Сто килограммов для прогресса (СИ) - Кузнецов Константин Викторович

Вот из такого полупрозрачного стекла начали делать термостойкую химическую посуду. Обычное стекло тоже выдерживало нагрев в несколько сотен градусов, но только если нагрев и охлаждение происходили плавно, без резких перепадов температуры. А при химических опытах за эти не уследишь, посуда периодически лопалась, что приводило порою к вредным и опасным последствиям. Так что ртутный катод у нас заработал.

Но часть металлов в ртути не растворялось, а оставалось на поверхности чешуйками или крупинками — железо например. Тут важно было осторожно убрать электролит, чтобы собрать полученный металл.

* * *

Полученные из электролита свинец и медь практического значения не имели, это скорее загрязнение электролита. Но вот Антип пришел с довольным видом — «Вот, получил, смотри — там и олово есть, так что выбрасывать этот электролит нельзя». Подносит палочку к моему уху, сгибает. Слышу тихий треск — чистое!

— Смотри — какое блестящее!

— И правда! Но ведь олово на поверхности должно быть с кристаллическим узором. Это точно олово? — моя рука застыла в воздухе, не успев прикоснуться к металлу.

— Да вроде… олово. Или нет?

— Ну-ка быстро отнеси в лабораторию и вымой руки. Проверь по свойствам — плотность, температура плавления.

Металл немного тяжелее олова и легче свинца, а температура плавления как у чистого свинца. Перерыли справочники, стали пробовать характерные химические реакции — кадмий, вот он какой. Вот кто портит свойства меди даже в микроскопических количествах. Еще и токсичный. Не такой как мышьяк, но здоровья не прибавляет. Хорошо, что эти опыты проводим в вытяжном шкафу, потому как там явно пошли тяжелые металлы.

И куда его девать? Его в этом электролите много. Сказал пока складывать в банку с крышкой, вдруг для чего понадобиться. Его можно для антикоррозионной защиты использовать, но мы пока цинком обходимся.

Еще оказалось, что между свинцом и кадмием на катоде еще один металл выделялся, его было меньше чем кадмия в несколько раз, и он не расплавился. Вот это уже интересно. Тут я уже додумался глянуть на ряд напряженностей металлов, что значительно сузило количество вариантов. Это был кобальт. При попытке расплавить он у нас окислился, поэтому пришлось еще осваивать восстановление кобальта водородом.

Наконец получили очень небольшой слиток, и что дальше? Легировать сталь одним кобальтом бесполезно, он твердость стали не повышает. Это вспомогательный легирующий элемент, он повышает жаростойкость сталей, легированных другими элементами — вольфрамом, ванадием, молибденом. Но помогает он им очень хорошо, износостойкость режущих сталей увеличивается в разы.

Еще кобальт входит в состав ковара, того самого, для радиоламп. Но туда еще нужен никель, но в этой руде следов никеля обнаружено не было. Вот так — технологическое достижение у нас есть, но применить его мы пока не можем.

Так что Антип продолжил «разбирать» химические остатки этой руды. Ведь кроме электролита в ванне электролизёра еще накапливается нерастворимый шлам. А там тоже должно быть что-то ценное — золотая пыль тому доказательство. Кроме золота в этом осадке еще видны кристаллы разных оттенков. Надо хотя бы узнать — что это?

* * *

При изготовлении ламп у нас обнаружилось несколько проблем, стали разбираться. Из-за большой разницы температурного коэффициента расширения у нас лопается стекло в месте впайки электрода. На игнитроне не лопается — но он весь увешан радиаторами, охлаждается довольно эффективно, а ртуть внутри неплохо перераспределяет тепло. Лампу так не обклеишь — свет не будет проходить. А в радиолампе еще и накал есть, там от нагрева электродов деваться некуда. Ковар сделать не можем — железо и кобальт есть, никеля нет.

Надо померить ТКР материалов, а то тыкаемся вслепую. Оказалось что у стекла около 9, а у меди — 16. Медь расширяется сильнее — стекло лопается. Стали мерять сталь — а там по-разному. Нашли зависимость — у углеродистой стали много, около тринадцати, а у чистого железа — 11, уже ближе к стеклу. А когда железную проволоку отожгли электричеством до белого каления, ТКР упал до 10. Вот, это уже лучше.

