|
Tội
lỗi và đau khổ của Tantan - Sự
giống nhau gây nên sự nhầm lẫn -
Được làm sáng tỏ - Tay nắm tay - Lúc
101 tuổi đời - Linh cảm đă không
đánh lừa - Cần một bản nhận xét
hạnh kiểm - Gần bằng đầu que diêm
- Mối quan tâm càng tăng lên - Nước cường
toan cũng bất lực - Sửa chữa sọ năo
ư? - Dây thần kinh bằng tantali - Một
sứ mệnh nhân đạo.
Theo thần thoại Hy Lạp, vua Tantan của
xứ Frygia là con của thần Zơt vốn
được các vị thần yêu mến nên
được hưởng một vinh dự
lớn: chàng được phép tham dự các
buổi hội họp và các bữa tiệc tùng
của các vị thần vẫn thường
diễn ra trên núi Ôlimpơ linh thiêng. Nhưng
Tantan đă lạm dụng ḷng yêu rất mực
ấy. Đầu tiên, chàng đă tiết lộ
một số quyết định bí mật
của các vị thần trên núi Ôlimpơ. Sau
đó, giữa lúc các vị thần đang
mải mê với bữa tiệc buổi tối,
chàng đă lấy cắp rượu và thức
ăn trên bàn. Các thần đành nén ḷng làm ngơ,
ra vẻ không hề biết những tội
lỗi đó. Nhưng rồi một hôm, Tantan
đă tỏ ra hung tợn chưa từng thấy,
lại c̣n hỗn xược ra mặt với các
thần: sau khi mời các thần đến nhà ḿnh
chè chén, chàng đưa ra một món thịt
lấy từ chính thân thể của con trai ḿnh là
Pelop mà chàng vừa giết hôm trước. Các
vị chúa tể nhà trời không thể tha
thứ tội lỗi đó nên đă quyết
định trừng trị Tantan, bắt chàng
phải măi măi chịu đừng các cực h́nh:
đói, khát và sự sợ hăi.
Từ buổi ấy, chàng bị nhốt vào địa
ngục, giữa ḍng nước trong vắt
ngập đến cổ họng. Những cành cây
nặng trĩu quả chín sà xuống gần
miệng chàng. Khi bị cơn khát dày ṿ, Tantan
mở miệng ra để uống th́ nước
lập tức tuột khỏi môi. Chàng lại
với tay đến các quả chín mọng th́ gió
liền đẩy cành lên, và kẻ phạm
tội vốn đă kiệt sức v́ đói khát
nên không thể vươn tới cành cây. Lại
c̣n một khối đá nặng treo lủng
lẳng trên đầu chàng đe doạ đổ
xuống lúc nào không biết.
Huyền thoại Hy Lạp kể về những
“đau khổ của Tantan” như vậy đấy.
Có lẽ nhà bác học Thuỵ Điển Anđre
Guxtap Ekebec (Andres Gustav Ekeberg) đă nhiều lần
nhớ đến những đau khổ của nhân
vật huyền thoại này khi ông t́m cách dùng
axit để hoà tan thứ “đất” mới
lạ mà ông đă phát hiện được vào
năm 1802 từ một trong những khoáng vật
của xứ Xcanđinavia. Biết bao lần tưởng
như nhà bác học này đă đi đến
đích, nhưng rồi ông vẫn không thể tách
được kim loại mới ra khỏi “đất”.
Cuối cùng, ông đành phải từ bỏ ư
định “gàn dở” này, nhưng có lẽ
để ghi nhớ những đau khổ của
ḿnh, ông đă quyết định gọi tên nguyên
tố mới này là “tantali”.
Sau đó ít lâu mới vỡ lẽ ra rằng,
tantali có một người anh em sinh đôi mà
thực ra th́ đă ra đời sớm hơn nó
một năm, nhưng các tính chất của
cậu này th́ hầu như không khác ǵ nó
cả. Đó chính là columbi do nhà bác học Anh tên
là Saclơ Hatchet (Charles Hatchett) phát hiện ra năm
1801. Sự giống nhau của chúng thật đáng
kinh ngạc nên nhiều nhà bác học đă
nhầm lẫn chúng. Sau nhiều cuộc tranh căi kéo
dài, họ đă đi đến một kết
luận sai lầm rằng, đó chính là cùng
một nguyên tố tantali.
