|
[...] Tibêri loại trừ mối nguy -
Bộ hàng bào xa xỉ của hoàng đế -
Cảm kích về cuộc triển lăm ở Pari -
Bữa tiệc trong hoàng cung - Một dự án táo
bạo - Tấm huy chương dàn xếp cuộc
tranh chấp [...]
Nhà viết sử cổ đại Plini Bố có
kể lại một sự kiện lư thú từng
xảy ra gần hai ngàn năm về trước.
Một hôm, một người lạ đến
gặp hoàng đế La Mă Tibêri. Người
đó mang tặng hoàng đế một cái chén
do chính ḿnh làm ra từ một thứ kim loại
lấp lánh như bạc, nhưng lại rất
nhẹ. Người thợ nói rằng, anh ta
lấy được thứ kim loại mà chưa
ai biết này từ đất sét. Có lẽ Tibêri
ít khi bận tâm biết ơn ai, và ông ta cũng
là một hoàng đế thiển cận. Sợ
rằng, thứ kim loại mới với những
tính chất tuyệt vời của nó sẽ làm
mất hết giá trị của đống vàng và
bạc đang cất giữ trong kho, nên vị hoàng
đế này đă ra lệnh chém đầu người
phát minh và phá tan xưởng của anh ta để
từ đấy về sau không c̣n ai dám sản
xuất thứ kim loại “nguy hiểm” ấy
nữa.
Đó là chuyện có thật hay chỉ là
truyền thuyết - thật khó nói. Nhưng
dẫu sao th́ “nguy cơ” cũng đă qua
khỏi, và tiếc thay, đă qua lâu lắm
rồi. Măi đến thế kỷ XVI, tức là
khoảng một ngàn năm trăm năm về
sau, lịch sử của nhôm mới được
ghi thêm một trang mới. Vị y sự kiêm nhà
vạn vật học đầy tài năng người
Đức là Philip Aureon Teofrat Bombat Fôn Hôhengây
(Philippus Aureolus Theophratus Bombastus Von Hohenheim) - người
đă đi vào lịch sử với biệt danh
là Paratxen, đă làm được điều
đó. Khi nghiên cứu các chất và các khoáng
vật khác nhau trong đó có cả các loại phèn,
nhà bác học này đă xác định được
rằng, chúng là “muối của một loại
đất chứa phèn nào đó” mà thành
phần của nó có chứa oxit của một kim
loại chưa ai biết; thứ oxit này về sau
được gọi là đất phèn.
Từ thời xa xưa người ta đă
biết đến các loại phèn mà Paratxen
từng quan tâm. Theo xác nhận của nhà viết
sử người Hy Lạp là Hêrođot (sống
ở thế kỷ thứ V trước công nguyên)
th́ các dân tộc cổ xưa đă dùng một
loại chất khoáng mà họ gọi là
“Alumen”, nghĩa là “làm săn sợi” để
giữ màu khi nhuộm vải. Chất khoáng này chính
là phèn.
Vào khoảng thế kỷ thứ VIII - IX, phèn
đă được dùng để nhuộm
vải, để thuộc da cừu, da dê ở nước
Nga cổ xưa. Thời trung cổ, một số
xưởng sản xuất phèn đă hoạt
động ở châu Âu.
Năm 1754, nhà hóa học người Đức là
Anđrêat Xighizmunđơ Macgrap (Andreas Sigismund
Marggaf) đă tách được thứ “đất
chứa phèn” mà Paratxen đă nói đến
từ hai trăm năm trước đó.
Phải qua mấy chục năm nữa, nhà bác
học người Anh là Hanfri Đêvi (Humphry Davy)
mới thử t́m cách tách thứ kim loại
ẩn náu trong phèn. Năm 1807, bằng cách điện
phân các chất kiềm, ông đă phát hiện ra
natri và kali, nhưng ông chưa phân giải
được đất phèn bằng ḍng điện
như thế. Mấy năm, nhà bác học người
Thụy Điển là Iuên Iacop Becxêliut (Jons Jakob
Berxelius) cũng bắt tay vào những cuộc
thử nghiệm như vậy, song công cuộc
của ông không thu được kết quả.
Mặc dầu vậy, các nhà bác học vẫn
quyết định đặt tên cho kim loại
“bất trị” này: lúc đầu, Becxêliut
gọi nó là alumium, và về sau, Đêvi đă
đổi alumium thành aluminium (nhôm).
Nhà bác học người Đan Mạch Hans
Khrixtian Ecxtet (Hans Christian Oersted) là người
đầu tiên chế được nhôm kim
loại giống như người thợ vô danh
thời cổ La Mă. Năm 1825, trong một tạp
chí hóa học, ông đă đăng một bài
trong đó ông viết rằng, sau những thí
nghiệm do ông tiến hành đă thu được
“một mẩu kim loại có mầu và ánh kim hơi
giống thiếc”. Nhưng tạp chí này không
nổi tiếng lắm nên thông báo của Ecxtet
hầu như không được giới khoa
học chú ư đến. Vả lại, v́ mải
mê nghiên cứu về điện tử nên chính
nhà bác học đă không coi trọng phát minh này
của ḿnh.
Hai năm sau, một nhà hóa học Đức
trẻ tuổi nhưng đă nổi tiếng, tên
là Friđric Vuêle (Friederich Wohler) đă đến
Côpenhaghen để gặp Ecxtet. Ecxtet cho Vuêle
biết là ông không định tiếp tục các
thí nghiệm điều chế nhôm nữa.
Thế là sau khi trở về nước Đức,
Vuêle đă lao ngay vào nghiên cứu vấn đề
này - một vấn đề mà ông quan tâm từ
lâu. Chỉ đến cuối năm 1827, ông đă
công bố phương pháp điều chế kim
loại mới này của ḿnh. Sự thực th́
phương pháp của Vuêle chỉ cho phép tách
được nhôm ở dạng hạt có độ
lớn không bằng đầu kim băng, nhưng
nhà bác học đă tiếp tục làm thực
nghiệm cho đến khi hoàn chỉnh các phương
pháp điều chế nhôm ở dạng khối
đặc. Ông phải mất ... mười tám năm
vào việc đó.
