Как школьники делали алмаз

Почти все в истории, которую привожу здесь, созвучно с моей: и возраст ее геров, и возня с деталями на работе родителей, и страсть. Только я вознамерился сделать не алмаз, а лазер, вдохновленный беляевской повестью «Гиперболоид инженера Гарина» и увиденным устройством на знаменитой Американской выставке в Сокольниках 1969 года. Мне предстояло сделать тигель, выплавить искусственный рубин (корунд), отполировать и осеребрить его торцы, спаять схему импульсной накачки, разобраться с химией и физикой процесса.

Итак, вот эта история, которая происходила с ее авторами лет 30 назад (приводится в сокращении):

«Предыстория

Наверное, у кого-то из читателей мелькали мысли „а можно ли сварить настоящий алмаз на кухне и/или на коленке“. Можно, и я решился рассказать, как мы с братом это еще в детстве делали. Мне повезло — мой папа инженер, работал на предприятии связи, я и мой двоюродный брат бывали там часто.

К большей части рабочего оборудования нас естественно не подпускали, а вот сломанное было в полном распоряжении. Тогда все разбиралось и пускалось в оборот. Это были не только платы и целые стойки, бывало силовое оборудование и даже кое-какие механизмы. Мы разбирали до последнего винтика и последней детальки, проверяли детали на исправность, сортировали и раскладывали по разным ячейкам в специальных ящичках.

Также у нас был почти обязательный набор многих советских школьников: „Юный техник“, „ЮТ-для умелых рук“, „Левша“, „А почему?“, „Радио“, „В помощь радиолюбителю“, „Моделист-конструктор“ и т. д. и т. п. Все, что читалось в вышеуказанной литературе или было рассказано папиными друзьями, почти обязательно пробовалось на практике. Кроме создания разных электронных схемок и механизмов мы варили стекло, делали кирпичи, плавили металлические сплавы, увлекались ракетомоделированием и другими шикарными интересностями, в общем всем, чем должен заниматься стандартный советский школьник.

Шло теплое лето 1991 года. Мне было 10 лет, а моему двоюродному брату Женьке 11, и мы проводили опыты с электролизом. Покрывали все подряд тонким слоем всего подряд. От монеток до шишек с елок. Мы меняли материалы, пробовали разные варианты, анализировали получившиеся свойства, записывали в тетрадочку. Все шло по плану, но однажды углеродный электрод закоротил на второй контакт и немного нагрелся. А напряжение было всего-то 3 Вольта. Сразу вспомнили про лампочки и увеличили до 5В. Пошел дым (от электрода, блок питания был классный, он выдерживал и не такие издевательства) и появилась жидкость на электроде. Потом до 27В и электрод стал красным. Потом до 30В и электрод стал белым. После отключения он стал опять черным, но очень рыхлым.

И тут мы вспомнили, что алмазы делаются при высоком давлении и высокой температуре. Было принято решение попробовать сделать свой алмаз.

План действий и первый эксперимент

Создать полноценный пресс мы не могли, т. к. не было у нас материалов, которые обладали одновременно несколькими свойствами: доступность, термостойкость, негорючесть и не должны проводить электричество. В тот момент мы плавили корунд из добытого оксида алюминия. Мы тогда хотели большой рубин для лазера сделать, но не смогли найти жалкие 0,5% оксида хрома от объема оксида алюминия, а маленького рубина из старого будильника не хватало для этой цели, поэтому решили сделать хотя бы корунд. В ходе этих экспериментов зародилась идея просто закрепить углеродную болванку на двух электродах и закатать это все в гипс или глину.

Расчет был такой, что как ни старайся, а кислород все-равно туда попадет. У нас не будет длительного нагрева электричества, будет импульс. Он успеет нагреть до нужной температуры, но все-равно часть углерода превратится в газ и создаст давление. Сказано — сделано. Соединили. Закатали. Высушили несколько дней. Засунули в защитный кожух. Встали за угол и подсоединили. Взорвалось. Только огрызки проводов остались. А от нашего реактора даже пыли не осталось ни на стенах, ни в воздухе. В общем убираться не пришлось, просто вышли из помещения.

Исправляем ошибки. Дубль два

Как показал первый эксперимент, часть расчетов подтвердились и, несмотря на короткий импульс, мгновенно создается очень большое давление. Более крепких материалов у нас не было. Были варианты укрепить то, что есть, тем, что есть.

Сделали слой потолще. После сушки сделали обмотку (раньше так пушки укрепляли), сунули в кусок трубы (с зазором и компаундом, пулестойкие стекла так же специально делают из слоев различной плотности и хрупкости), сплющили концы трубы. Встали за угол и подсоединили. Пыф — яркая вспышка. В этот раз реактор целый. Разобрали — внутри труха.

Неожиданные результаты и сложности. Дубль три

В этот раз думали долго. Были предположения, что давление хоть и большое, но недостаточное или корпус пропускает где-то, а потом решили, что это может быть из-за того, что у нас первоначально (при электролизе) была постоянка, а здесь переменка.

Сказано — сделано. Заново собрали реактор и поставили в цепь диод. Встали за угол и подсоединили. Пыф — яркая вспышка. Реактор целый. Отлетели провода и испарился диод. Разобрали реактор — кусочек углерода был почти целым.

Мы на верном пути. Дубль четыре и испытание полученного образца

Думали недолго, тут тонкое место очевидно.

Пересобрали реактор, но вместо диода собрали мощный диодный мост. Встали за угол и подсоединили. Звук испаряющегося металла уникальный, он незабываем, неповторим и невоспроизводим. К нему, наверное, долго привыкать надо, зато какие красивые следы на потолке остаются. После вспышки у нас остался только реактор, диодный мост (в этот раз целый) и огрызки кабеля.

Разобрали. Половина углерода сгорела, а в самом центре маленький блестящий черный шарик размером почти с два шарика от авторучки. Электричество он не проводил, супермикроскопа у нас не было, хроматографа тоже, поэтому далее были эксперименты с доступными способами: плавили кислотами, давили тисками. Ничего его не взяло, все выдержал шарик. Как-то проверить еще не было возможности. Решили сделать резкий большой удар. Положили образец на наковальню, поставили сверху болт и ударили по шляпке болта кувалдой. Болт сдвинулся, вектор удара пошел под углом, и в результате мы наш шарик никогда больше не видели. Эксперимент повторять не стали, т. к. это слишком долго.

Наступил август 1991, и мы решили заняться чем-то более полезным, но это совсем другая история для отдельной статьи.»

Как вам это: «стандартный советский школьник»? Да, и я запускал модели самолетов, ракеты. И я сидел с паяльником на работе у мамы и разбирал блоки от ЭВМ на работе папы. И читали мы те же журналы. А вот «стандартный сегодняшний школьник» — чем он занимается сегодня? Есть ли примеры подобного рода у вас, мои читатели? Расскажите, это очень важно — знать, чем сейчас интересуются дети 10–12 лет, что они умеют делать руками?

Эту историю полностью со схемами эксперимента можно прочесть по этой ссылке.

Написать комментарий

Прикрепить файл
Вы можете прикрепить к сообщению не более пяти файлов (текст, видео, аудио), объемом не больше 5Мб каждый.

Информация персонального характера о пользователях официального сайта образовательной организации хранится и обрабатывается с соблюдением требований российского законодательства о персональных данных.

Политика оператора по обработке персональных данных

КомментарииКомментариев: 0