HomeАлюминий › Отец алюминиевой промышленности

Отец алюминиевой промышленности

Отец алюминиевой промышленностиШел тревожный для России 1854 год. В осажденном Севастополе   русские воины — пехотинцы, артиллеристы, моряки — стояли насмерть, геройски отражая яростные атаки турок, англичан и французов.

Парижские газеты ежедневно помещали сводки о военных действиях в Крыму в духе победных реляций, хотя французы и их союзники несли большие потери от защитников крымской морской твердыни. Среди этих сообщений иногда мелькали более скромные по размеру и тону заметки — о новых научных открытиях, которых было не так много в 50-х годах прошлого века. Одна из них вызвала живейший интерес в научных и промышленных кругах. В ней шла речь о новом промышленном способе получения алюминия (о свойствах которого уже тогда немало писали), разработанном профессором химии Высшей нормальной школы в Париже Девилем.

 

Имя молодого изобретателя было уже известно, его исследования публиковались в научных журналах, а лекции охотно посещали студенты. Химик по призванию, но медик по образованию Анри Сент-Клер Девиль, как и многие выдающиеся французские ученые (Фуркруа, Воклен, Бертолле), еще в ранней юности увлекся химией.

Будучи студентом, изучая ревностно медицину, он на свои скудные средства устраивает небольшую домашнюю лабораторию, где проводит почти все свободные от занятий часы. В течение десяти лет в одиночку, без учителя он пытается, и небезуспешно, проникнуть в тайны строения вещества, постигнуть важнейшие законы химии. За эти годы он многому научился — и получать новые вещества, и изготавливать необходимые для работы приборы.

 

Он сумел заставить себя не впадать в уныние, когда опыт не получался. Оптимизм важный фактор в работе ученого, но для плодотворных исканий нужно еще и сознание возможности использовать на практике полученные результаты. 1844 год стал переломным в жизни будущего основоположника алюминиевой промышленности. Ему шел 26 год. Уже получен диплом доктора медицины. Анри Сент-Клер Девиля по-прежнему влечет химия.

 

Но никто не предлагает ему работу химика ни в промышленности, ни в учебных заведениях. Казалось, уже нет надежды, что его мечта — посвятить себя любимой науке — исполнится. Но вот спустя несколько месяцев городской совет небольшого городка Безансона — на юге Франции предложил ему организовать факультет естественных наук, Девиль энергично берется за дело. Вскоре он уже декан и профессор химии нового учебного заведения. Проходит еще шесть лет, и молодой ученый снова возвращается в Париж, где прошли его студенческие годы.

Высшая нормальная школа приглашает 33-летнего профессора занять кафедру химии. Он горячо берется за работу. Теперь, как он полагает, ему удастся широко развернуть исследовательскую работу. Главное для химика — это хорошо оборудованная лаборатория, в которой было бы все необходимое для проведения опытов: печи, вакуум-насосы, перегонные аппараты.

 

Нужны, разумеется, и химические реактивы, и разнообразная химическая посуда. К сожалению, Девилю в наследство от своего предшественника — профессора Анри Балара (того самого, который открыл бром) досталось \»помещение для коллекций\», как оно официально именовалось. Оно и в самом деле больше оправдывало свое название, чем было похоже на настоящую химическую лабораторию.

 

Немало пришлось потрудиться Девилю совместно с помощниками, прежде чем в этом помещении стало возможным проведение химических исследований. Девиль начал с конструирования и усовершенствования лабораторных печей. Изучение процессов образования некоторых минералов, которыми увлекался в это время молодой профессор, требовало высоких температур.

 

Как же их создать в условиях довольно плохо оборудованной лаборатории? Он разрабатывает способ повышения температуры пламени: топливо сжигает в воздухе, обогащенном кислородом. Светильный газ, смешанный с кислородом, дает ослепительное пламя; даже тугоплавкая платина не выдерживает такой температуры. Но возникает новая проблема: какие тигли ставить в этой печи?

 

Ведь обычные фарфоровые быстро размягчаются и разрушаются. И тут выручает интуиция и изобретательность ученого. Девиль находит новые материалы, которые выдерживают температуру 2000 — 3000 градусов. Это оксид кальция и магния. В таких тиглях удается расплавить оксид алюминия с различными добавками.

Охлажденный расплав кристаллизуется, и перед взором восхищенного исследователя в тиглях рождаются кроваво-красный рубин, голубовато-синий сапфир или золотисто-коричневый полупрозрачный циркон. Так в лаборатории Девиля раскрывались тайны превращения оксида алюминия в драгоценные камни. В короткий срок эта лаборатория становится известной не только во Франции, но и во всей Европе. Выдающиеся зарубежные ученые охотно ведут с Девилем переписку, нередко приезжают знакомиться с достижениями талантливого химика.

