Сплавы на службе у человечества
Если вы когда-либо смотрели «Людей-Х», то вы, вероятно, знаете Росомаху – бессмертного мутанта с металлическим скелетом. Он способен выдержать любое повреждение, нанесённое его телу, даже взрыв атомной бомбы! Его кости сделаны из адамантия – самого прочного материала из когда-либо созданных. Но почему адамантий имеет такие свойства? Существует ли он, и, если нет, встречаются ли его аналоги в реальной жизни?
{Max: Wolverine/ CC BY-NC-ND 2.0}
##What is adamantium?
Адамантий – это не химический элемент, а сплав. Сперва давайте разберёмся, что такое сплавы.
{Andreas Levers: Metal/ CC BY-NC 2.0}
Много лет назад, добавив олово к меди, человек изобрёл бронзу. Это открытие позволило понять, что добавление нового компонента к расплаву металла улучшает его свойства. В зависимости от типа сплава, после введения добавки некоторые металлы становятся более ковкими (например, ковкий чугун), другие увеличивают твёрдость (победит – сплав карбида вольфрама и кобальта) или становятся тугоплавкими (карбиды гафния и тантала). Но почему же это происходит?
{karstenfotos: Casting Bronze Age Swords/ CC BY-NC 2.0}
Сплав vs. чистый металл
Сплавы – это сложные смеси двух и более металлов (медь + олово) или металла и неметалла (железо + углерод). Добавление нового компонента меняет кристаллическую решётку настолько, что изменения проявляются на макроуровне. Некоторые сплавы (замещения) образуются, когда атомы металла в кристаллической решётке замещаются на атомы другого компонента схожего размера. Примером может выступать бронза и латунь: некоторые атомы меди замещаются атомами олова или цинка.
{Zaereth: Atomic arrangements in different types of alloys/ CC0}
(Красный – атомы металла, зеленый и синий – добавки).
Сплавы включения образуются, когда атомы добавки оказываются между атомами металла. Лучшим примером может быть сталь, в которой атомы углерода включаются в промежутки железного каркаса. И, наконец, сочетание обоих типов рождает сплав замещения/включения. К такому типу относится нержавеющая сталь: атомы хрома и никеля замещают некоторые атомы железа, в то время как атомы углерода оказываются «зажаты» между ними.
##Существует ли секретное оружие Росомахи?
{Yan Renucci: Wolverine/ CC BY-ND 2.0}
Во вселенной Марвел адамантий – это сплав железа с синтетическими смолами. К сожалению, в нашем мире его не существует. Сама идея сочетания железа и синтетических смол не является убедительной с химической точки зрения: смолы не являются подходящими добавками для увеличения прочности, но они могут быть полезны для увеличения пластичности.
##Сплавы вокруг нас
{Bert Kaufmann: Cloud Gate Chicago (Explore)/ CC BY 2.0}
Некоторые сплавы достаточно недороги и обладают необходимыми свойствами для широкого использования. Сталь, будучи более твёрдой и прочной, чем железо, благодаря углеродным включениям, является наиболее важным строительным материалом. Латунь прочнее и устойчивее к коррозии, чем медь, и поэтому используется в судо- и моторостроении. Дюралюминий изготавливается из алюминия с добавлением меди, магния и марганца. Он прочен, но при этом лёгок, поэтому является практически идеальным материалом в авиастроении. Список сплавов можно продолжать бесконечно…
##Умные сплавы
Некоторые сплавы обладают необычными свойствами. Одним из примеров могут быть сплавы с эффектом памяти формы (например, из никеля и титана), которые «запоминают» исходную форму и возвращаются к ней после нагревания. Этот эффект возможен благодаря термопластичности сплава – способности его растянутых и сдавленных в результате деформации частиц возвращаться в первоначальное состояние после подведения тепловой энергии.
{Ars Electronica: Animated Lamp V/ a. g. r. a./ CC BY-NC-ND 2.0}
(Технология этой лампы основана на эффекте памяти формы. Провод сделан из сплава, «запоминающего» свою форму и возвращающегося к ней после разогрева электрическим током.)
Идея сочетания металлов с другими металлами и даже неметаллами для создания материалов с заданными свойствами имеет большие перспективы в будущем. Поэтому не отчаивайтесь: не исключено, что однажды создание адамантия станет возможным.
Читайте также
Вакансия – Mobile developer/product manager
Работа мечты для программиста, которому интересна мобильная разработка (iOS/Android): атмосфера стартапа (но уже без рисков и с высокой зарплатой), интересный перспективный проект с нуля с крутыми технологиями, работа на международный рынок. Задумайтесь: вы будете не просто писать очередную игру, а делать мир лучше! Такие возможности встречаются очень редко, и для вас это, возможно, станет выходом на новый виток.
Вакансия - fullstack web-developer
Привет! Мы в [MEL Science](https://melscience.com/en/v2/) ищем человека в команду, занятую всем, что связано с вебом и бизнесом: от фронтенд-оптимизаций до автоматизации полиграфии на бекенде.
Вакансия – in-house recruiter
Наши продажи активно растут (более 500% в год), растет и наша команда. Мы ищем специалиста по подбору персонала — того, кто будет заниматься поиском кадров. Успех всего бизнеса зависит от людей. Поэтому человек, организующий процесс поиска, — ключевая должность в компании.
Мы ищем очень специфичных людей, сочетающих в себе любовь к науке с умениями в своей сфере (программировать для программиста, рисовать для дизайнера и т.д.). Найти таких людей непросто, их очень мало, поэтому на некоторые вакансии мы перебираем сотни кандидатов на стадии резюме.