Одна из областей человеческого знания считает тантал совершенно незаменимым. Это — хирургия. В противоположность другим металлам тантал обладает замечательным свойством: вшитый в живые ткани (мышцы, кости), он совершенно не раздражает их. И это ценное свойство тантала используется в восстановительной хирургии. В виде тонких пластинок, проволоки, шурупов, гвоздей он находит себе применение в костной и пластической хирургии для скрепления обломов костей, закрывания отверстий в костях черепа и т. д. В экспериментальной хирургии с помощью тантала решаются смелые хирургические проблемы, еще недавно считавшиеся областью мечты и фантазии.
Важным сырьем для получения тантала и ниобия служат колумбитоносные граниты, залежи которых особенно велики в районе Плато Джос (Северная Нигерия). Соединенные Штаты Америки вывозят из Нигерии обогащенную руду и накапливают концентраты, ибо считают тантал важнейшим стратегическим металлом. По этому поводу один из американских писателей образно сказал: «…если говорить, что самолеты производят у нас, на нашей территории, то это фикция, потому что жаропрочные сплавы для самолетов нам дает Африка». Вот одна из причин козней и происков империалистов в Конго, Камеруне, Нигерии.
Самый тугоплавкий металл
Температура нити электрической лампочки превышает 2500 °C. Большинство металлов при такой температуре плавится, некоторые же кипят и быстро испаряются. В данном случае выручает вольфрам — самый тугоплавкий из всех металлов. Температура плавления вольфрама достигает 3410 °C. Трудно переоценить значение вольфрама в производстве электрических ламп, особенно если учесть, что в мире ежегодно изготавливают несколько миллиардов электрических лампочек. Несколько миллиардов! Чтобы составить себе представление о грандиозности этих цифр, достаточно сказать, что, например, миллиард минут составляет более 19 столетий. И только 61 год назад, 29 апреля 1902 г., в 10 часов 40 минут, человечество начало считать второй миллиард минут с первого дня нашего летосчисления.
В изломе куска чугуна или стали можно различить отдельные кристаллы. Иногда они крупные и видимы простым глазом, чаще — мелкие, различимые с помощью лупы или только под микроскопом. Но всегда таких кристаллов множество и, как говорят в таких случаях, кусок металла имеет поликристаллическую структуру. Совсем иначе выглядит волосок электролампы: прежде всего — это один кристалл, или, как говорят в технике, монокристалл (от греческого «монос» — один). Много усилий потратили исследователи, пока нашли условия, при которых из вольфрамового порошка можно получить монокристалл в виде проволочки большой длины. Если учесть, что температура плавления вольфрама равна 3410 °C, можно представить, как трудно его получить в чистом виде. В этом состоит, главным образом, объяснение тому, что вольфрам, открытый еще в 1781 г. и выделенный с примесями в 1783 г. Дон-Фаусто-Дель-Гюаром, был получен в чистом виде лишь через 67 лет.
Вольфрам растворяется лишь в смеси двух кислот: плавиковой и азотной. В «царской водке» происходит лишь медленное окисление вольфрама с поверхности.
Так, волосок электролампы — это монокристалл вольфрама толщиной всего в несколько сотых долей миллиметра. Работа широко используемого в наши дни кенотронного выпрямителя также невозможна без вольфрама. Электроды кенотрона, спираль и пластинка изготовляются из вольфрама. Из вольфрама же делают и антикатоды мощных рентгеновских трубок.
При случае осмотрите контакты прерывателя на магнето, установленном в моторе трактора. В тех местах, где сотни раз в секунду вспыхивает и гаснет электрическая искра, — на контактах прерывателей — укреплена тоненькая табличка из вольфрама. При использовании любого другого материала двигатель не мог бы долго работать: контакты будут «пригорать», окисляться, и продукты окисления надо убирать, счищать. Хорошо, если зачистку контактов можно осуществить на земле, а как быть, например, в воздухе, если откажет мотор самолета? Вольфрам и здесь оказывается незаменимым.
По всей нашей стране известны имена прославленных новаторов производства: Семинского — токаря одного из киевских заводов, москвича Быкова и многих других. Выдающиеся успехи в обработке металлов, достигнутые этими замечательными людьми, стали возможны благодаря присутствию вольфрама в токарном резце. Знатный токарь одного из машиностроительных заводов Колесов разработал собственную конструкцию резцов для токарного станка, позволяющих обрабатывать детали с такой скоростью, что резец нагревается до красного каления. Можно без преувеличения сказать, что достижение успеха объясняется присутствием вольфрама в острие резца. Еще в годы первых пятилеток в нашей стране были разработаны методы получения так называемых сверхтвердых сплавов — победита, стеллита, «ВК» и др. Эти сверхтвердые сплавы используются для производства пластинок, которые припаиваются к резцу. Собственно, эта напайка и является рабочей частью режущего инструмента. Хотя название «сверхтвердые сплавы» широко распространено в технической литературе, оно не отвечает природе этих материалов. Так называемые сверхтвердые сплавы представляют собой смесь порошков карбидов, сцементированных кобальтом. К тому же получают эти «сплавы» не сплавлением, а, как уже упоминалось, спеканием. Обязательной составной частью сверхтвердых материалов являются карбиды вольфрама. Такие сплавы содержат 78–88 % вольфрама, 6–15 % кобальта и 5–6 % углерода. Допуская огромные скорости обработки металла, они не теряют твердости даже при нагревании до 1000 °C. Аналогичный «сверхтвердый сплав» называется «видиа» — от сокращенного слова: «ви диамант» — «как алмаз». В известной мере такое сравнение законно: пластинки для резцов успешно заменяют роль алмаза в коронках для бурения нефтяных и газовых скважин. По твердости «победит» приближается к алмазу, но выгодно отличается от него меньшей хрупкостью и большей дешевизной. Много вольфрама используется для получения высокопроцентного сплава вольфрама (50–80 %) с железом — ферровольфрама, расходуемого для разнообразных нужд металлургической промышленности.