книги из ГПНТБ / Казаков Б.И. Благородные металлы служат человеку

П ри приготовлении так называемого золотого рубина обратили внимание на то, что иногда окраска получается красная, но с желтоватым оттенком. Исследования пока­ зали, что режим варки здесь ни при чем — все дело в се­ ребре, которое находилось в виде небольших примесей к золоту. Так, серебро начали вводить в стекло для полу­

чения желтого цвета. Вводится оно в шихту в виде	азот-
носеребряной соли из расчета 0,15—0,20% серебра	от ве­
са песка. Пр и варке происходит разложение этой	соли,

и выделившееся металлическое серебро в мелкодисперс­

ном	состоянии	распределяется в стекломассе.	Сваренное
стекло остается		бесцветным, но при повторном	обогреве
(уже	в готовом	изделии), так называемой «наводке», оно

приобретает интенсивную золотисто-желтую окраску. Высококачественные свинцовые стекла окрашиваются серебром с гораздо большей легкостью, чем обычные. Ес­ ли на 100 кг песка ввести в шихту 200—255 г металличе­

ского серебра, то стекло	получится непрозрачное (глу­
хое) . соломенно-желтого	цвета.

Сказать, что окраска стекла серебром проводится без затруднений, было бы неверным, однако несомненно, что этот металл во многом разрешил проблему создания ж е л ­ того стекла, особенно свинцового. Одновременным введе­ нием в шихту серебра н золота (в разных соотношениях) получают оранжевое стекло разных оттенков.

Чистый и яркий желтый цвет получается при окраске стекла ураповыми соединениями. Однако стекло, окра­ шенное с их помощью, отличается заметной флуоресцен­ цией, что далеко но всегда требуется. Желтое стекло вы­ сокого качества получается при введепип в шпхту смеси серебра с ураном.

Любопытен способ окраскп			стекла		серебром		не при
варке, а в готовом пзделии, но т а к ж е				с внедрением			метал­
ла в его массу. Это так называемый				«способ		цементации»
нли	«протравной». Поверхность		обычного стекла				покры­
вают	смесью из глины или охры с добавкой					серебряной
соли,	после чего,	придерживаясь	определенного				режима,
стекло нагревают.		Когда слой	охры		будет	ѵдалеи, то

стекло окажется окрашенным в желтый цвет. Этим спосо­ бом можно окрасить стекло п но по всей его поверхности,

аня отдельном, строго определенном участке.

На заводах технического стекла возникает необходи­ мость маркировать каяодый лист сталинита (закаленного

100

стекла).	К а к нанести печать, чтобы она		сохранилась	на
месте,	свидетельствуя	о пройденном	технологическом
процессе? Изготовляется		мастика, составной частью		ко­

торой является азотнокислое серебро. П р и прохождении закалочной печи органические части мастики выгорают, а серебро «въедается» в поверхность листа, оставляя полу­ прозрачную, но несмываемую печать.

ФОТО И КИНО
Сегодня без преувеличения можно	сказать, что		фото-
II кинопромышленность как одного из	трех китов		своей
основы имеют ' светочувствительные	серебряные		соли.
Может показаться на первый взгляд странным ут­
верждение, что прообразом фотографии является		силуэт­
ный портрет, и все ж е оно не лишено	основания.	Теневое

изображение не дает представления о чертах изображае­ мого лица, но оно в точности воспроизводит контур, и де­ лает это не живописец, а свет. Но свет мог дать не только теневое, а и четкое красочное изображение. Великий ху­ дожник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи был и ве­ ликим ученым своего времени. Оп одним из первых обра­ тил внимание на то, что если в ставне окна сделать не­ большое отверстие, то на стене, противоположной окну, появятся изображения внешних предметов. Физик Джио - вании Порта, заинтересованный этим явлением, вставил в отверстие закрытого ставня стекло-чечевицу и получил еще лучшие изображения. Переносная камера-обскура, сконструированная им же, расширила возможности «светописания». Этот примитивный прибор и был предком фотоаппарата.