Девилю было что показать и рассказать своим гостям. Вот прибор, с помощью которого можно наблюдать термическую диссоциацию, сконструированный ученым, а вот образцы титана, впервые в мире полученные в этой лаборатории. Открытий было так много, что Девиль завел порядок по воскресеньям рассказывать своим гостям о результатах опытов за неделю. С утра сотрудники приводили помещение лаборатории в надлежащий вид, обтирали закопченные стены, подкрашивали столы, разъеденные кислотой или прожженные горячими тиглями.

Ровно в 10 часов двери лаборатории открывались для посетителей. Студенты, профессора и даже академики, а подчас и просто парижане, которые хотели быть в курсе последних научных новостей, неизменно заполняли гостеприимную аудиторию.

 Опыты с оксидом алюминия, которые столь успешно проводил Девиль, побудили его заняться разработкой способа получения алюминия. Ему хорошо были известны эксперименты Вёлера, который еще в 1827 году смог выделить лишь крохотные крупинки алюминия. Причиной неудачи Вёлера было то, что эти крупинки на воздухе немедленно покрывались тончайшей пленкой оксида алюминия, которая, как броня, защищала их от жара; потому-то и невозможно было сплавить эти крупинки в монолитный кусок металла.
Девиль начал с того, что повторил опыты немецкого ученого. После охлаждения реакционной платиновой трубки он обнаружил в ней блестящие серебристые частицы нового металла.

{PAGEBREAK}
\»Да это же благородный металл! К тому же от так легок. Какое широкое поле применения открывается перед ним, — думал Девиль, — тем более, что сырьем для его получения служит обыкновенная глина\». Но как же получить большие количества металла? Как же удешевить способ его производства?

Прежде всего Девиль решает заменить в процессе получения металла калий более дешевым натрием и провести лабораторные опыты в крупном масштабе. Сначала получали хлористый алюминий. Извлеченный из белой глины оксид алюминия смешивали с углем и эту смесь при нагреве обрабатывали газообразным хлором. Выделенный хлористый алюминий загружали в большую железную трубу, в которой на равном расстоянии друг от друга были расставлены керамические сосуды, наполненные металлическим натрием.

 

При нагреве молекулы А1С13, который является летучим веществом, легко распадались на составные части. Хлор связывался с натрием, а частицы алюминия оседали на дно трубы. Чтобы их сплавить в более крупные зерна, трубу некоторое время еще нагревали. Полученные зернышки тщательно собирали. Когда их набиралось довольно много, то их плавили в керамическом сосуде и получали слитки металла.

Новый способ производства алюминия оказался очень трудоемким. Но ведь с его помощью впервые получили слитки этого металла. Поистине — это было выдающееся открытие. И недаром сообщение Девиля, сделанное им в Парижской академии наук в середине 1854 года, и особенно лежавший на бархатной подушке маленький слиток серебристого металла вызвали взрыв восхищения у академиков.

Было единогласно принято решение предоставить Девилю из скудных средств академии три тысячи франков для расширения работ по проверке его способа производства алюминия.

Известие о получении нового металла дошло и до императора Франции — Наполеона III. Заинтересованный в использовании алюминия для военных целей, он проникся \»блестящей\» идеей — одеть своих солдат в легкие алюминиевые кирасы и каски.

Сент-Клер Девилю была назначена аудиенция во дворце.
— Франции нужен алюминий и притом в большом количестве, — сказал император.
— Мы пока делаем первые шаги в деле получения алюминия, у меня только скромная лаборатория, Ваше величество, — заметил Девиль.
— Вам выделят необходимые средства. Заводы Жавеля в Вашем распоряжении. Нужно только немедленно приступить к опытам. Вам будут помогать мои советники — академик Дюма и полковник Фаве.

 

Заканчивая аудиенцию, император добавил:
— Я считаю, господин Девиль, что из первого же полученного алюминия должна быть отлита медаль с Вашим изображением. Вы вполне этого заслужили.
— Большая честь для меня, государь, но приоритет принадлежит не мне, а Фридриху Вёлеру. Его изображение и должно быть выбито на памятной медали, — ответил Девиль. Из дворца он возвращался воодушевленным и несколько обеспокоенным. Сумеет ли он оправдать возложенные на него надежды? Ведь полученный им алюминий еще так дорог — дороже золота, и предстоит еще долгий и упорный труд, чтобы научиться получать дешевый алюминий.