Thời bấy giờ, kim loại mới này đă
có danh tiếng ngay. Nhưng v́ người ta
chỉ thu được nó với lượng
rất ít ỏi nên giá của nó cao hơn giá vàng
và t́m mua được nó không phải đơn
giản.
Bởi vậy, cũng dễ hiểu rằng, khi
một vị Quốc vương ở châu Âu
đă sắm riêng được cho ḿnh một
bộ hoàng bào đính cúc nhôm th́ ông ta liền lên
mặt với các vua chúa khác mà món xa xỉ như
vậy không hợp với túi tiền của
họ. Các vua chúa kia chẳng c̣n cách nào khác ngoài
ghen tức với người có diễm phúc
được làm chủ bộ cúc quư hiếm
đó và đành âm thầm buồn bă chờ
đến một ngày tốt đẹp hơn.
Chẳng phải chờ đợi lâu, niềm vui
lớn đă đến với họ: năm 1855,
tại cuộc Triển lăm quốc tế ở
Pari, người ta đă trưng bày "bạc
lấy từ đất sét" làm chấn động
dư luận. Đó là những tấm và
thỏi nhôm do nhà bác học kiêm nhà công
nghiệp người Pháp Hăngri Etien Xanh -Cle
Đêvi (Henri Etienne Sainte Claire Deville) chế tạo
ra.
Trước khi xuất hiện những vật trưng
bày đó, một vài sự kiện sau đây
đă xảy ra. Hồi ấy, Napôleon III - “đứa
cháu bé tí của ông bác vĩ đại” - như
những người đương thời thường
gọi, là hoàng đế nước Pháp. Vốn
là một kẻ thích chọc tức người
khác, có một lần, ông ta mở một bữa
tiệc, tại đó, những người trong
hoàng gia và những vị khách vinh dự nhất
được dùng th́a và dĩa bằng nhôm. C̣n
những khách khác th́ buộc phải sử
dụng những dụng cụ ăn uống b́nh
thường (song vẫn là những thứ dùng
cho các bữa tiệc của hoàng đế)
bằng vàng và bạc. Dĩ nhiên là họ
uất ức đến phát khóc lên và không tài nào
nuốt nổi, nhưng biết làm sao được
khi ngay cả hoàng đế lúc đó cũng không
thể sắm đủ cho mỗi vị khách
một bộ đồ bằng nhôm theo yêu
cầu. Và khi mà số mệnh ban cho ông ta một
vị hoàng tử để nối dơi th́ người
cha đầy diễm phúc đă ra lệnh cho người
thợ kim hoàn trong cung đ́nh làm một bộ
đồ chơi xa xỉ bằng nhôm, vàng và các
thứ đá quư.
Sau đó ít lâu, trong óc của Napôleon III đă chín
muồi một dự án trêu ngươi, hứa
hẹn một niềm vinh quang và hănh diện, nhưng
điều chủ yếu là làm cho các vua chúa khác
phải xanh mắt v́ ghen tị: hoàng đế
đă quyết định trang bị cho binh lính
trong quân đội của ḿnh những bộ áo
giáp bằng nhôm. Ông ta dành cho Xanh - Cle Đêvin
một khoản tiền lớn để ông này t́m
cách chế được nhôm với số lượng
lớn. Lấy phương pháp của Vuêle làm cơ
sở cho những thực nghiệm của ḿnh,
Xanh - Cle Đêvin đă đề ra một quy tŕnh
công nghệ thích hợp, nhưng kim loại
của ông làm ra vẫn rất đắt. Chính v́
vậy nên binh lính Pháp vẫn chưa được
ướm thử những bộ áo giáp như vua
chúa đă hứa hẹn, trong khi đó th́ nhà vua
lại rất quan tâm đến việc hộ
vệ bản thân ḿnh: vệ sĩ của ông
đă được trưng diện những
bộ áo giáp mới tinh.
Phe cánh Bônapac định lợi dụng việc
Xanh - Cle Đêvin điều chế được
nhôm nguyên chất để nhen nhóm lên ngọn
lửa dân tộc chủ nghĩa: ở khắp
mọi nơi, ngươi ta kêu gào về chủ
quyền của nước Pháp trong việc phát
hiện ra kim loại này. Đáng kính thay Xanh - Cle
Đêvin, ông đă phản đối những
lời “thổi phồng” này bằng một hành
động thích hợp với một nhà bác
học chân chính, đồng thời cũng
rất độc đáo: ông đă dùng nhôm do chính
ḿnh sản xuất ra để khắc một
tấm huy chương mang chân dung Friđric Vuêle,
đề năm “1827”, rồi gửi tặng nhà
bác học Đức.
[...] "Đâu cũng toàn là nhôm" - Dường
như đă bàn định từ trước - Bí
mật của ngôi mộ cổ Trung Hoa - Sự sáng
suốt của một kỹ sư [...]
Chính ở thời kỳ này cũng đă
xuất hiện “bạc Đêvin” với tư
cách là vật trưng bày trong Triển lăm
quốc tế. Có thể, những người
tổ chức cuộc triển lăm đă liệt
nhôm vào hàng những kim loại thông dụng, nhưng
tiếc thay nó vẫn chưa đạt tới
điều đó. Thực ra, ngay từ thời
bấy giờ, những người tiên tiến
đă hiểu được rằng, cúc áo và áo
giáp chỉ là những t́nh tiết nhỏ mọn
trong đời hoạt động của nhôm.
Lần đầu tiên nh́n thấy những
sản phẩm bằng nhôm, N. G. Checnưsepxki
đă phấn khởi thốt lên: “kim loại này
nhất định sẽ có một tương
lai to lớn. Hỡi các bạn, trước
mắt các bạn là thứ kim loại của
chủ nghĩa xă hội”. Trong tiểu thuyết
“Làm ǵ” của ông xuất bản năm 1863 có
những ḍng như sau: “...Nghệ thuật
kiến trúc của ngôi nhà bên trong này thanh thoát
biết bao, những bức tường giữa các
cửa sổ gọn nhẹ làm sao. Các ô cửa
sổ th́ to lớn, rộng răi, choán hết
cả chiều cao tầng nhà... C̣n sàn và trần
nhà th́ thế nào? Các cửa lớn và khung
cửa sổ kia làm bằng ǵ? Đó là cái ǵ
vậy? Bạc chăng? Bạch kim ư?...Ô, bây
giờ tôi mới biết, Xasa chỉ cho tôi
một tấm bảng nhẹ như tấm kính,
lại có cả hoa tai và trâm cài đầu như
vậy nữa; phải, Xasa nói rằng, sớm hay
muộn rồi nhôm cũng thay thế gỗ, và có
thể c̣n thay thế cả đá nữa. Nhưng
sao lại dồi dào thế. Chỗ nào cũng là
nhôm... Và đây, trong pḥng này nữa, một
nửa sàn để ngỏ, và thế là rơ
rồi, nó làm bằng nhôm...”
