Применяя алмазный инструмент, американский марсоход проточил дырку в камне и сумел не только определить химический состав, но и разглядеть микроструктуру. А смог бы наш марсоход поступить так же?
- Да, алмазный инструмент очень хорош для этой задачи, - говорит директор ВНИИАлмаза кандидат технических наук Сергей Лукьянычев. - С его помощью можно добиться необходимого качества поверхности минерала, чтобы можно было изучать его микроструктуру. Причина в том, что алмаз не только легко режет любые природные или искусственные материалы, но и сразу же полирует поверхность разреза. А при изучении микроструктуры очень важно получить именно гладкую поверхность, иначе ученые не смогут понять, что они изучают - строение марсианского камня или риски, образовавшиеся в процессе обработки.
Вообще говоря, алмазы с незапамятных времен использовали для резки стекла, но расцвет их промышленного применения в развитых странах приходится на конец пятидесятых годов, когда ученые сумели синтезировать алмаз из графита в промышленных условиях. Мелкие алмазики - основа большинства инструментов. Из них изготавливают, например, алмазные круги для шлифования металлов, твердых сплавов, керамики, оптического стекла. Алмазы покрупнее используют в инструментах для геологоразведочного бурения, газо- и нефтедобычи. Крупные кристаллы, весом до карата и диаметром до 6 мм, тоже имеют свою специфическую нишу: ими правят абразивные круги, измеряют твердость сверхтвердых материалов, выполняют высокоточную токарную обработку и обрабатывают сами алмазы.
Поскольку большие монокристаллы природных алмазов желательно было бы сохранить для потомков в виде бриллиантов, а не истреблять их в инструментах, ученые ищут обходные пути: либо выращивают крупные алмазные поликристаллы, либо делают композиционные материалы из мелких, например, спекая порошки алмазов с твердым сплавом. В таком материале алмазы выступают над поверхностью и отлично режут и полируют тот же камень или металл. Скорее всего, именно такой композит американцы и поставили на бур своего марсохода. Однако у композита есть серьезный недостаток - у него нельзя создать режущую кромку. Поэтому резец или фрезу делают из поликристаллического алмаза. "Это очень интересный материал, - поясняет Сергей Лукьянычев. - Он состоит из двух слоев. Снизу - подложка из твердого сплава. Она придает материалу прочность. А на подложке мы синтезируем монолит из плотно сросшихся кристалликов алмазов, его толщина немаленькая - от 500 до 1000 мкм".
Раньше такие алмазно-твердосплавные пластины делали на Львовском алмазном заводе. Теперь он превратился в небольшую мастерскую, использующую накопленные в советское временя заготовки. Причина банальна - нет спроса на столь высокотехнологическую продукцию. Самое большое производство синтетических алмазов и инструмента из них было в Полтаве. Оно вполне сохранилось и продолжает выпускать алмазные порошки, которые большей частью уходят на экспорт. В России осталось несколько производств, например Томилинский алмазный завод или тот же ВНИИАлмаз. Однако потребность в инструменте в значительной степени удовлетворяют поставки из Китая и Южной Кореи. Дело в том, что отрасли, которые традиционно широко использовали алмазы, например точное машиностроение, попали в кризис, который разрушил прежние связи. А молодым отраслям, прежде всего строительной, где алмазными кругами режут мраморные и гранитные плиты для облицовки зданий, а также бетонные стены при реконструкции квартир, оказалось проще завязать связи с зарубежными поставщиками.
- Конечно, если бы перед нами была поставлена задача создать инструмент для межпланетной экспедиции, мы бы с ней справились, - говорит Сергей Лукьянычев. - К сожалению, никто таких задач не ставит. А это очень важно. Ведь та же компания "Ханиби роботикс", что сделала алмазный бур для марсохода "Спирит", занялась этой работой не по собственной инициативе: ее заказали инженеры из НАСА. А те, оснащая экспедицию самой надежной техникой, по сути, выполнили задание руководства своей страны. Очень показателен пример китайцев. Например, мы знаем, как делать суспензию наноалмазов. Ею - и только ею - можно отполировать поверхность любого материала до атомной шероховатости. Однако мы не можем себе представить, кому в России может понадобиться такая высокая чистота обработки. А китайцы суспензию делать не умеют, но уверены в четком выполнении государственной политики по модернизации страны. Поэтому они считают, что, изготавливая высокоточные детали, они не прогадают, и стараются узнать, как делать суспензию.
Кстати, еще в шестидесятые годы американские специалисты посчитали, что объем использования алмазов в промышленности прямо пропорционален уровню развития страны, ее ВВП. Это понятно: алмазная технология - базовый элемент высоких технологий. Без нее невозможны ни точное машиностроение, ни обработка подложек для микросхем, ни бурение скважин, ни многое другое. Так, до перестройки в СССР применяли четверть миллиарда карат. В России сейчас - примерно в 10 раз меньше. А китайцы в 2000 году затратили на изготовление инструмента около полумиллиарда карат, а в прошлом году - уже целый миллиард. И это при том, что еще десять лет назад у них алмазной промышленности не было. Но ведь не в Китае, а у нас в стране, в академическом Институте физики высоких давлений, под руководством академика Леонида Верещагина, почти одновременно с американцами, технология синтеза алмазов была создана и успешно применена на практике.
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
МАТЕРИАЛОВ САЙТА ССЫЛКА НА САЙТ
ОБЯЗАТЕЛЬНА
