Алмазы в железе

Алмазы в железе

Дмитрий Константинович Чернов

В 1846 г. Парч и Хайдингер обнаружили небольшие кристаллы графита в метеоритном железе в Венгрии. В 1882 г. в том же метеорите А.Брезина нашел небольшие алмазы. Русские ученые М.В.Ерофеев и П.А.Лачинов в метеорите Новый Урей, упавшем 4 сентября 1886 г., обнаружили также мельчайшие кристаллики алмаза. Рентгеновское просвечивание метеорита, упавшего в Индии в 1872 г., позволило обнаружить алмаз внутри «небесного камня». Одни кристаллы наблюдались невооруженным глазом, другие различались только в микроскоп.

А совсем недавно в метеоритном кратере, находящемся в штате Аризона, найден самый большой алмаз метеоритного происхождения. Его диаметр 3.5 мм. До этой находки самым большим алмазом такого происхождения считался алмаз диаметром 2 мм из коллекции Музея национальной истории в Нью-Йорке. Вновь найденный алмаз темного цвета, непрозрачный, грани едва заметны. Его обнаружили при раскалывании куска метеорита, подобранного на восточном склоне кратера.

Советский ученый Г.П.Вдовыкин в монографии «Алмазы в метеоритах» (Изд-во «Наука», 1970) упоминает о двух вариантах происхождения метеоритных алмазов: в каменных метеоритах - при соударении астероидных тел в космическом пространстве, а в железных - при ударе метеорита о землю.

Изучением небесных алмазов занимается секция космической химии, впервые созданная на XX Международном конгрессе теоретической и прикладной химии. На этом конгрессе, состоявшемся в июле 1965 г. в Москве, часть докладов была посвящена минералогии и структуре метеоритов, в частности и алмазам в метеоритах.

Известный французский химик Анри Муассан на основании факта находок алмазов в метеоритах пришел к выводу, что образование алмаза из угля может происходить при очень быстром охлаждении и при высоком давлении. В 1890 г. он приступил к опытам по синтезу искусственных алмазов.

Муассан решил использовать свойство чугуна расширяться при затвердевании. Расплавленный в дуговой печи чугун он насыщал углеродом, затем резко охлаждал его водой. Корка застывшего чугуна препятствовала расширению чугуна при отвердевании - внутри получалось огромное давление. Растворив чугун в кислоте, Муассан якобы обнаружил мелкие твердые кристаллики - искусственные алмазы. Однако его опыты никому повторить не удалось.

15 марта 1907 г. на объединенном заседании химического отдела и металлографической комиссии Русского технического общества известный металлург Д.К.Чернов сделал сообщение «О кристалликах алмаза и карборунда в стали».

Еще в первые годы своей работы на Обуховском заводе Чернов исследовал под микроскопом изломы литых стальных болванок и обнаружил у стенок внутренних усадочных пустот очень твердые неметаллические включения характерного кристаллического строения в форме шестиугольных тонких пластинок. Он отправил их французскому металловеду Осмонду с просьбой произвести тщательный химический анализ. В 1902 г. Осмонд дал заключение, что это кристаллики карборунда. В своем письме Чернову Осмонд писал:

«Допуская, что эти шестиугольники - карборундум, Вы имели бы право заявить об открытии Вами этого вещества в окристаллизованном виде в металлургических продуктах. Муассан говорит, что эти шестиугольники в точности те же, которые Франк (из Берна) считает за открытые им и которые он, менее осторожный, нежели Вы, определенно и без оговорок описывает как алмазы с некоторым шумом об этом открытии, сделанном так давно Вами».

Действительно, швейцарский ученый Леон Франк, обнаруживший подобные же включения много лет спустя после Чернова, принял их за выделения алмаза, очевидно, по аналогии с крупинками искусственных алмазов, полученных Муассаном при мгновенном затвердевании чугуна. В 1895 г. Л.Франк и А.Россель заявили, что как и метеоритное железо, так и искусственно полученные железо и сталь содержат маленькие алмазы.

Открытие Черновым кристалликов карборунда в стальной болванке явилось весьма важным фактором для выявления взаимоотношения между углеродом и прочими компонентами стали. Работа Чернова доказывала отсутствие выделений углерода в стали в виде алмазов.

Английский металлург Норберн в опубликованной в 1939 г. схеме затвердевания железоуглеродистых сплавов вновь подтвердил невозможность существования в закристаллизовавшейся стали свободного углерода в форме алмаза. Он доказал, что карбид железа, не находящийся в твердом растворе (т. е. в форме свободного углерода), легко разлагается с образованием графита.

---
Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. "Металлургия", 1972