Nhưng trong khi những ḍng tiên tri này được
viết ra th́ nhôm chủ yếu vẫn là thứ
kim loại trang sức như trước. Một
điều thú vị là năm 1889, khi Menđelêep
ở Luân Đôn, để tỏ ư thừa
nhận công lao xuất sắc của ông trong
sự nghiệp phát triển ngành hóa học, người
ta đă tặng ông một món quà quư: một
chiếc cân làm bằng vàng và nhôm.
Xanh - Cle Đêvin đă triển khai hoạt động
mạnh mẽ. Tại thị trấn La Glaxie, ông
đă xây dựng nhà máy luyện nhôm đầu
tiên trên thế giới. Nhưng trong quá tŕnh
nấu luyện, nhà máy đă thải ra nhiều
khí có hại, làm ô nhiễm bầu không khí
của La Glaxie. Những người dân địa
phương vốn coi trọng sức khỏe
của ḿnh và không muốn hy sinh sức khỏe
v́ sự tiến bộ kỹ thuật nên đă
khiếu nại lên chính phủ. Nhà máy đành
phải chuyển đi nơi khác, lúc đầu,
ra ngoại ô Pari, sau đó đến miền nam nước
Pháp.
Song đến lúc này, nhiều nhà bác học
đă thấy rằng, mặc cho tất cả
các cố gắng của Xanh - Cle Đêvin, phương
pháp của ông cũng không có triển vọng.
Các nhà hóa học ở các nước khác
vẫn tiếp tục t́m ṭi. Năm 1865, nhà bác
học Nga là N. N. Bekêtop đă đề xuất
một phương pháp rất thú vị. Phương
pháp này đă nhanh chóng được áp dụng
tại các nhà máy luyện nhôm ở các nước
Pháp và ở Đức.
Năm 1886 đă trở thành một cái mốc
quan trọng trong lịch sử của nhôm, khi mà
nhà bác học Mỹ là Saclơ Martin Hôn (Charles
Martin Hall) và nhà bác học Pháp là Pôn Lui Tuxtanh Eru
(Paul Louis Toussaint Heroult) một cách độc
lập nhau đă hoàn thiện phương pháp
điện phân để sản xuất kim
loại này (Trong lịch sử khoa học và
kỹ thuật có không ít những trường
hợp mà hai nhà bác học trong cùng một năm
đă đi đến những kết luận
hoặc những phát minh như nhau. Sự trùng
nhau này càng “chống chất” thêm bởi
cả Hôn và Eru đều sinh năm 1863 và như
thể đă hẹn ước với nhau, cả
hai nhà phát minh này đều mất năm 1914). Ư
tưởng này không phải là mới: ngay từ
năm 1854, nhà bác học người Đức
là Bunzen đă phát biểu ư nghĩ về
việc điều chế nhôm bằng cách điện
phân các muối của nó. Nhưng phải mất
hơn ba mươi năm, ư định này
mới được thực hiện. Do phương
pháp điện phân đ̣i hỏi nhiều năng
lượng, nên nhà máy đầu tiên sản
xuất nhôm bằng phương pháp này ở
châu Âu đă được xây dựng ở
Neyhazen (Thụy Sĩ), gần thác nước sông
Ranh - một nguồn điện rẻ tiền.
Ngày nay, sau hơn một trăm năm, chúng ta
không thể tưởng tượng được
việc sản xuất nhôm mà không dùng phương
pháp điện phân. Chính điều đó đă
giúp các nhà bác học phải vắt óc suy nghĩ
về một sự thực đầy bí ẩn
như sau. Ở Trung Quốc có ngôi mộ của
đại đô đốc danh tiếng là Chu Du,
chết hồi đầu thế kỷ thứ
III. Cách đây không lâu, một số họa
tiết trang trí ngôi mộ đă được
phân tích bằng quang phổ. Kết quả
thật bất ngờ đến nỗi phải
phân tích đi phân tích lại nhiều lần, và
mỗi lần như vậy, vạch quang phổ
không thiên vị ai đă chứng tỏ hùng
hồn rằng, thứ hợp kim mà những người
thợ cổ xưa đă dùng làm họa tiết
trang trí chứa tới 85% nhôm. Vậy bằng
cách nào mà ngay từ thế kỷ thứ III người
ta đă điều chế được kim
loại này? Thời bấy giờ, con người
biết đến điện họa chăng
chỉ là qua sấm sét, mà chắc ǵ sấm sét
th́ chắc ǵ đă đồng ư tham gia vào quá
tŕnh điện phân. Thế nghĩa là vẫn
phải giả định rằng, từ thời
xa xưa ấy đă có một phương pháp
khác nào đó để điều chế nhôm,
nhưng tiếc thay đă bị thất truyền
hàng bao thế kỷ.
Cuối thế kỷ XIX, ngành sản xuất nhôm
đă trưởng thành vượt bậc,
kết quả là giá kim loại này giảm
xuống rơ rệt và nó không c̣n được
coi là thứ kim loại quư nữa. Tất nhiên,
đối với những người thợ kim
hoàn th́ chẳng có ǵ đáng quan tâm nữa, nhưng
lập tức nó thu được sự chú ư
của giới công nghiệp mà lúc này đang
đứng ở ngưỡng cửa của
những sự kiện lớn: ngành chế
tạo máy bắt đầu phát triển mạnh
mẽ, ngành công nghiệp ô tô đă đứng
vững, ngành hàng không đang đi những bước
đầu tiên mà trong đó nhôm đóng vai tṛ
quan trọng nhất.
