Хроники невозможного. Фактор "Х" для русского прорыва в будущее (СИ)

Однако немецкий ученый Аккерман предложил: делать лазерные скальпели с использованием шпинели. Тогда они смогут выдерживать нагрузку почти в сотню раз большую. Осталось дело за малым: создать производство искусственной шпинели нужных качеств.

Но, что называется - легко сказать. Американцы, помучившись с этим делом с 1964 года, его потом надолго забросили. Методы горячего прессования или спекания шпинели оказались не настолько эффективными, чтобы получать изделия нужного качества и размера. Растили монокристалл, а он выходил не того качества. Шпинель крайне тугоплавка - она "тает" при температуре 2135 градусов. Для сравнения: жар для плавления стали - 1450- 1520 о с.

Но Мастер не был бы Мастером, если бы не занялся бы и этой каверзной задачей двинувшись своим путем. Он решил, что незачем заниматься монокристаллом шпинели когда можно делать шпинель поликристаллическую. Но зато какую ! Впрочем, не будем забегать вперед, читатель.

РОЖДЕНИЕ "КАМЕННОГО" ПРЫВА.

Только-только выйдя на свободу в 1989 году, Виктор Иванович решил заняться искусственными драгоценными и полудрагоценными камнями. Изначально - из чисто ювелирных соображений.

В то время страна неудержимо и страшно впадала в агонию. Экономика шла вразнос. И вот после гибели Советского Союза Мастер покупает первые установки для производства бесцветных сапфиров - лейкосапфиров. Аппараты "Омега" для выращивания монокристаллов лейкосапфира, кстати, и ныне производит Луганск (http ://omega-crystals. сот/т/). Делали их с прототипа: печей "Гном", разработанных в ГОИ. В свою очередь, выяснилось, что это были не очень удачные копии старых иностранных агрегатов, работающих на технологии Киропулоса.

Виктор Петрик действительно выкупил те установки, что были произведены по заказу Минобороны СССР, но после трагедии 1991 года оказались неоплаченными военными. Тогда десять аппаратов в 1992-м приобрел Мастер, и столько же - директор Института геологоразведки Виктор Рябков. Виктор Иванович долго мешкал, но потом поставил свои машины на заводе "Большевик". Но потом оба они свои "омеги" продали: они были уже неинтересны. Почему? Технология выращивания лейкосапфиров была уже давно устаревшей. Да и кристаллы на них получались плохого качества.

Нужно было двигаться дальше. Виктор Петрик делает личный заказ на военном заводе "Электромеханика" во Ржеве - на изготовление восьми машин продольно-горизонтального синтеза, разработанных гениальным ученым, член-корреспондентом РАН Хачатуром Багдасаровым.

Именно на установке Багдасарова В. Петрик впервые в мире вырастил гигантский рубин в молибденовом тигле. Дело в том, что синтез камней традиционными методами (например, методом Чохральского) имеет некооторые сильные ограничения. Например, невозможность равномерного распределения в кристалле, растущем из расплава, заданных примесей - в процессе формирования кристаллической решетки они просто вытесняются.

Это свойство положено в основу технологии очистки материалов методом зонной перекристализации градиентом температур. Так получают сверхчистый алюминий, что называется - девять девяток. То же происходит и при очистке лейкосапфира: вся грязь концентрируется в "пятке" выращиваемого кристалла. Ее остается только отрезать.

А зачем вообще аносить в кристалл какие-то примеси? Да затем, что от них зависит многое, в том числе - и окраска камня. Например, бесцветный корунд (лейкосапфир) с вндренными в решетку атомами титана будет иметь голубой цвет, а примеси хрома придадут ему ярко-красную окраску, и мы получим драгоценный камень под названием "рубин". Еще одна трудность - взаимодействие при высоких температурах хрома с материалом тигля. А это, как правило, вольфрам.

В свое время профессор Мусатов из ГОИ пробовал вырастить гигантский рубин для лазеров. Ради этого невероятными усилиями был создан семикилограммовый иридиевый тигель. Но хром взаимодействует даже с иридием, - рассказывает Виктор Иванович. - Впервые в истории искусственный рубин синтезировал Вернель, в конце девятнадцатого века. Для этого он разработал бестигельный метод, при котором шихта плавится прямо в пламени водородной горелки.

Нам же удалось вырастить рубин в молибденовой "лодке". Чем же был защищен молибден? По методу горизонтального синтеза Хачатура Багдасарова: "лодка" с шихтой входит в зону нагрева. В носик "лодки" введен маленький природный рубин-затравка. Далее расплав, охлаждаясь, начинает кристаллизоваться вокруг той самой затравки.

Что сделал я? Сначала вырастил лейкосапфир. Потом снова размягчил его и насыпал сверху смесь оксидов хрома и железа. Ионы хрома, не соприкасаясь со стенками тигля, диффундируют в кристалл, занимают в решетке свободные от алюминия вакансии. Так получился рубин.

Следующей целью стала шпинель. Цветом такая же, как и рубин, но с фиолетовым оттенком. Потому ее поэтично называют "рубином цвета запекшейся голубиной крови". Этот оттенок придает шпинели содержащийся в ней магний.