Камера-обскура сразу нашла себе практическое при­ менение. Перед ней помещали какой-нибудь предмет, яр ­ ко освещали его, и полученное на задней стенке изобра­ жение зарисовывали. Свет «рисовал» очень четко, но созданное им изображение не сохранялось, и мечтой фи ­ зиков и химиков стало закрепление «нарисованного» светом. Камеры-обскурьі самых различных размеров вскоре стали общедоступным прибором, который можно было купить в лавке. Одни покупали их для развлечения, другие для копирования рисунков и чертежей.

Изобретателем фотографии считают Л. Ж . Дагера. За­ слуги его неоспоримы, но необходимо отметить, что не

101

один on работал над вопросом получения и закрепления светового изображения. В одно время с ним такую работу велп и другие изобретатели, и развитие фотографии обя­ зано результатам труда нескольких исследователей.. Од­ новременность таких поисков объясняется успехами хи­ мии, установившей к тому времени светочувствительность серебряных солей.

По	профессии Дагер был художником. Весьма прилич­
ный доход давала ему устроенная			им для	широкого обо­
зрения	публики	диорама. Меняя	картины	и освещение,
Дагер	добивался	замечательного	зрелища.	И з у ч а я свето­

вые эффекты, художник пришел к мысли, что с помощью света можно творить чудеса, и задался целью закрепить световое изображение. Все чаще он бросал кисть и углуб­ лялся в исследования. Диораму в конце концов пришлось

оставить — не		хватало времени.
В	период	напряженнейшей работы			Дагер	узнал, что
над	этим ж е	во	Франции	работает	другой	изобрета­
тель — отставной			полковник	Н. Ньепс.	К а к	оказалось,

полковник пришел к этому, исходя из другого увлечения. Его заинтересовал недавно изобретенный способ лито­ графии. Он завел себе литографскую мастерскую, но безуспешно старался разыскать литографский камень. Затратив на поиски камня большие деньги, Ньепс решил

попытаться	заменить его металлическими	пластинками,
на которых	хотел получить изображения	с помощью ка­

меры-обскуры. Посеребренную медную пластинку он по­

крыл лаком из	асфальта,	растворенного в		лавандовом
масле. Экспонируя в течение 6—8			ч изображение через
камеру-обскуру,	Ньепсу на	такой	пластпнке	удалось по­

лучить негатив. Протравливая кислотой засвеченные места, изобретатель создал то, что мы сейчас называем клише. Воодушевленный успехом, он стал размножать гравюры, для чего, предварительно сделав прозрачными, помещал поверх светочувствительной пластинки и дли­ тельно освещал их. Этот способ он назвал гелиографией. Встретившись, изобретатели договорились о совместной работе, что нашло отражение в письменном договоре. Ус ­ пеха не было долгое время.

Сохранился		рассказ о том, что жена художника	Даге-
ра пришла	в	слезах к известному химику Ж . Б .	Дюма
и горячо просила его вернуть ее м у ж а к краскам и			палит­
ре — убедить	в	бесплодности химических экспериментов

102

по закреплению световых изображений. Хотя										безутешная
супруга	художника			говорила		о том,		что	муж	ее	близок
к умопомешательству, Дюма						не виял		ее	мольбам.		Прои­
зошло обратное: ученый					ознакомился			с работами			Дагера
i l рекомендовал			ему	продолжать			изыскание, так				как, по
его мнению,		художник			стоит	на	пороге		замечательного
открытия.
Кому	как	не	маститому			химику,		знающему			лучше

других светочувствительность серебряных солей, мог по­ верить Дагер?

