[66].
ИНФОРМАЦИЯ К РАЗМЫШЛЕНИЮ
Бериллий открыт в 1798-м году в виде окиси – берилловой земли – французским химиком Луи Николя Вокленом в ходе установления общности химического состава драгоценных камней изумруда и берилла.
Металлический бериллий получил в 1828-м Фридрих Вёлер в Германии, нагревая калий с хлоридом бериллия. В 1898-м французский химик Поль Лебо, подвергнув электролизу двойной фторид калия и бериллия, получил достаточно чистые металлические кристаллы бериллия.
Соединения бериллия, растворимые в воде, сладкие. Поэтому элемент вначале называли «глюциний» (от греческого glykys – сладкий). Правда, пробовать на вкус нежелательно: чистый бериллий и многие его соединения – медленнодействующие яды, что изрядно осложняет работу с ними.
Бериллий применяют как легирующую добавку к различным сплавам. Он значительно повышает твёрдость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей изготовленных из этих сплавов изделий.
Бериллий к тому же слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают, например, окошки рентгеновских трубок. Парадоксально, но факт: пропуская рентгеновское излучение практически в полном объёме, этот элемент в той же мере гасит нейтронное. Поэтому в ядерных реакторах его используют как замедлитель нейтронов.
Развитие электротехники и электроники требует не только изобилия проводов (для них прекрасно годятся чистая медь и алюминий), но и новых материалов для контактов прерывателей и разъёмов. Чем мельче контакты, тем важнее их упругость и механическая износостойкость. Идеальными для их изготовления стали всё те же бериллиевые бронзы. Эти сплавы обладают таким комплексом замечательных свойств, что и по сей день все попытки создания их заменителей не увенчались успехом.
Например, американская промышленность потребляет для соединителей почти сто тысяч тонн медных сплавов в год, и доля бериллиевых бронз оценивается в 10–12% этой массы. В каждом современном компьютере – более двух граммов чистого бериллия.
Сегодня мировые лидеры по производству полуфабрикатов из бериллиевых бронз – Brush Wellman (США) и NGK Deutsche Berilco GMBH. Они диктуют качество и ценовую политику на рынке этих материалов. В этом же ряду КМЕ (Германия), Obava и Sumitomo Special Metal (Япония), Sigast (Италия) и другие.
В нашей стране в советское время была выстроена эффективная система. Бериллиевые бронзы производились в рамках единого министерства цветной металлургии. Сырьё добывали на Забайкальском ГОК, чистый бериллий и его лигатуры с медью производили в Усть-Каменогорске, выпуск полуфабрикатов сосредоточили на Кольчугинском, Московском и Каменск-Уральском заводах по обработке цветных металлов ВПО «Союзцветметобработка». Общий выпуск полуфабрикатов – плит, полос, ленты, фольги, прутков и проволоки – достигал почти 2000 тонн в год.
Основным российским потребителем полуфабрикатов из бериллиевых бронз остаются предприятия, в советское время входившие в министерство среднего машиностроения, то есть связанные с оборонной промышленностью. За годы реформ внутреннее потребление медно-бериллиевых сплавов упало более чем вдесятеро. Производство бериллиевых бронз в России сохранилось на Московском и Каменск-Уральском заводах. При этом производство первичной лигатуры медь-бериллий оказалось в другом государстве – Казахстане.
При всей важности и давней истории этого стратегического материала отечественное (Малышевское) «месторождение бериллия и изумрудов на Урале переходит из рук в руки, в том числе и зарубежных, хозяев, шахты полузатоплены, бериллий не добывается. Законсервированы и другие месторождения бериллия в России».
КРЫЛАТЫЙ МЕТАЛЛ
Производство титана требует немалого расхода электроэнергии, да и технологических тонкостей в его металлургии хватает. Поэтому освоение этого металла началось в авиации. Современные сверхзвуковые самолёты вовсе немыслимы без внутренних узлов – а то и панелей обшивки – из титановых сплавов. Да и пассажирские «Боинги» потребляют на титановые шасси, узлы крепления крупногабаритных конструкций и прочие компоненты более половины производства российского объединения «Ависма».
Советский Союз 20 лет назад производил ежегодно 100 тысяч тонн металлического титана – в полтора раза больше, чем США, Япония, Китай и Европейский Союз вместе взятые. Это огромное количество не продавалось за рубеж, а расходовалось на нужды бурно развивавшейся отечественной промышленности: 55% шло в авиацию, 25% – на флот, 15% – на космос и ракетостроение. Сейчас мощное гражданское авиастроение России практически уничтожено в полном соответствии со стратегией наших реформаторов. Производство боевых истребителей и работа авиазаводов зависят уже не от нужд армии (где всё ещё используется в основном обветшалая техника советского времени), а от планов закупки наших боевых машин министерствами обороны других стран – прежде всего Китая, Индии, Венесуэлы. Наш флот многократно сократился, новое строительство почти прекратилось, и его былая потребность в титане – в далёком прошлом. Внутреннее потребление титанового проката многократно уменьшилось и составляет лишь… 3 тысячи тонн, т. е. 3% от «застойной» эпохи. Остальной металл продаётся за рубеж в качестве полуфабриката.
В Верхней Салде развёрнуто строительство Титановой долины. Части корпусов американских «Боингов» будут строить в России. Это пока самое высокотехнологичное в нынешней России использование титана. Но и это по сравнению с предыдущим уже прогресс. Ведь тонна титанового сырья стоит 2.5 тысячи долларов, а тонна титанового проката – 30 тысяч долларов.
Но, конечно же, надо разворачивать производство конечной продукции из титана. Здесь Россия имеет колоссальный потенциал. Особенно с учётом того, что по мере роста производства и отработки технологий цена титана снизилась до уровня, приемлемого не только на небесах. В частности, Россия могла бы получать значительную прибыль, производя из твёрдого, прочного и лёгкого титана хотя бы такие массово востребованные изделия, как клюшки для хоккея и гольфа, рамы велосипедов, горные лыжи, лыжные палки, оправы для очков, корпусы часов, альпинистское снаряжение – карабины, крючья, ледорубы. Цинковый лист, легированный титаном (титанцинк) – надёжный кровельный материал: проектный срок его службы более 80 лет! Кровля Храма Христа Спасителя – медная с золотистым покрытием из высокопрочного и химически стойкого нитрида титана. Такими листами можно покрыть не только храмы.
В ЖАРЕ И ХОЛОДЕ
Ещё один металл, востребуемый с каждым годом всё больше – ниобий. Его производство и применение в новом тысячелетии во всем мире возрастает на 9–15% в год. Ведь промышленность всё активнее востребует разнообразные сочетания его полезнейших и зачастую уникальных свойств. Среди них, в частности: тугоплавкость; способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и многие другие сплавы; коррозионная и криогенная стойкость; обрабатываемость давлением на холоде; свариваемость.
Основные области применения – металлургия, ракетостроение, авиационная и космическая техника, радиотехника, электроника, химическое аппаратостроение, атомная энергетика. В ближайшее десятилетие он найдёт себе обширное применение в термоядерной энергетике: даже экспериментальные системы вроде международного ИТЭР требуют его десятками тонн.
Ниобий востребован не столько в чистом виде, сколько в сплавах. Им можно легировать многие цветные и редкие металлы, в том числе уран. Например, его добавка увеличивает срок службы стальных труб не менее чем в десять раз. Поэтому едва ли не объёмнейший сектор потребления ниобия в обозримом