Năm 1893, ở Maxcơva đă xuất bản
cuốn sách “ Nhôm và luyện nhôm” của
kỹ sư N. Giucôp, trong đó tác giả
viết: “Nhôm phải chiếm vị trí nổi
bật trong kỹ thuật và phải thay thế
nếu không phải tất cả th́ cũng
phải thay thế được nhiều kim
loại thông dụng...”. Đă có những cơ
sở cho lời khẳng định đó: ngay
từ lúc bấy giờ người ta đă
biết những tính chất tuyệt diệu
của thứ “bạc lấy từ đất
sét”. Nhôm là một trong những kim loại
nhẹ nhất, nó nhẹ hơn đồng và
sắt khoảng ba lần. Về tính dẫn điện
và nhiệt th́ nó chỉ thua kém bạc, vàng và
đồng. Trong những điều kiện b́nh
thường, kim loại này có đồ bền
hóa học khá cao. Nhôm có tính dẻo cao nên có
thể cán nó thành lá mỏng khoảng vài micrôn,
kéo thành sợi rất mảnh như tơ
nhện; 1000 mét sợi này chỉ cân nặng 27
gam và có thể để gọn trong một bao
diêm. Chỉ có các đặc tính về độ
bền là chưa được thỏa măn
lắm. Chính điều đó đă thúc giục
các nhà bác học nghĩ cách làm sao cho nhôm
bền hơn mà vẫn giữ được
tất cả những tính chất có ích của
nó.
[...] Vimmơ không tin ở mắt ḿnh - Những
"cái giá gỗ" rời khỏi vũ đài
- Khắp những cánh đồng tuyết phủ
- Vật trưng bày thay đổi hộ chiếu
- "Trong cái rủi có cái may' - "Tiếng
vang" phản xạ tín hiệu [...]
Từ lâu người ta đă biết rằng,
độ bền của nhiều loại hợp
kim thường cao hơn hẳn độ bền
của các kim loại nguyên chất có mặt trong
các hợp kim ấy. Bởi vậy, các nhà
luyện kim đă ra sức t́m kiếm cho nhôm
những “người bạn” mà sau khi
“kết thân” với nhôm th́ sẽ làm cho nhôm
bền hơn. Chẳng bao lâu, thành công đă
đến với họ. Trong lịch sử khoa
học, lắm khi những hoàn cảnh ngẫu
nhiên lại đóng vai tṛ quyết định.
Chúng tôi xin lần lượt kể ra đây.
Một hôm (chuyện xảy ra hồi đầu
thế kỷ XX), nhà hóa học kiêm luyện kim người
Đức là Anfrêt Vinmơ (Alfred Wilm) pha chế
một hợp kim, trong đó, ngoài nhôm ra c̣n có
các chất phụ khác là đồng, magie và
mangan. Độ bền của hợp kim này cao hơn
độ bền của nhôm nguyên chất, nhưng
Vinmơ vẫn cảm thấy có thể làm cho nó
bền hơn nữa bằng cách đem tôi. Ông
đă đốt nóng một vài mẫu hợp kim
đến khoảng 600 độ C, sau đó đem
nhúng vào nước. Tôi như vậy đă làm
cho độ bền của hợp kim tăng lên
rơ rệt, nhưng v́ kết quả thử
nghiệm các mẫu khác nhau lại không đồng
nhất, nên Vinmơ đă tỏ ra nghi ngờ
ở sự hoàn hảo của dụng cụ và
độ chính xác của các phép đo.
Nhà nghiên cứu đă kiểm tra lại dụng
cụ suốt mấy ngày liền. Các mẫu
bị ông bỏ quên vẫn nằm trơ trọi
trên bàn một thời gian, và đến khi các
dụng cụ đo đă sẵn sàng trở
lại làm việc th́ những mẫu ấy không
những đă được tôi mà c̣n bị
bụi bám đầy nữa. Vinmơ tiếp
tục cuộc thử nghiệm và đă không tin
ở chính mắt ḿnh: dụng cụ đo đă
cho thấy rằng, độ bền của các
mẫu tăng lên gần gấp đôi.
Nhà bác học lặp đi lặp lại các thí
nghiệm của ḿnh và mỗi lần đều
thấy rơ rằng, sau khi tôi, trong những ngày
tiếp theo, hợp kim vẫn tiếp tục ngày
càng trở nên bền hơn. Thế là đă
khám phá ra một hiện tượng lư thú -
đó là sự ḥa già tự nhiên của các
hợp kim nhôm sau khi tôi.
Bản thân Vinmơ cũng không biết điều
ǵ đă xảy ra với kim loại trong quá tŕnh
hóa già, nhưng sau khi dùng phương pháp
thực nghiệm để chọn thành phần
tối ưu của hợp kim và chế độ
xử lư nhiệt, ông đă nhận được
bằng phát minh và ít lâu sau ông đă bán nó cho
một hăng ở Đức. Năm 1911, hăng này
đă sản xuất mẻ hợp kim đầu
tiên, gọi là đuraluminium (Đuren - tên thành
phố lần đầu tiên sản xuất
hợp kim này theo quy mô công nghiệp). Về sau,
nó được gọi là đuralumin, hay là
đura.
Những chiếc máy bay đầu tiên làm
bằng đura đă xuất hiện năm 1919.
Kể từ lúc ấy, nhôm măi măi gắn bó
số phận của ḿnh với ngành hàng không.
Nó hoàn toàn xứng đáng được
mệnh danh là “kim loại có cánh” v́ đă
biến những cái “giá gỗ” thô sơ thành
những máy bay chuyên tuyến khổng lồ. Tuy
nhiên, trong những năm đó vẫn chưa có
đủ nhôm nên nhiều máy bay, chủ yếu
là máy bay hạng nhẹ, vẫn tiếp tục
được chế tạo bằng gỗ.