Các nhà bác học c̣n nhầm lẫn hơn
bốn mươi năm nữa. Măi đến năm
1844, nhà hoá học Đức Henrich Roze (Heinrich
Rose) mới làm sáng tỏ được vấn
đề rắc rồi này và chứng minh
được rằng, columbi cũng hoàn toàn có
quyền đỏi hỏi cho ḿnh một chỗ
đứng dưới ánh mặt trời như
tantali. Bởi v́ hai nguyên tố này có quan hệ
thân thuộc với nhau nên Roze đă đặt
cho columbi một cái tên mới là niobi để
nhấn mạnh tính chất gia hệ của chúng
(theo thần thoại Hy Lạp, nữ thần Niobi
là con gái của Tantan).
Từ đó, tantali và niobi tay nắm tay nhau
dấn bước trên đường đời.
Mà con đường này th́ đầy chông gai
...
Suốt mấy chục năm ṛng, giới công
nghiệp không hề tỏ ra quan tâm đến
tantali. Mà nói cho đúng th́ cũng chẳng làm ǵ
có tantali bởi v́ măi đến khi nó mừng
thọ một trăm tuổi, người ta
mới điều chế được nó ở
dạng đặc sít tinh khiết. Điều
đó đă xảy ra hồi đầu thế
kỷ của chúng ta – vào năm 1903. Khi đó,
nghĩa là lúc được 101 tuổi đời,
nó mới nhận được giấy mời
ra làm việc: sau khi biết là kim loại này có tính
chất khó nóng chảy, các nhà bác học đă
quyết định sử dụng nó làm dây tóc bóng
đèn điện. V́ không c̣n đề nghị
ǵ khác nên tantali đă buộc ḷng phải đồng
ư, mặc dầu nó cảm thấy rằng,
việc này đâu phải là sứ mệnh
của ḿnh.
Thật vậy, chẳng mấy chốc, những
quy luật khắc nghiệt của sự cạnh
tranh từng ngự trị trong thế giới kim
loại đă tước mất việc làm
của tantali. Một kim loại khác tỏ ra khó nóng
chảy hơn là vonfram đă chiếm mất cái
chỗ ấm áp này.
Lại đằng đẵng những năm tháng
vô công rồi nghề bất đắc dĩ.
Tại “Sở lao động”, người ta
chỉ chuộng những kim loại nào biết
đến từ lâu, hoặc đă có dịp
xuất tŕnh những bản nhận xét tuyệt
vời về phẩm hạnh của ḿnh và
được các nhà vật lư học hoặc các
nhà hoá học khác “chứng thực”. Lúc
bấy giờ, tantali vốn ít được quen
biết trong giới khoa học và kỹ thuật
nên đành phải ngồi bó tay. Nhưng rồi
vẫn may cũng đến: năm 1922, nó
được sử dụng thành công trong các khí
cụ nắn ḍng điện và một năm sau
– trong đèn điện tử. Lúc bấy
giờ, người ta mới bắt đầu hoàn
chỉnh các phương pháp công nghiệp để
điều chế kim loại này.
Một điều đáng chú ư là “thỏi”
tantali công nghiệp đầu tiên (bán thành
phẩm, c̣n phải xử lư tiếp tục) thu
được vào năm 1922 có kích thước
không lớn hơn đầu que diêm. Trong thời
gian gần đây, các nhà máy luyện tantali đôi
khi sản xuất được những thỏi
tantali lớn gấp hàng ngàn lần “đứa
con đầu ḷng”.
Tantali là một kim loại hiếm: trong vỏ trái
đất, hàm lượng của nó chỉ
bằng 0, 0002 %. Tuy vậy, trong thiên nhiên, có đến
hơn 130 khoáng vật chứa nguyên tố này
(theo lệ thường, trong các khoáng vật
ấy, tantali không tách rời khỏi niobi). Trước
chiến tranh thế giới thứ hai, sản lượng
khai thác quặng tantali – niobi khá thấp, nhưng
đến cuối cuộc chiến tranh th́ đă
tăng lên vài lần. Sự quan tâm ngày càng tăng
đối với tantali cũng là điều
dễ hiểu: đến lúc này, khoa học đă
bắt đầu biết đến nhiều tính
chất quư báu của nó - những tính chất không
thể để cho đại biểu các lĩnh
vực kỹ thuật và các đại hạt
hoạt động khác nhau của con người
được phép thờ ơ nữa.
Vậy th́ tantali là cái ǵ ? Đó là một kim
loại nặng, màu xám nhạt, hơi phơn
phớt xanh lam lóng lánh. Về tính khó chảy
(nhiệt độ nóng chảy của nó là
gần 3000 độ C) th́ nó chỉ thua vonfram và
reni mà thôi. Ngoài độ bền và độ
cứng cao, nó c̣n có tính dẻo tuyệt với.
