере развития 21 века, когда эти новые материалы будут использоваться.
Насколько сложно?
Твердость материала имеет решающее значение, поскольку она часто определяет, для чего они могут быть использованы, но, как известно, ее трудно описать. Твердость минерала к царапинам — это его способность сопротивляться царапанию другим минералом с известной твердостью.
Существует несколько методов определения твердости материала, но один из наиболее распространенных заключается в использовании инструмента для царапания его поверхности. Значение твердости рассчитывается путем деления силы, необходимой для образования вмятины, на площадь поверхности вмятины. Как правило, значение увеличивается по мере увеличения твердости материала. В рамках теста на твердость по Виккерсу для получения отпечатка используется алмазный зонд с квадратным основанием.
Для сравнения, значение твердости алмаза по Виккерсу составляет примерно 70-100 ГПа, тогда как твердость мягкой стали составляет всего около 9ГПа. Благодаря своей легендарной долговечности алмаз широко используется в качестве износостойких покрытий на режущих, сверлильных и шлифовальных инструментах, а также в качестве добавки к абразивам.
Алмаз представляет собой сложную задачу, так как он одновременно очень твердый и неожиданно хрупкий. Нагрев алмаза на воздухе до температуры выше 800 градусов по Цельсию приводит к изменению его химических характеристик, снижению его прочности и возможности реагировать с железом, что делает его непригодным для обработки стали.
Учитывая эти ограничения, исследования по производству новых химически стабильных сверхтвердых материалов ускорились. Более длительные интервалы технического обслуживания инструмента и меньшая зависимость от охлаждающих жидкостей, которые могут быть вредными для окружающей среды, являются преимуществами улучшенных износостойких покрытий для промышленного оборудования. Ученые разработали множество возможных альтернатив алмазу.
Нитрид бора
Нитрид бора, синтетическое вещество, впервые созданное в 1957 году, похоже на углерод в том, что может существовать в нескольких аллотропных формах. Его кубическая форма (c-BN) имеет ту же кристаллическую структуру, что и алмаз, но вместо атомов углерода состоит из атомов бора и азота, связанных в чередующиеся пары. c-BN обладает превосходной химической и термической стабильностью, что делает его популярным выбором в качестве сверхтвердого покрытия для станков в аэрокосмической и автомобильной отраслях.
Однако кубический нитрид бора с твердостью по Виккерсу примерно 50 ГПа может в лучшем случае претендовать на звание второго по твердости материала в мире. Впервые была заявлена более высокая прочность на вдавливание, чем у алмаза, для его гексагональной формы (w-BN), хотя это было основано на теоретических расчетах. К сожалению, значительные количества w-BN трудно производить из-за его большой редкости в природе, поэтому экспериментальная проверка этого утверждения является сложной задачей.
Синтетический алмаз
С 1950-х годов также стали доступны синтетические алмазы, и утверждается, что их необычная кристаллическая структура делает их более прочными, чем настоящий алмаз. Структуру графита можно преобразовать в тетраэдрический алмаз, подвергнув его воздействию высокого давления и температуры, но этот процесс требует много времени и средств. Вы также можете эффективно построить его, используя атомы углерода, извлеченные из нагретых паров углеводородов, хотя этот процесс ограничен доступными материалами подложки.
Алмазы, созданные в лаборатории, являются поликристаллическими, то есть состоят из множества крошечных кристаллитов или «зерен» размером от нескольких миллиметров до нескольких нанометров. В то время как большинство природных алмазов ювелирного качества представляют собой огромные необработанные монокристаллы, чем меньше размер зерен, тем больше границ зерен и тем тверже вещество. Согласно недавним исследованиям, некоторые синтетические алмазы имеют твердость по Виккерсу до 200 ГПа.
Q-углерод
Сообщается, что исследователи из Государственного университета открыли новый тип углерода, который тверже алмаза и отличается от предыдущих аллотропов. Алмазы микронного размера в Q-углероде были созданы путем нагревания некристаллического углерода с помощью мощного быстрого лазерного импульса до 3700 °C, а затем его быстрого охлаждения (отсюда и название).