Ở Liên Xô lúc bấy giờ chỉ có Nhà máy
chế biến kim loại màu ở Conchuginô
sản xuất các hợp kim nhôm. Nhà máy này đă
sản xuất conchugalumin - một hợp kim nhôm
có thành phần và tính chất gần giống
đura, song sản lượng không được
nhiều. Từ hợp kim này, công tŕnh sư hàng
không trẻ tuổi A. N. Tupôlep lúc đầu dùng
để chế tạo các xe trượt
tuyết có chong chóng; loại xe này đă chịu
đựng rất tốt những cuộc thử
nghiệm trên những cánh đồng bao la đầy
tuyết phủ. Sau cuộc kiểm tra ban đầu
như vậy, conchugalumin đă được
đưa lên không trung: năm 1924, chiếc máy bay
kim loại đầu tiên “ANT - 2” của Liên
Xô đă được chế tạo từ
hợp kim này.
Vấn đề xây dựng một nền công
nghiệp nhôm hùng mạnh đă trở nên
cấp thiết. Đầu năm 1929, tại Nhà
máy “Người Vưborg Đỏ” (Vưborg
là một cảng trên vịnh Phần Lan, gần
Lêningrat) ở Lêningrat đă tiến hành những
cuộc thí nghiệm về luyện nhôm. Người
lănh đạo các cuộc thí nghiệm này là P.
P. Feđôtiep - một nhà bác học có tên
tuổi gắn liền với nhiều trang sử
của “kim loại có cánh”. Ngày 27 tháng 3 năm
1929 đă sản xuất được 8 kg nhôm
đầu tiên. Về sau, Feđôtiep đă
viết: “Có thể coi thời điểm này là
sự khởi đầu của ngành sản
xuất nhôm ở Liên Xô với năng lượng
của nhà máy thủy điện Vônkhop và hoàn
toàn bằng các vật liệu tự làm ra”. Báo
chí Lêningrat lúc bấy giờ đă nhận xét
rằng, “thỏi nhôm đầu tiên là một
báu vật bảo tàng, phải được ǵn
giữ như một tượng đài kỷ
niệm một trong những thành tựu lớn
nhất của nền kỹ thuật Xô -
viết”. Sau đó, những mẫu nhôm do nhà
máy “Người Vưborg Đỏ” sản
xuất cùng với các sản phẩm làm bằng
thứ nhôm ấy đă được những
người lao động Lêningrat dâng lên Đại
hội các Xô - viết toàn Liên bang lần thứ
V.
Kết quả tốt đẹp của các
cuộc thí nghiệm công nghiệp đă cho phép
khởi công xây dựng các nhà máy luyện nhôm
ở Vônkhop và ở Đniep. Năm 1932 và năm
1933, hai nhà máy này lần lượt đi vào
sản xuất.
Cũng trong thời kỳ này đă phát hiện
ra được những trữ lượng
quặng nhôm thiên nhiên lớn ở vùng Uran.
Sự việc xảy ra trước khi khám phá ra
các mỏ nhôm cũng rất đáng chú ư. Năm
1931, nhà địa chất trẻ tuổi N. A.
Cagiavin đă để ư đến một
hiện vật vốn được coi là
quặng sắt với hàm lượng sắt
thấp trưng bày tại nhà bảo tàng của
một xí nghiệp mỏ ở Uran. Anh rất
ngạc nhiên trước sự giống nhau
giữa mỏ quặng này và boxit - một
loại đá sét chứa nhiều nhôm. Sau khi phân
tích khoáng vật này, anh đă biết chắc
rằng, thứ “quặng sắt nghèo” đó
là nguyên liệu nhôm tuyệt với. Thế là người
ta bắt đầu triển khai những cuộc
t́m kiếm địa chất ở nơi đă
t́m thấy mẩu quặng này, và chẳng bao lâu
đă đạt kết quả tốt đẹp.
Nhà máy luyện nhôm Uran đă được xây
dựng trên cơ sở các mỏ vừa mới
t́m được. Sau đó mấy năm (lúc
đó đă là những năm chiến tranh) đă
xây dựng Nhà máy Bogotlôpxcơ là nhà máy cho ra
loạt sản phẩm đầu tiên đúng vào
Ngày chiến thắng lịch sử - ngày 9 tháng 5
năm 1945.
Một điều
đáng chú ư là trong những năm chiến tranh
thế giới thứ hai, khi mà một số nước
tham chiến lâm vào t́nh trạng thiếu boxit -
nguyên liệu chủ yếu để sản
xuất nhôm, th́ nước Italia chẳng hạn
đă phải lấy nhôm từ ... dung nham núi
lửa Vesuvio. Cũng vào khoảng thời gian
ấy, người ta đă phát hiện được
những mỏ boxit lớn trên đảo Giamaica,
vả lại, điều đó đă xảy ra
trong hoàn cảnh khá thú vị. Một người
dân trên đảo định làm ăn bằng
nghề trồng cà chua. Ông đă trồng một
vườn cà chua trên đồn điền
của ḿnh và chờ ngày thu hoạch. Song mọi
việc diễn ra lại không trôi chảy như
thế: cả vườn cà chua tàn lụi và
chết một cách nhanh chóng. Ông ta lại
trồng thử một lần nữa, nhưng
kết quả cũng thảm hại như
lần trước. Cay đắng than thở
về sự bất công của số mệnh, người
làm vườn bất hạnh đă quyết
định t́m cho ra căn nguyên của sự
thất bại. Ông đă gửi mẫu đất
không lấy ǵ làm hào phóng lấy từ khu vườn
nhà ḿnh đến một pḥng thí nghiệm ở
Mỹ để phân tích và yêu cầu giải
thích tại sao cà chua lại không trồng
được trên loại đất này.
Chẳng bao lâu, ông đă nhận được
lời giải đáp, đại để như
sau: “Liệu thứ đất chứa đến
99% boxit có thể nuôi dưỡng được
cà chua không?”. Thế là chỉ vài năm sau trên
đất Giamaica, thay cho cà chua, các xí nghiệp
khai thác mỏ đă mọc lên. Hiện nay,
sản phẩm của các xí nghiệp này đă
đi đến các nhà máy sản xuất nhôm.