Tantali nguyên chất dễ gia công cơ học,
dễ dập, dễ cán thành lá mỏng (có
chiều dày vào khoảng vài phần trăm
milimet) và dễ kéo thành sợi.
Song không phải nghi ngờ ǵ nữa, tính bền
vững hoá học rất tuyệt vời của
tantali chính là tính chất quan trọng nhất
của kim loại này. Về mặt này nó chỉ
thua kém các kim loại quư, nhưng cũng không
phải là thua kém trong mọi trường
hợp. Ngay cả trong những hoá chất xâm
thực đáng sợ như nước cường
toan và axit nitric đậm đặc, tantali cũng
không bị hoà tan. Trong axir nitric 70 % ở 200 độ
C, tantali hoàn toàn không bị ăn ṃn; trong axit
sunfuric ở 150 độ C, nó cũng không bị
ăn ṃn, c̣n ở 200 độ C th́ nó chỉ
bị ăn ṃn với tốc độ 0,006
milimet trong một năm. Điều đó làm cho
tantali trở thành một vật liệu kết
cấu rất quư báu trong công nghiệp hoá
học.
Khí cụ làm bằng tantali được sử
dụng trong việc sản xuất nhiều
loại axit (clohiđric, sunfuric, nitric, fotforic,
axetic), các peroxit hiđro, brom, crom. Tại một xí
nghiệp sử dụng khí hiđro clorua, chỉ
sau hai tháng là các chi tiết làm bằng thép không
gỉ đều bị hỏng hết. Nhưng
chỉ cần thay thế thép bằng tantali th́
ngay cả những chi tiết mỏng nhất (có
chiều dày từ 0,3 đến 0,5 milimet) cũng
trở nên gần như vĩnh cửu: tuổi
thọ của chúng tăng lên đến hai
chục năm. Chỉ có axit flohiđric mới có
quyền khẳng định rằng, chính tantali
phải thua nó.
Các catôt bằng tantali được sử
dụng để tách vàng và bạc trong phương
pháp điện phân. Ưu điểm của các
catôt này thể hiện ở chỗ là nó không
bị nước cường toàn làm hại,
trong khi cả vàng và bạc đều bị hoà
tan trong nước này.
Tantali có một tính chất có một không hai: nó
có tính hoà hợp sinh học rất tốt
với các mô sống, nghĩa là có khả năng
“sống hoà thuận” với các mô của cơ
thể người mà không gây phản ứng ǵ
cả. Nhờ có tính chất này mà nó được
sử dụng rộng răi trong y học, chủ
yếu là trong khoa phẫu thuật phục hồi
để “sửa chữa” cơ thể người.
Các bản mỏng kim loại này được
sử dụng trong những trường hợp
chấn thương sọ năo. Sách báo đă có
lần mô tả một trường hợp, trong
đó, một vành tai giả làm bằng bản
mỏng tantali và một mảnh da cắt từ
đùi chuyển lên đă chung sống hoà
thuận với nhau đến nỗi thật khó
phân biệt tai giả với tai thật. Sợi
tantali được dùng để bù cho các
sợi cơ bị thiếu. Sau khi mổ, các nhà
phẫu thuật thường khâu móc thành
bụng bằng những cái móc tantali ; tương
tự như cái móc đóng vở, móc tantali
nối các mạch máu một cách chắc
chắn. Khi làm mắt giả, người ta dùng
lưới bằng tantali để thay vơng
mạc. Những sợi kim loại này cực
kỳ mảnh được dùng để thay
thế các sợi gân và thậm chí ngay cả các
sợi thần kinh. Nếu như thành ngữ
“thần kinh sắt thép” thường được
dùng theo nghĩa bóng, th́ ngay ngoài đường
phố, có thể bạn đă nhiều lần
gặp những người có “thần kinh
tantali”.
Y học tuy không phải là nghề quan trọng
nhất, nhưng có lẽ là nghề cao quư
nhất của tantali. Quả thật là có một
cái ǵ đó mang tính chất tượng trưng:
một sứ mạng nhân đạo là giảm
bớt những nỗi đau đớn khổ
sở của người đời lại
được đặt đúng vào thứ kim
loại mang cái tên để ghi nhớ kẻ
tuẫn nạn trong truyện thần thoại.