Лабораторные испытания показали, что по сравнению с углеродом с характеристиками, сравнимыми с алмазами, Q-углерод на 60% прочнее (разновидность аморфного углерода со свойствами, подобными алмазу). Основываясь на этом, они выдвинули гипотезу о том, что Q-углерод тверже алмаза, и это утверждение еще предстоит проверить в лаборатории. Магнитный и люминесцентный при воздействии света Q-углерод является уникальным материалом. Однако до сих пор его основное использование было в качестве ступени в производстве мельчайших синтетических алмазных частиц при температуре и давлении окружающей среды. Эти наноалмазы слишком малы, чтобы их можно было использовать в ювелирных изделиях, но они обеспечивают превосходное недорогое покрытие для лезвий и полировщиков.
Power Words
Атом — наименьшее мыслимое количество вещества. Атомы состоят из компактного ядра (состоящего из положительно заряженных протонов и нейтронов), окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. Чтобы атом был электрически нейтрален, число протонов в ядре должно быть равно числу электронов.
Количество атомов Атомная природа и поведение определяются количеством протонов в ядре.
Углерод Химический элемент с атомным номером 6. Алмаз, графит (элемент карандашного грифеля) и уголь представляют собой различные формы элемента углерода, который является одним из самых распространенных во Вселенной. Углерод встречается во всех формах жизни и является строительным блоком большего количества химических соединений, чем любой другой элемент.
Инструмент с алмазной наковальней, используемый учеными для воздействия на образцы сверхвысоким давлением. Обычно образцы помещают между двумя тонкими плоскими алмазными пластинами. Внутри образцов возможно сильное внутреннее давление из-за чрезвычайной твердости алмазов. Исследователи часто используют сжатие ячеек с алмазными наковальнями для моделирования условий, существующих глубоко внутри Земли или на других планетах, чтобы лучше понять свойства образцов минералов.
Фуллерены Молекулы углерода с вытянутыми химическими связями, напоминающие маленькие клетки, похожие на футбольный мяч. Названные «бакиболлами» в честь знаменитого архитектора и инженера Бакминстера Фуллера, чьи куполообразные конструкции напоминают молекулы фуллеренов, фуллерены изучались и синтезировались химиками с 19 века.85.
Эксперт по материалам Тот, кто исследует связь между атомной и молекулярной структурой материала и его общими характеристиками. Ученые, специализирующиеся на материалах, могут как создавать, так и изучать существующие материалы. Материаловеды помогают инженерам и ученым выбирать лучшие материалы для своих проектов, анализируя широкий спектр качеств (таких как плотность, температура плавления и т. д.).
Молекула Мельчайшая единица химического соединения, состоящая из набора идентичных атомов, не имеющих чистого электрического заряда. Атомы, входящие в состав молекулы, могут быть одного или самых разных типов. Для сравнения, в то время как кислород воздуха состоит из двух атомов кислорода (O2), вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (h3O).
Это открытие может также способствовать разработке новых стратегий разработки сверхтвердых материалов, раскрывая лежащий в основе атомистический процесс, который упрочняет определенные материалы. Использование сверхтвердых материалов, обладающих и другими желаемыми характеристиками, принесло бы большую пользу многим различным областям науки и техники.
Сверхтвердые материалы обладают не только высокой твердостью, но и другими важными свойствами. Поскольку многие сверхтвердые материалы используются в качестве инструментов для резки и сверления, а также в качестве покрытий, устойчивых к износу, усталости и коррозии, в таких различных областях, как микроэлектроника и космические исследования, термическая стабильность также является важным фактором. При высоких температурах (около 600 °C) атомы углерода в алмазе и других сверхтвердых минералах на основе углерода будут реагировать с атомами кислорода, делая материалы нестабильными. Поскольку высокотемпературные приложения требуют использования сверхтвердых материалов, важно разработать новые, термически более стабильные материалы. Кроме того, крайне желательно создать сверхтвердые материалы, которые являются проводниками или сверхпроводниками, поскольку большинство типичных сверхтвердых материалов, таких как алмаз и кубический BN, являются полупроводниками. Существует ряд записывающих устройств, которые основаны на очень жестких магнитных материалах.
