Рассказы о металлах - [60]
Обычно цинк и медь выступают в сплавах как союзники, дополняя и обогащая друг друга. Но вот недавно они оказались в положении "конкурирующих фирм", причем цинк в буквальном смысле вытеснил медь из сплава. Произошло это в США, где до последнего времени цент — самая мелкая монета — чеканился из сплава, содержащего 95 % меди и 5 % цинка. Несколько лет назад принято решение изменить состав сплава. В него войдут те же компоненты, но уже совсем в другом соотношении: 97,6 % цинка и всего 2,4 % меди. Эта "перестановка" обусловлена тем, что цинк значительно дешевле меди, в связи с чем рационализаторское предложение финансистов сулит казне немалую выгоду.
Известно немало цинковых сплавов (с незначительными добавками алюминия, меди, магния), характеризующихся хорошими литейными свойствами и низкой температурой плавления. Из них отливают сложные тонкостенные детали и другие точные изделия, в том числе миниатюрные типографские литеры. В середине прошлого века по проекту русского скульптора И.П. Витали были отлиты и установлены в Георгиевском зале Большого Кремлевского дворца в Москве восемнадцать цинковых колонн с декоративным орнаментом и статуями, увенчанными лавровыми венками.
Уникальной коллекцией цинкового литья располагает один из жителей ГДР. Вот уже четверть века он собственноручно отливает из цинка маленькие, не более 5 сантиметров высотой, фигурки людей и животных. Коллекция включает около полутора тысяч интересных композиций. Пожалуй, самая впечатляющая из них посвящена происшедшей в 1813 году вблизи Лейпцига битве, где армия Наполеона, не оправившаяся еще после Бородинского сражения, потерпела крупное поражение от войск России, Пруссии, Австрии и Швеции. Композиция "Битва народов" состоит примерно из тысячи элементов — фигурок солдат и лошадей, орудий, повозок.
Увлечению немецкого коллекционера в немалой степени способствует сравнительно невысокая температура плавления цинка — около 420 °C. Многие свойства этого металла зависят от его чистоты. Как правило, он легко растворяется в кислотах, но если довести чистоту до "пяти девяток" (99,999 %), то те же кислоты уже не могут справиться с ним даже при сильном нагревании. Чистота служит для цинка залогом не только химической неуязвимости, но и высокой пластичности: такой металл легко вытягивается в тончайшие нити. А вот обычный технический цинк проявляет довольно капризный характер: он соглашается прокатываться в ленту, листы и пластины лишь в определенном интервале температур — от 100 до 150 °C, а при обычных температурах и выше 250 °C вплоть до точки плавления этот металл весьма хрупок — его можно без труда растереть в порошок.
В современных химических источниках тока цинковые пластины играют "отрицательную роль" — служат электродом со знаком "минус", где происходит окисление металла. Впервые цинк попробовал свои силы на этом поприще еще в 1800 году, когда итальянский ученый Алессандро Вольта создал свой гальванический элемент ("вольтов столб"). Спустя два года с помощью огромной по тем временам гальванической батареи, состоявшей из 4200 медных и цинковых кружков, русский физик В.В. Петров впервые получил электрическую дугу.
В 1838 году русский электротехник Б.С. Якоби сконструировал электроход — лодку с электрическим двигателем, питавшимся током от гальванических батарей. Некоторое время лодка плавала вверх и вниз по Неве, перевозя до четырнадцати пассажиров. Однако такой двигатель был очень неэкономичным, что дало немецкому химику Юстусу Либиху основание заявить: "Гораздо выгоднее прямо сжигать уголь для получения теплоты или (заботы, чем расходовать этот уголь на добывание цинка, а затем уже сжиганием его в батареях получать работу в электродвигателях". Не нашли тогда успеха и попытки применить электрическую тягу от батарей на суше. Знаменитый английский физик Джеймс Прескотт Джоуль будто бы однажды то ли в шутку, то ли всерьез заметил, что дешевле прокормить лошадь, чем менять цинк в электрической батарее.
В наши дни эта идея обрела второе дыхание: по дорогам многих стран уже снуют тысячи электромобилей, причем их конструкторы при выборе движущей силы склонны отдать предпочтение воздушно-цинковым аккумуляторным батареям, которые заменяют десятки лошадей, позволяя проходить без "подкормки", т. е. без подзарядки, более сотни километров. Крохотные источники тока такого типа используются в слуховых аппаратах, часовых индикаторах, фотоэкспонометрах, микрокалькуляторах. В обычной плоской батарейке карманного фонарика под бумажной рубашкой находятся три цинковых цилиндрика: "сгорая" (т. е. окисляясь), цинк рождает ток, зажигающий лампочку фонарика. Для более солидных устройств надежными источниками тока, способными одновременно питать десятки приборов, служат аккумуляторы с электродами из серебра и цинка. Такой аккумулятор работал, например, на борту одного из советских искусственных спутников Земли.
Возникший в последние годы энергетический кризис заставил заняться поисками источников энергии многие крупные научные и промышленные организации. Но от профессиональных изобретателей не отстают и любители. Так, некий часовщик из английского города Киддерминстер решил воспользоваться для этой цели… обычным лимоном. Вставив в него цинковую и медную пластинки с выводами, изобретатель получил оригинальную электрическую батарею. В результате реакции лимонной кислоты с медью и цинком возникал ток, которым в течение нескольких месяцев питался крохотный моторчик, приводивший в движение рекламную табличку в витрине часовой мастерской. Чем не изобретение? Но вот беда: по подсчетам специалистов, чтобы обеспечить током, например, всего один телевизор, нужна батарея из нескольких миллионов лимонов.