Попробовали сделать ртутную лампу с железными электродами. Пришлось еще железо покрыть гальванической медью, а то в стекло плохо впаивалось. Лампа работает, не лопается. Мастер уже научился люминофор равномерно наносить. Вот уже есть источник света, который не содержит вольфрама — артефакта из будущего. Конечно, вольфрам есть и в этой реальности, но его надо найти, добыть, и сделать нить. Последний пункт нереален для моей промышленности.

Сделали несколько вариантов газоразрядных ламп, самый удобный и простой вариант — длинный тонкий цилиндр, тут ничего нового не открыли. И люминофор наносить на такую трубу удобнее, с этим тоже технологические трудности. Наносить его надо тонким слоем определенной толщины. Если слишком тонкий слой — ультрафиолет проходит. Слишком толстый слой тоже плохо — яркость в этом месте почему-то меньше. Еще для каждой лампы надо индивидуально подбирать дроссель и резистор розжига, но это просто, по сравнению с производством самой лампы.

Вот только как эту лампу эксплуатировать? Ну ручной розжиг кнопкой — это не проблема. Но для работы лампы нужно 300–400 Вольт. А у меня уже есть сеть на 50 вольт. Ставить трансформатор к каждой лампе? Слишком сложно — у меня очень нужные электродвигатели мотают в единичных экземплярах, а трансформаторы загрузят этот цех на годы. Да еще на заводе постоянный ток — повышающий трансформатор не поставишь. Наверное придется делать еще одну сеть — осветительную. Опять получается зоопарк, как с гильзами.

Это только газоразрядная лампа как бы заработала, а у радиоламп температурный режим еще более жесткий. Стал пробовать на модели, лампа должна держать 30 °C — 40 °C, отжиг перед вакуумированием. Стекло при нагреве теряет прочность. Еще не размягчается, но термостойкость нужна немного повыше. Из кварцевого стекла нам лампу не сделать, бора для пирекса тоже нет. Так, а ведь это у нас калий-кальциевое стекло, оно самое легкоплавкое. Надо попробовать натрий-кальциевое, у него температура размягчения выше. Сода нужна! Карбонат или гидрокарбонат натрия — все равно при плавке в карбонат перейдет.

Соду где-то в Египте добывают. Квасцы для кожемяк мы там купили, а соду нет, ждать долго. Да нам немного надо. Сода в водорослях есть! Вон у нас на берегу кучами лежит, воняет. Сейчас поставлю задачу — высушить, сжечь и вымочить «поташ».

Но пока нам нужны люминесцентные лампы, я прекратил производство ламп накаливания, чтобы не расходовали вольфрамовую нить — невосполнимый ресурс. Больше всего потребность в электрическом освещении на заводе и в эллинге. Решил там делать высоковольтную сеть для освещения. Какое напряжение назначить? Триста вольт — рука не поднимается. Поэкспериментировали с лампами — они нормально разжигаются при двухсот двадцати вольтах. Ну вот, так лучше. Начали делать проводку — напряжение высокое, изоляцию проводов надо делать тщательно. Пока единственный вариант — обматывать провод полоской ткани, пропитанной ацетилцеллюлозным лаком. Довольно трудоёмко, но приходиться. Для экономии изолированного провода ввел четкое разделение на фазный и нулевой провод. Нулевой прокладываем неизолированным, заземлили в нескольких местах.

Вот только что-то не получается удержать напряжение на генераторе стабильным. Сделал электромагнитную обратную связь на регулятор оборотов паровой машины, но работает не четко и с большим запаздыванием. Напряжение при этом успевает скакнуть как в плюс так и в минус с большой амплитудой. Увидели, как лопается люминесцентная лампа от превышения напряжения и перегрева.

Решил стабилизировать напряжение проверенным способом — аккумулятором. Да, будет сеть двести двадцать вольт постоянного тока. При этом надо менять схему подключения ламп, дроссель на постоянном токе работать не будет. Еще и возникнет «трамвайный эффект» — потемнение лампы со стороны анода. Зато не будет мерцания яркости ламп из-за переменного тока. А то может возникнуть стробоскопический эффект — вращающаяся деталь станка может показаться неподвижной, как раз на заводе это очень опасно.