Кудесник с электрической печью

Да, имя Муассана — профессора химии Высшей фармацевтической школы в Париже — не сходило со страниц газет, научных журналов и книг. Он был подлинным героем дня.

Еще бы, профессор, как уверяла молва, сделал то, чего не удавалось сделать никому до него. В своей печи ученый наконец-то «испек» искусственный алмаз!

Эти опыты, прогремевшие в свое время на весь свет, породили новое — «муассановское» направление в алмазотворении. В своих опытах Муассан исходил из теории, что алмаз кристаллизуется в результате расплавления углерода в железе и последующего резкого охлаждения расплава. Иными словами, он придерживался взглядов своих предшественников Фридлендера, Вольфа и Хасслингера.

Подобную теорию еще ранее высказали русские ученые М. В. Ерофеев и А. Д. Лачинов. Исследуя в 1880 году метеоритное железо, они, к своему изумлению, обнаружили в куске чистого губчатого железа, прилетевшего на Землю из заоблачных далей, алмаз. «Небесное» происхождение драгоценного камня ученые объясняли тем, что при трении о земную атмосферу железный метеорит сильно разогревается, а затем, в результате удара о Землю, углерод, содержащийся в метеорите, кристаллизуется в алмаз.

Муассан был хорошо осведомлен о метеоритных алмазах. Он сам тщательно исследовал куски метеорита, найденного в каньоне Дьябло, в североамериканском штате Аризона. В порах этого небесного пришельца Муассан обнаружил крохотные блестящие кристаллики, отличавшиеся необычайной твердостью. Он решил, что это алмазы. Однако кристаллики алмазами небыли; это был крайне редкий минерал, иной раз сопутствующий природному алмазу в кимберлитовых трубках. Позднее, в честь Муассана этот минерал получил название «муассанита» (муассанит— соединение углерода с кремнием).

Словом, идея получения алмазов из расплава углерода в металле была очень модной *. Нет ничего удивительного в том, что и Муассан стал ее горячим приверженцем, хотя он прекрасно знал о прошлых неудачах в этой области. Но почему, зная о них, Муассан все же пошел по старому, проторенному пути? Потому что он возлагал большие надежды на могущественного помощника, которого не было у всех его предшественников.

Этим помощником была дуговая электрическая печь.

Какую температуру могли обеспечить бунзеновская горелка или отражательная печь, которыми пользовались в прежних опытах алмазотворения? В лучшем случае 2 тысячи градусов. То ли дело — печь электрическая! Она позволяла получить температуру в 3—4 тысячи градусов.

Знаменитая печь Муассана была устроена следующим образом. Массивный железный кожух ученый обмазал внутри толстым слоем огнеупорной глины. С боков Муассан вставил в кожух, под некоторым углом, два толстых угольных стержня и соединил их с полюсами мощной динамо-машины. Когда все было готово к началу опыта, Муассан распорядился пустить динамомашину. Запыхтел паровик, к небу поднялся столб густого дыма. Все быстрее и быстрее стал вращаться якорь машины. Число оборотов достигло, наконец, требуемого. Еще одно распоряжение — и цепь включена. При помощи винтового механизма Муассан сначала сблизил, а затем раздвинул угольные электроды. Между ними тотчас вспыхнула ослепительно яркая дуга. Сила тока в цепи достигла максимума — 5 тысяч ампер. Шипя и разбрасывая мириады искр, горела дуга, раскаляя печь. Внутри футеровки уже бушевал нестерпимый зной. Муассан полагал, что в таком пекле углерод не устоит — он должен будет превратиться в алмаз!

Муассан поместил на под печи небольшой тугоплавкий тигелек, наполненный порошкообразным железом. Металл в тигельке начал размягчаться, потом расплавился и закипел. В этот момент Муассан с помощью особого механизма опустил в бурлящий металл цилиндрик из углерода, полученного после сухой перегонки сахара. Железо стало жадно впитывать углерод.

Дав расплаву как следует покипеть и еще сильнее разогреться, Муассан бросил тигелек с его огненным содержимым в бочку с ледяной водой. Раздался громовый взрыв. Из бочки взлетел ввысь настоящий гейзер, лаборатория наполнилась паром.

Для чего Муассан столь жестоко расправился с жидким сплавом? Он рассчитал хитро: при внезапном резком охлаждении в кусочке слитка станут развиваться усилия и он подвергнется колоссальному сжатию со всех сторон, от поверхности к центру. Стало быть, печь даст высокую температуру, а внезапное охлаждение — громадное сжатие: как раз то, что и требуется для получения искусственных алмазов!

* Необходимо отметить, что идея образования алмазов из расплавленного в металле углерода нашла свое подтверждение в опыте, поставленном профессором минералогии Петербургской медицинской академии Константином Дмитриевичем Хрущевым. В 1893 году, еще до опытов Муассана, ученый получил крохотные кристаллы из углерода, расплавленного в серебре. Свои искусственные камни К. Д. Хрущов показал знаменитому русскому физико-химику Н. Н. Бекетову на следующий день после получения известий об опытах Муассана.