Nhu cầu về kim loại này không ngừng tăng
lên. ngành hàng không vẫn là khách hàng chủ
yếu của công nghiệp luyện nhôm như
từ trước đến nay: nhôm chiếm
vị trí hàng đầu trong số các kim
loại được sử dụng để
chế tạo máy bay. Với việc chinh phục
vũ trụ, “kim loại có cánh” đă t́m
được những “người hâm
mộ” ngay cả trong số các nhà thiết
kế kỹ thuật tên lửa. Vỏ của
vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Liên
Xô bay quanh trái đất đă được
chế tạo bằng các hợp kim nhôm. Năm
1960, Mỹ đă phóng vệ tinh “Tiếng
vang-1” dùng để phản xạ tín hiệu
vô tuyến. Đó là một quả cầu
rất lớn, đường kính 30 mét, chế
tạo bằng polime và được bọc
bằng một lớp nhôm rất mỏng. Mặc
dầu kích thước rất lớn nhưng
vệ tinh này chỉ nặng 60 kilôgam. Các hợp
kim nhôm làm việc tốt trong khoảng nhiệt
độ rộng (từ độ không tuyệt
đối đến 200 độ C) đă
được chọn làm vật liệu kết
cấu cho các thùng chứa hiđro lỏng và oxi
lỏng đặt trên các tên lửa “Sao
Thổ” của Mỹ.
Một lá nhôm rất tinh khiết được
dùng làm màn huỳnh quang đặt trên một
vệ tinh để nghiên cứu các hạt tích
điện do mặt trời bắn ra. Khi các nhà
du hành vũ trụ Mỹ là Neil Armstrong và Edwin
Aldrin đổ bộ lên mặt trăng, họ
đă trải lên bề mặt mặt trăng
một lá nhôm như vậy: trong suốt hai
giờ, nó đă chịu tác động của
các tia do mặt trời phát ra. Từ giă mặt
trăng, các nhà du hành vũ trụ lấy lại
lá nhôm đó, cho cùng các mẫu đất đá
lấy trên mặt trăng vào trong những cái
hộp đặc biệt làm bằng nhôm để
đem về trái đất.
Tàu “Alumiaut” ch́m xuống rốn biển -
Giữa Maxcơva và Lêningrat - "Nhà thờ thánh
Nhôm” - Quán bia liệu có mở cửa không? -
Trên đồng hồ và trong lồng ngực -
Ngân lên hơi đàn ghi ta! - Cái chăn trong
chiếc tẩu thuốc lá - Thay cho mặt trăng
- Trên sao hỏa mọi việc ra sao? - Nhôm lấy
từ ... rác rưởi.
Nhôm không những tham gia vào việc chinh phục
các tầm cao vũ trụ mà c̣n góp sức vào
việc khám phá đáy biển. Mỹ đă
chế tạo chiếc tàu ngầm hải dương
học “Aluminaut” có thể lặn đến
độ sâu 4.600 mét. Tàu ngầm lặn cực
sâu này không phải làm bằng thép như người
ta tưởng, mà làm bằng nhôm.
Nhôm c̣n là một vị khách quư của ngành giao
thông vận tải. Liên Xô đă chế tạo
tàu hỏa cực nhanh; lần đầu tiên,
loại tàu này chạy trên tuyến đường
giữa Matxcơva và Lêningrat. Về h́nh dáng, con
tàu này tựa như thân máy bay hiện đại
và nó lướt với tốc độ của
máy bay “Tu” lúc cất cánh: Ở một số
đoạn đường, tốc độ
của tàu đạt tới 200 kilômét trong
một giờ. Các công tŕnh sư đă đề
nghị chế tạo toa tàu tốc hành bằng
hợp kim nhôm. Khung toa thí nghiệm đă vượt
qua được những thử thách ác
liệt: người ta đă ép nó với lực
rất lớn, bắt nó phải chịu lắc lư
rất mạnh và nhiều “cực h́nh” khác
nữa, song kim loại vẫn chịu đựng
được tất cả. Thế là đoàn
tàu màu xanh nhạt cứ việc lướt nhanh
trên khắp mọi miền bao la của đất
nước.
Nhôm có độ bền ăn ṃn cao. Đó là
nhờ một màng oxit cực mỏng xuất
hiện trên bề mặt nhôm; lớp này về
sau trở thành lớp vỏ bảo vệ kim
loại trước sự tấn công của oxi.
Nếu không có lớp vỏ bọc ấy th́
nhôm sẽ cháy bùng lên trong không khí với
ngọn lửa chói ḷa. Lớp “áo giáp” bảo
hiểm này cho phép các chi tiết bằng nhôm làm
việc được hàng chục năm ngay
cả trong những ngành độc hại đối
với “sức khỏe” của các kim loại,
chẳng hạn như ngành công nghiệp hóa
học.
Các nhà bác học đă xác định được
rằng, nhôm c̣n có một tính chất quư báu
nữa: nó không phá hủy các vitamin. V́ vậy, người
ta dùng nhôm để chế tạo thiết
bị cho các ngành công nghiệp bơ sữa,
đường, bánh kẹo, rượu bia. Không
phải ngẫu nhiên mà các món ăn ngon và nước
hoa quả trong khẩu phần của các nhà du
hành vũ trụ đều được đựng
trong các hộp bằng nhôm. Cả trên trái đất
nữa, nhôm đă được mời đến
làm việc thường xuyên trong các ngành công
nghiệp đồ hộp, nơi mà nó thay
thế rất tốt cho thứ sắt tây
“cổ truyền”.
Nhôm đă chiếm được vị trí
vững chắc trong cả ngành xây dựng. Ngay
từ năm 1890, nhôm lần đầu tiên
được sử dụng để xây
dựng nhà ở tại một thành phố ở
Mỹ. Mấy chục năm sau, tất cả các
bộ phận làm bằng nhôm vẫn ở
trạng thái tốt. Cho đến nay, mái nhà
đầu tiên bằng nhôm lợp hồi cuối
thế kỷ trước vẫn chưa phải
sửa chữa.