Есть упоминание о том, как Дагеру удалось отыскать правильный путь. Как-то он оставил ложку на покрытой иодом серебряной пластинке. Под действием света изо­ бражение ложки появилось на пластинке. Об этом он со­ общил Ньенсу, и тот попытался воспроизвести опыт. Од­ нажды это ему удалось, но повторные попытки ни к чему ие привели. Партнер Дагера вскоре умер. Опять «случай» привел художника к новому открытию. На одной из осве­ щенных иодосеребряных пластинок, запертых в темный шкаф, Дагер обнаружил четкое изображение. Он сообра­

зил, что	проявляющее действие оказали	пары	какого-то
вещества,	и стал помещать новые экспонированные пла­
стинки в	шкаф, одиовременио вынимая	оттуда	находив­

шиеся там вещества. Когда было удалено все, изображе­

ние	иа пластинке	продолжало	проявляться.		Осмотрев
после	этого ш к а ф более тщательно, он			обнаружил		в углу
его блюдечко с ртутью. Так был			найден первый			прояви­
тель — пары ртути.
Работы Дагера		совместно с сыном		Ньепса	продолжа­

лись еще долго и требовали больших средств. Располагая уже ощутимыми результатами, изобретатели пытались заинтересовать коммерсантов, но дельцы «рисование све­ том» посчитали слишком «темным делом». Дело создания фотопроцесса было завершено с помощью знаменитого физика и астронома Д. Ф. Араго, который доложил об изобретении на заседании Французской академии наук и указал, что такое дело не может быть передано в част­

ные руки, оно должно стать достоянием государства,				на­
рода, человечества.	Одобренный	королем,	законопроект
о поддержке Дагера	обсуждался	палатой	депутатов.	Из

240 пэров Франции только три проголосовали против.

Совместно с Ньепсом-сыном Дагер блестяще	разре­
шил задачу закрепления световых изображений,	но про-

103

цесс, открытый им, еще не был	фотографическим				в	сов­
ременном понимании этого слова. Он и назывался				дагерро­
типией. С его помощью можно было получить					только
одно изображение. Если требовалось 10 экземпляров					сним­
ка, то необходимо было и 10 раз	экспонировать. Н и				о	ка­
ком размножении дагерротипа не могло быть и речи.
Разрешить эту последнюю задачу удалось			английско­
му ученому Г. Ф. Тальботу. Его	исследования относятся
к тому ж е времени, но он не торопился		с их	опубликова­
нием H потому испытал горечь	известия	о том,		что		его
опередили.
Тальбот внимательно изучал все, что к тому				времени
было известно в химии о светочувствительности				серебря­
ных солей. Первые негативные изображения			были		полу­

чены им не на металлических пластинках, а на бумаге, покрытой слоем свежеосажденного хлористого серебра.

Чувствительность		такого слоя	оставляла	желать	лучше ­
го — иногда д а ж е		многочасовое экспонирование			не	дава­
ло желаемых	результатов.
Об этих	затруднениях изобретателя			стало	известно
знаменитому	химику Г. Дэви,		и он нашел н у ж н ы м			сооб­

щить ему, что йодистое серебро гораздо чувствительнее, чем хлористое. Тальбот приступил к опытам в соответст­

вии	с рекомендациями	Дэви, и тут натолкнулся на то,
что	избыток йодистого	калия прекращает светочувстви­
тельность серебряных		солей. Это наблюдение	позволило
ему	разработать процесс закрепления изображения, по­
лученного на бумаге. Изобретатель погрузился			в изуче­

ние физико-химических процессов, и как раз в это время поступило сообщение об открытии Дагера. Во Француз ­ скую академию наук Тальбот направил сообщение о сво­ их достижениях, где указывал, что располагает тремя за­ крепляющими изображение веществами: крепким рас­ твором хлористого натрия, йодистым калием н третьим, особенно хорошо действующим, которое было рекомендо­ вано ему Д. Ф. Гершелем и которое он пока вынужден держать в секрете. Секрет свой он открыл в марте І839г . Третье вещество оказалось гипосульфитом. Оно и сейчас применяется в фотографии в качестве закрепителя. Тогда

