ОКНО В МИР КРИСТАЛЛОВ

Окно, о котором мне хочется рассказать, волшебное: с его помощью человек впервые в мире получил возможность заглянуть в удивительный мир кристаллов, наблюдать за процессами, происходящими в них при нагревании и охлаждении. В металлургии чрезвычайно важно изучать поведение материалов в условиях высоких температур (1300—1500° С).

Аппараты для изучения расплавленных кристаллов в проходящем свете не производит пока ни отечественная, ни зарубежная промышленность. В последние годы для подобных исследований в лаборатории руднотермических процессов Московского института стали и сплавов пользовались микроскопом с нагревательным стопином конструкции профессора Б. П. Селиванова. С помощью этого прибора удавалось заметить изменение внешней формы образца при нагреве, но изучать его структуру… Нет, не удовлетворял этот прибор требованиям исследователей! Надо было придумать что-то другое.

Доктор технических наук, профессор Московского института стали и сплавов Е. Ф. Вегман создал на базе микроскопа МБС и нагревательного столика Б. П. Селиванова оригинальный агрегат, который позволяет смотреть сквозь расплавленную каплю исследуемого материала в прямом, проходящем через нее свете.

Рис. 1. Общий вид устройства:

1 — лампа наналивания; 2 — объентив микроснопа МБС-2; 3 — стержень-держатель; 4 — термопара; 5 — нагревательный столик, 6 — столик микроскопа; 7 — зеркало.

На счету профессора Вегмана 77 изобретений. Многие из них представляют шаг в новые, еще не изведанные области металлургии. Но последнее интересно еще и тем, что открывает широкое поле деятельности перед исследователями различных отраслей науки и техники, создает условия для новых изобретений, для более углубленного изучения процессов кристаллизации.

Вот принцип работы прибора. В пластинке из тугоплавкого металла, по которой в ходе опыта пропускается электрический ток, делается небольшое отверстие. Сверху насыпается металлический порошок. Лампа накаливания подает свет снизу через поляризатор.

Рис. 2. Общий вид пластины:

1 — стальная пластина; 2 — платиновая пластина t = 0,2 —0,3 мм; 3 — термопара; 4 — электропровод; 5 — болт, 6 — шурупы; 7 — стальная пластина; 8 — текстолитовая или деревянная подставка; 9 — алюминиевая пластина с отверстием.

Одного взгляда в микроскоп было достаточно, чтобы понять, что свершилось чудо! Поворот ручки вправо — ток включается, несколько секунд времени… и твердый материал на глазах превращается в расплавленный. Капля удерживается на отверстии силами поверхностного натяжения. Поворот ручки влево — температура падает. Начинают возникать первые кристаллы. Как в калейдоскопе, они, будто живые, движутся от краев к центру.

Перед нами принципиально новая схема нагревательного столика. Какая простая мысль, а как много возможностей исследовать процессы, протекающие в материалах при нагреве и охлаждении!

Можно наблюдать, как при достижении определенной температуры одно вещество превращается в другое — полиморфные превращения.

Рис. 3. Электросхема прибора:

РНО-250-5 — регулятор напряжения 250 в, 5 квт, А — амперметр, V — вольтметр, Тр — трансформатор 100:1, КСП-4 — электропотенциометр градуировки: 1 — платиновая пластина толщиной 0,2—0,3 мм; 2 — термопара платина-платинародневая.

Наблюдать, как под влиянием соответствующих температур получаются новые вещества.

Наблюдать, как при нагреве из бетона выходит вода, установить температуру его обезвоживания, производить исследования в любой газовой среде — водороде, азоте, аргоне, окиси углерода и вакууме, — стоит заключить пластинку с рассматриваемым веществом в кварцевую колбу и подсоединить ее к баллону с газом; изучать реакции восстановления, взаимодействия твердых тел, видеть фантастические узоры в стекле во время его кристаллизации. Всех возможностей не перечесть!

Новая конструкция нагревательного столика с микроскопом, по мнению профессора Вегмана, может с успехом применяться для исследований в области металлургии, петрографии, геологии, стекольной промышленности, медицине.

Нагревательный столик профессора Е. Ф. Вегмана экспонировался в 1972 году на ВДНХ, вызвал большой интерес у посетителей и был отмечен бронзовой медалью.

Прибор этот так прост, что его можно сделать даже в школьной лаборатории. В комплекте с нагревательным столиком используется любой микроскоп, но желательно с длинным фокусным расстоянием. За неимением такого необходимо между объективом и нагревательным столиком установить линзу с проточной водой — для защиты объектива от высокой температуры.

Работать с ним безопасно. Напряжение на зажимах не превышает 8 в.

В. БОЛДЫРЕВА