Trong khu điện Cremli ở Maxcơva, Cung đại
hội lộng lẫy được xây dựng
toàn bằng nhôm và chất dẻo. Tại
triển lăm quốc tế ở Bruxen, gian trưng
bày của Liên Xô được xây dựng
bằng kính và nhôm đă làm mọi người
phải sửng sốt bởi vẻ đẹp
của ḿnh. Cầu cống, nhà cửa, các công
tŕnh thủy lợi, ga sân bay - đâu đâu cũng
sử dụng đến kim loại kỳ
diệu này. Ở tây Beclin, người ta đă
xây dựng nhà thờ theo phong cách cực kỳ
hiện đại với những cái cổng
bằng nhôm đúc. Chính v́ vậy mà những người
hóm hỉnh đă gọi đó là “nhà thờ
thánh nhôm”. Có tin đồn rằng, h́nh như
chính quyền đảo Rôđot (thuộc nước
Hy Lạp) dự định dùng kim loại này
để làm bản sao bức tượng Người
khổng lồ Rôđot - một bức tượng
được dựng từ thế kỷ
thứ III trước công nguyên (đây là tượng
thần mặt trời, được dựng
vào năm 281 - 280 trước công nguyên, đă
bị đổ do một trận động
đất năm 235 trước công nguyên. Nó
được coi là một trong bảy kỳ quan
của thế giới - N. D), để trang điểm
lối vào bến cảng trên đảo Rôđot
trong biển Egiê. Theo dự án th́ bên trong cái
đầu của kỳ quan thế giới
được hồi sinh này, người ta định
đặt một... quán bia.
Công nghiệp kỹ thuật điện là
một lĩnh vực sử dụng quan trọng
của nhôm. Từ nhôm người ta làm ra dây
dẫn điện cao áp, làm cuộn dây của
động cơ điện và máy biến áp,
làm dây cáp, chuôi bóng đèn điện, tụ
điện và nhiều linh kiện khác.
Trong ngành luyện kim, nhôm đă từ lâu
được sử dụng một cách có
hiệu quả làm chất khử oxi cho thép.
Vụn nhôm là thành phần chủ yếu của
các hỗn hợp phát nhiệt dùng trong quá tŕnh
nhiệt nhôm để chế tạo nhiều
loại hợp kim.
Chỉ để liệt kê cho hết mọi lĩnh
vực hoạt động của kim loại
vạn năng thực sự này th́ hàng chục
trang sách vẫn chưa đủ. Ở đây
mới chỉ đề cập đến hai lĩnh
vực lư thú nhất trong số đó. Chẳng
hạn, nhôm đúc được dùng để
làm những chữ số to bự trên chiếc
đồng hồ lớn nhất Liên Xô đang
tô điểm cho ṭa nhà chính của trường
đại học tổng hợp quốc gia Matxcơva.
Poliuretan và nhôm đă được dùng làm
vật liệu cho trái tim nhân tạo đầu
tiên của con người: sau cuộc phẫu
thuật năm 1982, trái tim đó đă đập
trong lồng ngực của Bacni Clac (người
Mỹ) được vài tháng. Đúng như các
nhà chuyên môn đă dự tính, năm 1983, các bánh
xe bằng nhôm không có săm lốp lắp trên
chiếc ô tô thuôn dài gắn động cơ
phản lực đă cho phép một kỹ sự
người Anh tên là Richard Noplơ trở thành người
lập kỷ lục thế giới về tốc
độ trên mặt đất: 1019,7 kilômet trong
một giờ.
Hiện nay, nhôm c̣n được dùng để
đóng tàu biển, thuyền buồm, để
làm những đoạn đường di động
cho các vùng đầm lầy và những đoạn
đường để tập trượt
tuyết vào mùa hè, làm những chiếc đàn vĩ
cầm và ghi ta phát ra âm thanh không thua kém các
nhạc cụ bằng gỗ, làm những
chiếc vợt tennit và những lớp ốp tường
vĩnh cửu, chế tạo động cơ ô
tô và thậm chí cả ... vỏ xe tăng
nữa. Có thể gặp “kim loại có cánh”
ngay cả trong các bộ sưu tập của
những người chơi tem: năm 1955 ở
Hungari, nhân dịp kỷ niệm 20 năm ngành
công nghiệp nhôm nước này, người ta
đă phát hành một loại tem bưu điện
khác thường, được in trên lá nhôm có
bề dày 0,009 milimet. H́nh vẽ trên con tem là
một nhà máy luyện nhôm và một chiếc máy
bay lượn trên đó. Về sau, những con
tem tương tự đă xuất hiện ở
các nước khác.
Vải tráng nhôm có một tính chất tuyệt
vời: nó “biết” sưởi ấm và
cả làm mát nữa. Những tấm rèm cửa
sổ bằng vải này nếu treo cho phía kim
loại hướng ra ngoài th́ sẽ để
cho ánh sáng đi qua nhưng lại phản xạ
các tia nhiệt, nên về mùa hè nóng nực, trong
pḥng vẫn mát mẻ. Về mùa đông, cần
phải trở mặt tấm rèm, nó sẽ
trả lại nhiệt vào trong pḥng. Mặc áo
khoác bằng vải này, ta sẽ không sợ nóng
cũng không sợ lạnh. Muốn tránh những
tia mặt trời thiêu đốt, chỉ cần
mặc cho mặt kim loại ra ngoài. C̣n nếu
trời rét th́ hăy lộn áo lại, kim loại
sẽ trả lại nhiệt cho cơ thể
của bạn. Tiệp Khắc đă sản
xuất một loại chăn tráng nhôm rất
tiện lợi: dùng trong căn pḥng ấm áp hay
lạnh lẽo đều tốt như nhau.
Loại chăn này chỉ nặng có 55 gam và
nếu cuộn lại th́ sẽ dễ dàng nhét
gọn vào trong chiếc bao có kích thước
không lớn hơn chiếc tẩu hút thuốc lá
thông thường. Có thể không phải nghi
ngờ nữa, rồi đây các nhà địa
chất, các nhà du lịch, những người
đánh cá, tóm lại là tất cả những ai
phải dầu dăi nắng gió, sẽ đánh giá
đúng những ưu điểm của những
chiếc áo khoác và những lều trại làm
bằng loại vải này. Ở những vùng
nóng nực, những chiếc mũ, áo choàng và ô
“bằng nhôm” sẽ rất được
ưa chuộng. Bộ quần áo tráng kim loại
sẽ làm cho những người thợ nấu
thép ít bị hun nóng hơn. Nó cũng giúp
những người lính cứu hỏa đỡ
vất vả hơn trong cuộc vật lộn gay
go với “giặc lửa”.