ж е изобретатель		сообщил и об	особой	чувствительности
бромосеребряной		бумаги.
На первых	порах процесс		Тальбота	все	ж е уступал
дагерротипии,	но	н а п р я ж е н н е й ш а я работа			изобретателя

104

давала все новые и новые плоды. Он открыл проявляю­ щее действие галловой кислоты и ввел много других усо­

вершенствований в фотографический	процесс. Но глав­
ное, что дало развитие фотопроцессу,	было изобретение
Тальботом негатива, с которого можно	переснимать лю­
бое количество копий. Негатив был бумажным,		прозрач­
ность придавалась ему путем наващивания .
Может возникнуть вопрос, какой же чудак		Тальбот,

почему он делал свои негативы бумажными, неужели так трудно было додуматься до нанесения бромсеребряного слоя на стеклянную пластинку? В том то и дело, что до­ думаться было несложно, и нет оснований предполагать, что такая мысль не приходила Тальботу в голову, но вы­

полнить это было тогда весьма непросто. Ведь					для	этого
нужно было листовое стекло, а первый			опыт		получения
его машинным способом относится лишь к				1857 г.,		при­
чем из-за целого ряда	трудностей	он и	не	получил		рас­
пространения. Механизация в		производство			листового
стекла, удешевившая	его, пришла	лишь	к началу X X в.,

а до этого простой оконный лпст стоил очень дорого и был редкостью.

Так были заложены основы фотографии, дальнейшее совершенствование которой объединенными усилиями химиков, физиков-оптиков, конструкторов пошло гигант­ скими шагами.

Нашему поколению события гражданской войны в Соединенных Штатах Америки кажутся далеким исто­ рическим прошлым, о котором можно иметь представле­

ние		только	по	записям живших в то время людей. Од­
нако		с тех	пор	сохранились	документы и не письменные,
а	заснятые		фотоаппаратом.		В 1861	г. некий М. Брэди
с огромнейшим				фургоном, в котором были			т я ж е л а я каме­
ра	с штативом,			ванны с химикалиями		и	другие инстру­

менты, путешествовал вдоль фронта, стараясь «снять по­ беду». Два слова президента Линкольна «Пропустите Брэди» на бланке Белого дома служили самоотвержен­ ному первому «официальному» фотокорреспонденту про­

пуском.	Т а к	для истории сохранились бесценные доку­
менты	того	времени — несколько тысяч фотоснимков.

Среди.них был найден и портрет отважного вождя италь­ янского народа Гарибальди. Это отнюдь не было первым применением фотографии на войне. Неизвестный дагерротипист заснял еще в 1846 г. вступление американских оккупационных войск в Мексику.

105

В тоіі же гражданской войне в Соединенных Штатах с привязанного аэростата производились удачные фото­ снимки расположения неприятельских сил. Позже аэро­ фотосъемка стала одним из важнейших средств пе только военной, но и геологической разведки.

Конечно, от первых дагерротипов до современных сним­ ков фотография проделала огромнейший путь. Металли­ ческие пластинки заменены были на бумажные, затем на стеклянные, ' а потом и на целлюлозную пленку. От мо­ крых эмульспй перешли к сухому слою. Светочувствитель­ ность стала такова, что позволяет делать тысячи сним­ ков в секунду, фотоаппараты стали миниатюрными. Но ос­ нова фотографии — светочувствительность серебряных со­ лей осталась прежней. Аэрофотосъемка — только частный случай применения фотографии. Возможности ее неисчер­ паемы. Она используется в фотодокументацип, в кримина­ листике, в астрономии, рентгеноскопии, биологии, метал­ лографии, конструкторских бюро — трудно и перечислить все ее примепеппя.

С определенного момента фотография стала движу­ щейся: родилась новая отрасль промышленности — кине­ матография. Кино долго называли «Великим немым». И этот «Великий немой» заговорил; заговорил с помощью серебра: звукозапись фиксируется на тон же киноленте, на том же светочувствительном серебряном слое.

