Феномен

Стоит прикоснуться рукой к пышно распустившемуся бутону растения, как его лепестки «конфузливо» складываются. Этот феномен в мире ботаники известен давно. Но только теперь оказалось, что такие растения имеют близнеца в мире металлов. Ученые Института металлургии имени А. А. Байкова Академии наук СССР синтезировали материал, который обладает своеобразной «памятью» и сохраняет при определенных температурах приданную ему геометрическую форму. Это сплав на основе химического соединения титана с никелем.

...В лаборатории института, тесно заставленной рабочими столами, замысловатыми установками для проведения экспериментов, стоит стенд, на котором исследователи изучают феноменальные свойства нового сплава. На подставке, расположенной в верхней части корпуса контрольно-измерительного прибора, закрепили маленькую пластинку из сплава и к ее свободному концу подвесили груз весом в 500 граммов. От конца пластинки протянулись медные провода к трансформатору. Рядом — небольшой вентилятор.

Опыт начался. Ток от трансформатора нагрел пластинку за какие-нибудь полторы-две секунды до температуры свыше 100 градусов. И она, повинуясь загадочной силе, выпрямилась струной и подняла груз, но вот ток автоматически выключен, вентилятор охладил пластинку, и она приобрела исходную геометрическую форму, опустила груз до первоначального уровня. Автоматика позволяла повторять циклы нагрева и охлаждения, и пластинка то поднимала, то опускала груз, совершая определенную работу. Демонстрировали эффект прямого преобразования тепловой энергии кристалла сплава в механическую.

Полоска из нового сплава чем-то напоминает свинцовую фольгу, которой раньше обертывали чай. Она послушно прогибается, а при ударе не издает привычного металлического звона. Стоит, однако, нагреть ее до определенной температуры, как она тут же распрямляется, становится упругой, жесткой пластинкой...

И в этом сплаве титан еще раз доказал свою поистине сказочную многоликость. У этого металла завидная судьба. Начать с того, что он был открыт дважды. Вначале его обнаружил в минерале менаканите английский химик У. Грегор. Затем, спустя шесть лет, в 1797 году, немецкий химик Клапрот получил этот же элемент и дал ему настоящее имя.

Неведомо, сколько понадобилось затратить усилий металлургам многих стран на то, чтобы выделить металл в чистом виде из природных соединений в промышленных масштабах.

Сочетая легкость, механическую прочность, пластичность при ковке, прокатке, штамповке, высокую коррозионную стойкость, он стремительно стал прокладывать себе дорогу в большую жизнь. В сплавах с другими химическими элементами титан позволил получать замечательные конструкционные материалы для новой техники, химической и жаропрочной аппаратуры. Он дал возможность преодолеть «звуковой» и «тепловой» барьеры в сверхскоростной и высотной авиации, а также повысил потолок полета самолетов.

Титан — металл редкой судьбы. В сочетании с другими металлическими собратьями он открыл и новую страницу в наших познаниях о сплавах, обогатил металлохимию и металловедение новыми ценными данными, позволил раскрыть многие тайны строения металлов и сплавов на их основе...

Он помогает исследователям по-новому взглянуть на строение и свойства металлических композиций в самых разнообразных сочетаниях. Любопытно, что вначале можно выявить те или иные характерные черты в сплаве с титаном, а затем заменить его близким по свойствам, но более доступным металлом.

Но чем объяснить поведение нового сплава, полученного на основе титана и никеля? Этот сплав имеет так называемые различные кристаллические модификации. Их смена происходит в условиях изменения температуры. Выделяемая при этих превращениях энергия — обратимый процесс. Поэтому новый материал и наделен определенной «памятью» с особыми акустическими свойствами. Сплав, названный никелидом титана, при комнатной температуре становится мягким, пластичным, теряет при ударе металлический звук. Но, как только его нагревают выше определенной температуры, он становится жестким, упругим, звонким. Какое применение найдет этот замечательный феномен в будущем, пока сказать трудно. Но даже и сегодня, на начальной стадии исследований, можно утверждать, что такие сплавы на основе никелида титана с уникальными свойствами могут быть использованы во многих областях техники, например в новых датчиках — чувствительных элементах, которые действуют в условиях изменения температуры, поглотителях звука и других устройствах.

Титан и его сплавы еще совсем недавно вышли на арену мировой техники, однако уже успели завоевать себе славу конструкционных материалов сегодняшнего и завтрашнего дня.