Журнал «Юный техник»: Юный техник, 2005 № 12

8. Подлодка класса «Дельта» (Россия) водоизмещением 13 250 тонн. Скорость — около 25 узлов. Вооружение — 16 баллистических ракет.

9. Подлодка класса «Огайо» (США) водоизмещением 18 770 тонн. Скорость — 25 узлов. Вооружение — 24 баллистические ракеты.

10. Подлодка класса «Тайфун» (Россия) водоизмещением 28 000 тонн. Скорость — 40 узлов. Вооружение — 20 баллистических ракет.

Это известие некоторые информационные агентства и СМИ распространили как сенсацию: в Дармштадтском техническом университете (ФРГ) научились превращать металл в… стекло. Пока, впрочем, новый материал широкого применения в промышленности не нашел. Но, как уверяют его создатели, в скором будущем положение может в корне измениться.

Попробуем разобраться, в чем суть дела и насколько революционна новая технология. Для этого достаточно заглянуть хотя бы в наш журнал более чем 25-летней давности. В «ЮТ» № 11 за 1980 г. мы писали: «Оператор нажал кнопку, и из отверстия форсунки с огромной скоростью полетела струя раскаленного металла. Она падает на движущуюся гладкую ленту, охлаждаемую жидким гелием, тотчас застывает тонкой серебристой пленкой и становится… стеклом! В конце конвейера пленка свертывается на катушке в рулон.

Так в одной из лабораторий Центрального научно-исследовательского института черной металлургии получают необыкновенный материал, который условно именуют «металлическим стеклом».

И далее мы рассказали, в чем принципиальная разница между обычным металлом и металлическим стеклом. У металлов по мере застывания их расплавов атомы выстраиваются в определенном порядке, образуя так называемую кристаллическую решетку определенных геометрических форм. А вот в стекле — и в расплавленном и застывшем — атомы разбросаны в хаотическом беспорядке, который ученые называют аморфным строением вещества.

И у стекла, и у металла есть свои достоинства и недостатки. Кристаллическая решетка, например, хороша только тогда, когда она идеальная. Такого, увы, на практике не бывает. Расчеты показывают: на каждые 15–20 тысяч атомов один гуляет, так сказать, сам по себе. Его место в узле кристаллической решетки всегда свободно.

Кроме того, сама решетка по разным причинам теряет строгую форму. Это резко ухудшает свойства металлов — реальная прочность их примерно в 1000 раз меньше, чем могла быть при идеальной кристаллической решетке. А что бы случилось с металлом, не будь у него вообще никакой кристаллической решетки?.. Впервые об этом ученые задумались довольно давно. Еще в 60-е годы XX века они нашли два основных способа получать из жидкого металлического расплава металл в твердом, но аморфном состоянии. Как осуществили сверхбыстрое замораживание расплавленного металла в ЦНИИчермете, мы уже описали выше. На мчащейся ленте, охлаждаемой жидким гелием, скорость затвердевания достигает миллиона градусов в секунду. Иначе говоря, металл застывает за тысячные доли секунды!

Но и этого бывает недостаточно! А потому в специальном конструкторском бюро Института металлургии РАН имени А.А.Байкова использовали другой способ. Расплавленный металл прямо из тугоплавкого тигля пускают в тончайший зазор между охлаждаемыми медными валками. Замораживание идет сразу с обеих сторон, потому и скорость охлаждения гораздо выше — миллионы градусов в секунду!

Механизм этого воздействия работает по принципу стоп-кадра в кино: только что все было в движении — и вдруг застыло в самых неожиданных позах. Так и здесь. Атомы, моментально застывая, не успевают выстроиться в кристаллическую решетку. Холод как бы примораживает их к месту в том положении, в котором они находились в расплаве.

Под микроскопом видно: металл превратился в аморфную массу.

От полученного металлостекла ожидали многого. Теоретики, например, полагали, что такому материалу может быть не страшна коррозия — ведь она начинается на поверхностных границах крохотных зерен-кристалликов, из которых состоит поверхность металла, вгрызается вглубь, постепенно разрушая структуру.

Действительность превзошла все ожидания. Да, у аморфного металла, как и предсказывали, уникальная коррозионная стойкость. Кузов автомобиля, сделанный из него, служил бы верой и правдой сотни лет без всяких смазок И покрытий. Кроме того, прочность металлостекла оказалась в десятки раз большей, чем у обычной стали! Оно вдобавок обладает замечательными магнитными свойствами, способностью к сверхпроводимости, у него очень малы потери энергии при перемагничивании…