Фото- и кинопромышленность стали крупнейшими по­ требителями серебра. Если в 1931 г. на них в США рас­

ходовалось	около 146 т металлического серебра, то в 1943 г.
у ж е 438 г,	а к 1958 г. эта потребность выросла до 933 т.
Успехи	исследований в области атомной энергии поз­

волили разработать способ реставрации старых фотогра­ фий. К а к сообщает один из французских журналов, это прикладное искусство не столь у ж и сложно по исполне­ нию. Потерявшую вид фотографию подвергают облучению нейтронами, и серебро, которым «вычернен» снимок, пре­ вращается в свой коротко ж и в у щ и й радиоактивный изо­ топ. В течение нескольких минут серебро испускает лучи. Если в этот период на фотографию наложить мелкозерни­ стый негатив, то на нем получится изображение более чет­ кое, чем было на оригинале. Нет никаких сомнений, что новому способу принадлежит большое будущее.

Светочувствительность серебряных солей нашли воз­ можность использовать не только в фотографии или кине-

106

матографии. Из США и Г Д Р почти одновременно посту­ пили публикации об универсальных защитных очках. Стекла этих очков изготовлены из прозрачных эфиров цел­ люлозы, в которых растворены небольшие количества галогепндов серебра. При нормальном освещении такие оч­ ки пропускают около половины световых лучей, когда же интеисивность последних увеличивается, то соли серебра претерпевают изменение, и «пропускная способность» оч­ ков падает до 5—10%. Процесс этот, однако, обратимый: с уменьшением интенсивности освещения очки вновь «про­ светляются». Такое светочувствительное стекло намерева­ ются использовать не только в защитных очках, но и в вет­ ровых стеклах автомобилей.

ПОКРЫТИЯ И ПРИПОИ

Серебро — металл. Оно обладает свойствами, присущи­ ми этому разряду элементов: блеском, ковкостью, тепло­ проводностью, электропроводностью. О том, к а к исполь­ зовали с древнейших времен отражательную способность серебра, рассказано выше. Правда, в неполированном ви­ де серебро имеет матовый оттенок, в значительной степе­ ни поглощающий световые лучи. Серебряный слой доволь­ но быстро тускнеет от присутствия в воздухе незначи­ тельных количеств сероводорода. Но от этой неприятности нетрудно уберечься: на серебряный слой наносят тончай­ шую пленку родия, цвет которого почти не отличается от серебра.

Не	только на	стекло наносится серебряное	покрытие,
а и на	керамику	и на металл. В производстве	художест­

венных и ювелирных изделий, в часовой промышленности такой процесс занимает большое место.

Способы нанесения серебряных покрытий различны: гальваническое серебрение, серебрение амальгамами, ме­ таллизация, катодное распыление и даже серебряная фо­ льга.

Серебро очень пластичный металл, из него можно по­

лучать	листки толщиной всего 0,25	микрона. Нанесением
тонкого	слоя серебра на разлігчные	керамические	изделия
им придают металлический отблеск — люстр.
Наибольшее значение и распространение, конечно, по­
лучили	гальванические покрытия серебром. И х		ценность
не только в хорошей отражательной		способности, но преж-

107

де всего в достаточной химической стойкости, электропро­ водности, а также прекрасном сцеплешш с основным ме­ таллом и эластичности, позволяющей накладывать слои значительной толщины.

Серебро устойчиво по отношению к действию щелочей, органических и некоторых минеральных кислот. Поэтому серебряные покрытия имеют широкое применение в хими­ ческой промышленности. Внутренние стенки многих тру­ бопроводов, змеевиков, конденсаторов, резервуаров, авто­ клавов, реакторов и других аппаратов и приборов покры­ вают серебром, как защитным металлом.

