Великие химики. Том 2

Раймон положил листы с аккуратно вычерченными графиками на стол.

— Сначала кривая резко опускается вниз. Это соответствует периоду, при котором раствор равномерно охлаждается. С этого момента начинается экзотермический процесс образования кристаллов — температура понижается медленнее, поэтому наклон кривой уменьшается. При дальнейшем снижении температуры начинается одновременная кристаллизация оставшейся воды и соли. В этот момент линия идет горизонтально.

— Да, это логично и легко объясняется законом Гиббса: при температуре, соответствующей горизонтальной части кривой, имеется максимальное число фаз.

Ле Шателье задумался. Он постукивал рукой по столу и внимательно рассматривал графики.

— При охлаждении сплавов картина аналогичная. Этьен, — обратился он к другому сотруднику, — дайте мне графики охлаждения сплавов олова и висмута.

Этьен открыл большую папку и начал искать чертежи.

— Это висмут — сурьма. Это олово — свинец…

— Достаточно, — прервал его Ле Шателье, взял несколько графиков и положил их рядом. — Посмотрите, как они похожи! Сначала крутой наклон, потом более пологое снижение и в конце горизонтальная линия. Одинаковое физическое состояние этих систем дает аналогичные графики. Что, в сущности, получается? При высокой температуре один металл растворяется в другом, как кусок сахара в воде.

— Аналогия наглядная, — добавил Раймон. — Ясно, что в расплавленном состоянии сплавы похожи на растворы [237].

— Именно так, — подтвердил Ле Шателье. — Но можно ли утверждать, что и после затвердевания сплавы являются растворами?

— Возможно, получается твердый раствор, — нерешительно предположил Этьен.

— Весьма сомнительно, — продолжал Ле Шателье. — Свойства растворов хорошо изучены. Например, с повышением концентрации растворенного металла должна понижаться температура плавления сплава.

— Вы имеете в виду аналогию с законами Рауля [238] и Бекмана [239]?

— Да, Раймон. Но нам более важно знать свойства сплавов в твердом состоянии и при обычной температуре. При охлаждении в расплаве начинается кристаллизация. Сплав приобретает другую структуру, а мы почти ничего об этом не знаем.

— Но металлы непрозрачны. Нельзя выковать тонкую пластину и наблюдать ее структуру под микроскопом.

— К сожалению, нельзя, — вздохнул Ле Шателье. — А как много мы бы узнали, если смогли бы видеть под микроскопом образец металлического сплава.

Если смогли бы!

Но по сути очень важное уже было сделано: сформулирована очередная задача — увидеть структуру металлов под микроскопом. Обычный путь здесь не годился. Даже золото, эластичность которого позволяет выковать тончайшие листки, настолько слабо пропускает свет, что наблюдение под микроскопом невозможно. Металлы не пропускают свет, а лишь отражают его. Отражают свет…

А вот это идея! Нужно направить пучок света так, чтобы металлическая пластина отражала его в объектив микроскопа, тогда поверхность пластины станет видимой под микроскопом!

Идею удалось реализовать, и впервые человек наблюдал металлическую поверхность при таком большом увеличении! Небывалое оживление царило в лаборатории. Каждый стремился взглянуть на то, чего еще никогда никому не удавалось увидеть.

Наконец, первое восторженное чувство улеглось, и наступили будни, полные новой работой, — изучались металлические поверхности, их структуры при большом увеличении. Исследователи вырезали тонкие металлические пластинки, шлифовали их, чтобы поверхность была идеально гладкой, зарисовывали структуры.

А Ле Шателье уже думал над тем, как изменить конструкцию микроскопа. Он подготовил чертежи нового микроскопа, и спустя немного времени в лаборатории появился металлографический микроскоп.

«Наука должна служить человеку, успехи ее — способствовать развитию промышленности и техники!» — этот принцип ученый успешно претворял в жизнь. Его достижения получили высокую оценку — Гран При в Париже в 1900 году, премия Сен-Луи в 1904 году в США, награды в Италии, Бельгии, России… [240]

В 1907 году Ле Шателье избрали членом Парижской Академии наук.