Алмаз больше не самый твердый природный материал
Джессика Григгс
Красивый, дорогой и очень твердый. Но теперь были обнаружены более твердые минералы
Isifa Image Service sro/Rex Features
Эта статья была впервые опубликована 16 февраля 2009 г. См. в конце статьи обновление
Бриллиант всегда будет женским лучший друг, но вскоре он может потерять популярность среди промышленных бурильщиков.
Некоторое время назад драгоценный камень уступил свое звание «самого твердого материала в мире» искусственным наноматериалам. Теперь редкое природное вещество, похоже, оставит их далеко позади — на 58 процентов тверже алмаза.
Zicheng Pan из Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае и его коллеги смоделировали, как атомы в двух веществах, которые, как считалось, имеют многообещающие свойства в качестве очень твердых материалов, реагируют на напряжение зонда с тонким наконечником, надавливающего на них.
Экстремальные условия
Первый, вюрцитный нитрид бора, имеет структуру, аналогичную алмазу, но состоит из других атомов.
Второй, минерал лонсдейлит, или шестиугольный алмаз, состоит из атомов углерода, как и алмаз, но они имеют другую форму.
Лишь небольшое количество вюрцита, нитрида бора и лонсдейлита существует в природе или было получено в лаборатории, поэтому до сих пор никто не осознавал их превосходную силу. Моделирование показало, что нитрид бора вюртзид выдерживает на 18% больше нагрузки, чем алмаз, а лонсдейлит — на 58% больше. Если результаты подтвердятся физическими экспериментами, оба материала будут намного тверже, чем любое из когда-либо измеренных веществ.
«Лонсдейлит иногда образуется, когда на Землю падают метеориты, содержащие графит»
Однако пройти эти тесты будет непросто. Поскольку оба редко встречаются в природе, необходим способ, чтобы получить достаточное количество каждого из них, чтобы проверить предсказание.
Редкий минерал лонсдейлит иногда образуется при падении на Землю метеоритов, содержащих графит, а нитрид бора вюрцит образуется во время извержений вулканов, сопровождающихся очень высокими температурами и давлением.
Гибкий друг
Однако в случае подтверждения вюрцитный нитрид бора может оказаться наиболее полезным из двух, поскольку он стабилен в кислороде при более высоких температурах, чем алмаз. Это делает его идеальным для нанесения на наконечники режущих и сверлильных инструментов, работающих при высоких температурах, или, например, в качестве антикоррозионной пленки на поверхности космического корабля.
Как это ни парадоксально, твердость нитрида бора вюрцита, по-видимому, обусловлена гибкостью связей между атомами, из которых он состоит. Когда материал испытывает напряжение, некоторые связи переориентируются примерно на 90 градусов, чтобы снять напряжение.
Хотя алмаз подвергается аналогичному процессу, что-то в структуре нитрида бора вюрцита делает его почти на 80 процентов прочнее после того, как процесс происходит, говорит соавтор исследования Чанфэн Чен из Университета Невады, Лас-Вегас. не иметь.
Монокристаллы
Аналогичное исследование провела Наталья Дубровинская из Гейдельбергского университета в Германии.
«Это важно, потому что любая попытка дать представление о механизме улучшения свойств материала, особенно твердости, чрезвычайно важна с технологической точки зрения», — сказала она New Scientist .
Чем больше будет известно о том, что влияет на твердость материалов, тем больше возможностей будет создавать твердые материалы на заказ, объясняет она.
Однако она отмечает, что для доказательства теории потребуются монокристаллы каждого материала. До сих пор нет известных способов выделения или выращивания таких кристаллов любого материала.