В аккумуляторных батареях со щелочным электроли­ том некоторые детали подвергаются опасности воздейст­ вия на них едкого к а л и или натра высокой концентрации; в то же время детали эти должны обеспечивать электри­ ческий контакт с другнми деталями. Лучшего материала для покрытия их, чем серебро, обладающее и устойчиво­ стью к щелочам, и прекрасной электропроводностью, не су­ ществует.

С древнейших времен серебро (как и золото) исполь­ зовалось как металл пайки. Входпт оно п сейчас в состав

специальных припоев. Существует много более	дешевых
i l общеизвестных (распространенных) припоев,	но сереб­

ряным в технике — особое место ввиду того, что они об­ разуют не только прочные и плотные, но и коррозионностойкие соединения. Нет, конечно, смысла использовать серебряные припои для пайки кастрюль или ведер, но су­ довые трубопроводы котлов высокого давления, трансфор­ маторы, собирательные электрические ш и н ы в таком при­ пое очень нуждаются . Общеизвестны марки серебряных припоев ПСр 10, ПСр 12, ПСр 25. Ц и ф р а указывает на процентное содержание серебра, основная ж е масса спла­ ва состоит из меди. Первый из них предназначен для пай­ ки бытовых приборов. Второй — для пайки патрубков, штуцеров, коллекторов и другой арматуры из меди и мед­ ных сплавов, в которых процент ее свыше 58. Это туго­ плавкие или твердые припои. Ч е м выше требования к прочности и коррозионной стойкости паяного шва, тем с большим процентом содержания серебра используется припой. В отдельных случаях в технике применяют при­ пои с содержанием серебра 70%. В связи с дефицитностью олова широко применяют мягкий свинцово-серебряный припой. Н а первый взгляд это покажется нелепостью: «ме-

J08

талл	консервной банки»,	как назвал его академик
А. Е.	Ферсман, заменяется	валютным металлом — сереб­

ром! Однако удивляться здесь нечему, это вопрос стоимо­ сти. Самый ходовой оловянный припой — это ПОС-40, включающий 40% олова и около 60% свинца. Заменяю ­ щий ж е его серебряный припой в своем составе имеет се­ ребра всего лишь 2,5%, а всю остальную массу представ­ ляет свинец. К а к велика роль серебряных припоев в новой технике, можно видеть из недавних статистических дан­ ных. Только в США иа эти цели ежегодно расходуется до 840 т серебра.

СПЛАВЫ СЕРЕБРА

Большой диапазон использования у сплавов серебра. Облагораживая другой металл своими ценными свойст­ вами, серебро несет службу в виде сплавов во многих отраслях техники с древнейших времен. Сплав благород­ ных металлов — золота и серебра, называемый электрон, изготовлялся задолго до нашего летоисчисления. Так на­

зываемое лигатурное серебро,	представляющее	собой
сплав его с медью, с давних пор	шло на поделку	столо­
вой утвари.

Сегодня в химической промышленности, в производ­ стве вакуум-аппаратов, тиглей, автоклавов и другого оборудования часто не ограничиваются применением се­ ребряного покрытия, а используют серебряные сплавы.

Пористость сплава нередко является в той или иной отрасли техники недопустимым дефектом. Одним из луч­ ш и х материалов для получения беспористого сплава я в ­ ляется серебро. Объясняется это редким для металлов

свойством — расширяться			при затвердении. Только три
металла	имеют	эту	способность — чугун,	серебро

ивисмут.

Сэтим свойством серебра связана одна из многочис­ ленных попыток получения искусственного алмаза, пред­ принятая в конце прошлого века профессором Харьков­ ского университета К. Д. Хрущовым. Можно только пред­ положить, но, по всей вероятности, ученый сознательно отказался от висмута, хотя он легко плавится, а кипит

всего	при	1500°	С. Расплав предстояло		насытить	углеро­
дом,	после	чего	быстро	охладить водой.	Образовавшийся
в расплаве		карбид при		соприкосновении	с водой	мог ее

109