— Они не должны были так долго откладывать то, на что ты давно имел право, — негодовала его жена. — Весь мир признал тебя, ты получил столько дипломов и премий, а наша Академия… — Женевьева боготворила своего мужа. Она с героическим самопожертвованием посвятила свою жизнь воспитанию их семерых детей и созданию всех условий для работы мужа.

— Ты не права, Женни. Дело в том, что у Парижской Академии вековые традиции: нового члена выбирают лишь после смерти кого-либо из академиков. Да не стоит много говорить об этом. Посмотри, у меня для тебя сюрприз.

Ле Шателье вынул из маленькой коробочки великолепный перстень и надел его на руку жены.

— Разве ты не имеешь право на радость?

— Ты мне и так даешь много радости! Сколько удовольствия я получила от путешествия по Италии. А Бельгия, Лондоне

Почти всегда Женни сопровождала мужа в его поездках за границу.

Женни положила руку на «тол и залюбовалась игрой камня.

— Какой ослепительный блеск!

— А знаешь, что представляет собой этот маленький сверкающий камушек? — спросил Анри, садясь рядом.

— Ты ведь сам сказал — алмаз.

— Алмаз! — засмеялся Ле Шателье. — Это углерод, дорогая»

— Неужели! А почему алмазы так дороги?

— Потому что встречаются редко. Это углерод, иначе говоря, то же вещество, что и каменный уголь.

— Интересно, но мне лучше об этом не знать, а то я буду думать, что на моей руке кусочек угля.

— Это две формы существования одного и того же элемента. Природа многообразна в своих проявлениях, Женни. Сколько жизней нужно, чтобы изучить их!

Этот разговор не был случайным. К тому времени Ле Шателье начал исследование этого свойства элементов, которое еще со времен Митчерлиха было известно, как диморфизм, полиморфизм или аллотропия [241]. Ле Шателье интересовался аллотропией с практической точки зрения. Полиморфные формы образуют углерод, кремний, фосфор. Но полиморфизм свойствен и металлам. Надо точно знать условия, при которых образуется данная полиморфная форма, и это будет иметь колоссальное значение для промышленности. Скажем, закаливание стали, разве это не сохранение полиморфной формы, образовавшейся при высокой температуре?

Имея в своем распоряжении пирометр, при помощи которого измерялись высокие температуры, и микроскоп для изучения кристаллической структуры, Ле Шателье провел тщательные исследования процессов кристаллизации металлов [242]. Особенно сложно протекали эти процессы в железе. Расплавленное железо соединяется с углеродом, растворяет его, а также растворяет кремний, фосфор. Вместе с сотрудниками Ле Шателье» изучил сложные процессы, происходящие в расплаве чугуна и стали во время кристаллизации. Открытия, сделанные известным американским исследователем Джозайей Уиллардом Гиббсом [243], оказали в этой работе большую помощь. Ле Шателье установил механизм протекания процессов закалки стали, а также объяснил роль марганца при удалении примесей фосфора из чугуна. За эти работы ученый в 1910 году получил медаль. Бессемера [244].

Закончив книгу «Лекции об углероде» (1908 год), Ле Шателье приступил к работе над рукописью «Введение в изучение металлургии» (1912 год) [245]. Известность его быстро росла, а вместе с этим увеличивался круг его обязанностей. Ле Шателье проводил многочисленные исследования читал лекции, занимался с дипломниками и докторантами, принимал участие в. работе многих правительственных комиссий. Национальное бюро науки, Комиссия по взрывам, Бюро мер и весов, Комиссия новых открытий приглашали Ле Шателье для консультаций. Его заслуги получили всемирное признание. Многие европейские университеты и научные организации избрали его своим» почетным членом. По инициативе Парижской Академии наук в начале 1922 года торжественно отмечалось пятидесятилетие его научной деятельности.