Tấm gương có đường kính sáu mét
và nặng nhiều tấn của kính thiên văn
lớn nhất thế giới do Liên Xô chế
tạo cũng được phủ một
lớp màng nhôm cực mỏng. Hướng vào vũ
trụ xa thẳm, “con mắt” viễn vọng
này có thể nh́n thấy ánh sáng của một
ngọn nến b́nh thường đặt cách xa
25 ngàn kilômet. C̣n các nhà bác học Mỹ th́
đề nghị dùng những tấm gương
khổng lồ làm bằng chất dẻo có
phủ một lớp nhôm để chiếu sáng
cho các thành phố vào ban đêm: nếu được
các con tàu vũ trụ vận tải đưa
lên một quỹ đạo dừng và được
điều khiển bằng máy tính điện
tử, th́ những chiếc gương khổng
lồ này sẽ phản chiếu ánh sáng mặt
trời mạnh gấp hàng chục lần so
với mặt trăng.
Một tấm nhôm mạ vàng đă lên đường
viễn du trên trạm vũ trụ liên hành tinh
“Người tiên phong- 2” của Mỹ: trên
tấm danh thiếp này của trái đất có
khắc h́nh tượng trưng cho hành tinh chúng
ta để giới thiệu với đại
biểu các nền văn minh khác.
Trong thời gian gần đây, các nhà bác học
và kỹ sư rất chú ư đến việc
chế tạo những loại vật liệu
hoàn toàn mới - đó là các kim loại bọt.
Công nghệ chế tạo nhôm bọt - đứa
con đầu ḷng của gia đ́nh tuyệt
diệu này, đă được hoàn thiện.
Thứ vật liệu mới này vô cùng nhẹ:
một xentimet khối của một số
loại nhôm bọt chỉ nặng đến 0,2
gam. Li-e vốn là mẫu mực về tính nhẹ
cũng không thể cạnh tranh với loại
vật liệu này v́ c̣n nặng hơn nó 25 - 30
%. Tiếp theo nhôm bọt đă xuất hiện
berili bọt, titan bọt và nhiều vật
liệu kỳ lạ khác.
Trong tiểu thuyết “chiến tranh giữa các
thế giới” viết hồi cuối thế
kỷ XIX, nhà văn viễn tưởng người
Anh là Hơbec Uênx (Herbert Wells) có mô tả một
cái máy mà người trên sao Hỏa dùng để
sản xuất nhôm: “Từ khi mặt trời
lặn đến khi rơ các v́ sao, chiếc máy bay
thần kỳ này đă sản xuất được
hơn một trăm thanh nhôm trực tiếp
từ đất sét”.
Khi mà chúng ta mới chỉ t́m hiểu mặt trăng
bằng mắt thường th́ một nhà nghiên
cứu vũ trụ người Mỹ đă nêu
lên một giả thuyết thú vị. Nhà bác
học này cho rằng, mỗi hecta bề mặt
mặt trăng có thể chứa tới hàng trăm
tấn nhôm nguyên chất. Ông xem mặt trăng như
một xí nghiệp thiên nhiên khổng lồ, trong
đó, cái gọi là “gió mặt trời” (ḍng
proton do mặt trời phát ra) biến quặng
sắt, magie, nhôm thành kim loại tinh khiết.
Đến nay, giả thiết này vẫn chưa
được xác nhận. Tuy nhiên, khi phân tích
các mẫu đất đá do các nhà du hành vũ
trụ Mỹ và các trạm tự động
của Liên Xô lấy từ mặt trăng về
th́ thấy rằng, hàm lượng nhôm oxit trong
đó khá cao. Dù sao th́ cũng có một phần
sự thật trong giả thuyết của nhà bác
học này: trong mẫu đất đá do
trạm tự động “mặt trăng - 20”
lấy ở phần lục địa của
nguyệt cầu - giữa biển Khủng
hoảng và biển Dồi dào, đă t́m thấy
ba hạt nhôm tự sinh bé xíu có kích thước
vài phần mười milimet (c̣n trong những
điều kiện của trái đất th́ ngay
ở dạng bé tí như vậy, dẫu có "đốt
đuốc đi t́m" cũng chẳng bao
giờ thấy).
Thế th́ có thể cho rằng, trên sao Hỏa và
trên mặt trăng, “vấn đề nhôm”
đă được giải quyết. C̣n trên
trái đất th́ sao? C̣n sao nữa, ở đây
moi việc đều tốt đẹp chứ
sao. Mặc dù trên hành tinh của chúng ta chưa
có những cái máy tương tự như
của những người trên sao Hỏa, và
trên mặt đất th́ nhôm không lăn lóc hàng
tấn, song con người trên trái đất
vẫn không phải buồn phiền: thiên nhiên
đă chăm lo một cách chu đáo để
con người không bị thiếu thốn
thứ kim loại kỳ diệu này. Nói về
hàm lượng trong vỏ trái đất th́ nhôm
chỉ thua kém oxi và silic, c̣n hơn hẳn các kim
loại khác.
Thiên nhiên vốn giàu có, nhưng con người
phải biết tiết kiệm trong khi làm chủ
những của cải mà thiên nhiên ban cho ḿnh.
Đă có không ít những dự án và những
thiết bị đang hoạt động nhằm
lấy lại những thành phần quư báu từ
những vật phế thải mà người ta
đổ vào các đống rác của thành
phố. Trên thực tế, người ta dự
định đặt một bộ phận nam
châm điện đặc biệt trong các
thiết bị như vậy để “khai
thác” nhôm từ rác rưởi. Nhưng từ trường
không tác động đến nhôm cơ mà.
Vậy th́ sao lại dùng nó để hút kim
loại này? Thật ra, nếu kích thích ḍng điện
xoay chiều trong một vật bằng nhôm
bằng cách di chuyển vật đó trong một
điện trường tương ứng, th́
đến một lúc nào đó, nhôm sẽ
nhiễm từ. Ở trạng thái này, nhôm sẽ
rơi vào “tay” của các nam châm.
Vậy là chúng ta có đủ nguyên liệu nhôm.
C̣n các kỹ sư và các nhà bác học th́
phải lo chế tạo những thiết bị
độc đáo, hoàn thiện các phương
pháp sản xuất “kim loại có cánh” và t́m
cho nó những lĩnh vực sử dụng
mới.
|
 
|
|