Девиль с головой уходит в работу. В то время стоимость алюминия находилась в прямой зависимости от стоимости натрия. Поэтому Девиль прежде всего ищет средство, как удешевить натрий, — он вносит ряд важных усовершенствований в способ получения этого металла, разработанный Гей-Люссаком и Тенаром. Но главная трудность в другом — взаимодействие паров хлористого алюминия с натрием нередко протекает со взрывом.

 

Когда в процессе получения алюминия реакцию проводили на лабораторной установке, эти взрывы не представляли серьезной опасности. В заводских же условиях они могли бы вызвать катастрофу.

Девиль нашел способ, как избавиться от взрывов: он заменил хлористый алюминий смесью AICI3 с NaCI. Поваренная соль помогла ученому решить сложнейшую проблему. Теперь реакция стала протекать по-иному. Ее участники находились не в газообразном, а в расплавленном состоянии. Результат превзошел ожидания. Не только не досаждали взрывы, но, что самое главное, вместо небольших зернышек .алюминия, которые надо было собирать вручную, теперь уже получали значительное количество жидкого металла.

Понизилась и себестоимость металла, производимого этим способом. Позднее цена алюминия еще уменьшилась, когда смесь хлористых алюминия и натрия заменили криолитом (Na3AIF6).

Опыты на заводах Жавеля увенчались успехом. 18 июля 1855 года был получен первый слиток металла по усовершенствованному способу — за один раз удавалось получать слитки в 6 — 8 килограммов. В том же году посетители Всемирной выставки в Париже с интересом рассматривали лежавшие в витрине под стеклом небольшие алюминиевые брусочки и тонкие полоски серебристого металла. А год спустя знаменитый химик Дюма докладывал на заседании Французской академии наук об успехах в производстве алюминия.

В 1854 году алюминий на русские деньги стоил 1200 рублей килограмм, а в 1856 году его цена упала до 120 рублей. Это всецело следует приписать неутомимым трудам Девиля.
Дюма демонстрировал присутствовавшим на заседании академикам каску, изготовленную из алюминия. Каска была красивой, легкой, но слишком дорогой. Девиль открывает в предместье Парижа — Гласьере — первую в  мире  мастерскую по производству нового металла.

 

В тигли, установленные на вагонетках, загружали \»по рецепту\» смесь двойной хлористой соли алюминия и натрия (10 частей), плавикового шпата (5 частей) и металлического натрия (2 части). Соль сначала плавили. После окончания реакции на дне тигля скапливался жидкий алюминий, который выливали в изложницы. Вскоре, однако, Девиль вынужден был закрыть мастерскую в Гласьере и перевезти все ее оборудование в другое предместье столицы — в Нантерре.

 

Причиной был хлор, которым пользовались для получения двойной соли. Жильцы из соседних домов подали жалобу префекту Парижа, умоляя избавить их от губительного действия хлора. \»Окна квартиры, даже наглухо закрытые, — писали они, — не мешают хлору проникать в жилище. Наши дети не могут играть во дворе. Хлор кладет зеленую печать смерти не только на растения района, но и на лица людей. Мы просим убрать проклятую фабрику хлора подальше от наших домов\».

В глухом и пустынном Нантерре, расположенном в излучине реки Сены, за плотной стеной Булонского леса Девиль мог спокойно продолжать свои исследования. Непрерывно из Месяца в месяц увеличивалось и производство алюминия на маленькой фабрике. Удалось понизить цену выпускаемой продукции до 27 франков за килограмм алюминия. Однако она все же несколько превышала стоимость серебра. Поэтому алюминием тогда еще пользовались лишь как заменителем драгоценных металлов, главным образом для изготовления украшений и ювелирных изделий.

Девиль, однако, ясно представлял, какое важное значение для будущего имеет полученный им металл. В его записках мы читаем: \»При производстве безделушек алюминий приобретает белый цвет и особый чрезвычайно приятный блеск. Эта особенность металла позволяет добиться исключительного эффекта в гравировании, она допускает выполнение таких деталей, которые не могут быть выполнены на серебре по причине его слишком большого блеска.

Алюминий заменяет драгоценные металлы, поэтому он занимает как бы промежуточное место между простыми и благородными металлами. Мне кажется очевидным, что скоро алюминий будут употреблять везде, где необходим неокисляющийся металл\».

Предвидение Девиля осуществилось, но это произошло гораздо позднее, когда были разработаны другие, более совершенные способы промышленного производства алюминия.
Итак, эстафету производства алюминия химическим способом, начатую Вё\’лером в 1827 году, продолжил Девиль, а вслед за ним русский ученый Н.Н.Бекетов.

 

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.