Khoảng 5 % lượng tantali sản xuất ra trên
thế giới được dùng cho các nhu
cầu y tế. Công nghiệp hoá học tiêu
thụ gần 20 %. Khách hàng chủ yếu của
kim loại này và các hợp chất của nó là
các nhà luyện kim. Trong những năm gần
đây, tantali ngày càng được sử
dụng nhiều để làm nguyên tố điều
chất trong các loại thép đặc biệt –
các loại thép có độ bền cao, có khả
năng chống ăn ṃn và chịu đựng
được nhiệt độ cao. Tác dụng
của tantali đối với thép cũng tương
tự như của niobi. Pha thêm các kim loại này
vào thép crom chống ăn ṃn thông thường
sẽ làm tăng độ bền và làm giảm
độ gịn của thép sau khi nung và tôi.
Khách hàng “sộp” - Không sợ nhiệt độ
cao khủng khiếp - Làm việc ở nơi có
điện áp cao - Đả đảo các
chất khí! - T́nh đoàn kết với Tantan -
Sự hằng định đáng thèm - Trong tay các
ông thợ kim hoàn - Mọi chi phí đều
được bù đắp.
Một lĩnh vực sản xuất tantali rất
quan trọng là sản xuất các loại hợp
kim bền nhiệt mà kỹ thuật tên lửa và
kỹ thuật vũ trụ càng ngày càng cần
rất nhiều. Hợp kim kết cấu gồm
90 % tantali và 10 % vonfram có những tính chất
tuyệt vời. Các lá hợp kim này có thể
chịu đựng được tới 2500
độ C, c̣n các chi tiết dày dặn hơn th́
chịu đưng được nhiệt độ
khủng khiếp - đến 3300 độ C !
Ở nhiều nước, người ta coi
hợp kim này là hoàn toàn đáng tin cậy để
sản xuất ṿi phun, ống xả, các khí
cụ kiểm tra và điều chỉnh lưu lượng
khí đốt, mép gờ và nhiều cụm chi
tiết quan trọng khác của các con tàu vũ
trụ. Trong trường hợp mà miệng phun
của tên lửa được làm mát bằng
kim loại lỏng có khả năng gây ra sự
ăn ṃn (liti hoặc natri), nếu không có hợp
kim của tantali và vonfram th́ không thể lấy ǵ
thay thế được.
Độ bền nhiệt của các chi tiết làm
bằng hợp kim tantali – vonfram c̣n đáng kinh
ngạc hơn nữa nếu ta phủ lên chúng
một lớp tantali cacbua (nhiệt độ nóng
chảy của nó là 4000 độ C). Khi phóng các
tên lửa thí nghiệm, miệng phun làm bằng
hợp kim này đă chịu đựng nhiệt
độ rất cao mà nếu không có lớp
phủ th́ hợp kim sẽ bị ăn ṃn và phá
huỷ khá nhanh.
Tantali cacbua cũng có độ cứng rất cao
(gần bằng độ cứng của kim cương),
nhờ vậy mà nó được sử dụng
rộng răi trong việc sản xuất các hợp
kim cứng. Khi cắt gọt với tốc độ
cao, kim loại nóng lên đến nỗi phoi
bị dính vào dụng cụ cắt gọt – mép
cắt bị quằn và sắt mẻ. Những lưới
cắt được chế tạo bằng
hợp kim cứng trên nền tantali cacbua th́ không
sợ bị sứt mẻ và dùng được
rất lâu.
Nhiều đoạn ghi trong “sổ lao động”
của tantali chứng tỏ một mối liên
quan mật thiết của nó với ḍng điện
: một phần đáng kể sản lượng
thế giới của kim loại này được
sử dụng trong công nghiệp kỹ thuật
điện và công nghiệp điện tử chân
không. Các khí cụ chỉnh lưu bằng tantali
được sử dụng ở các trạm tín
hiệu đường sắt, ở các tổng
đài điện thoại, các hệ thống tín
hiệu cứu hoả. Các tụ điện
tantali tí hon được sử dụng ở các
trạm phát sóng vô tuyến, trong các thiết
bị radar và các sơ đồ điện
tử khác.
Tantali được dùng làm vật liệu cho các
chi tiết khác nhau của các khí cụ điện
tử chân không. Cững như niobi, tantali là
một chất hấp thụ khí tuyệt vời.
Chẳng hạn, ở nhiệt độ 800 độ
C, một thể tích tantali có thể hấp
thụ 740 thể tích khí. “Nuốt” hết
phần khí c̣n sót lại trong các đèn điện
tử, sau khi đă hút bằng bơm hút chân không,
các chất hấp thụ khí bảo đảm
cho chúng có độ chân không rất cao. Bộ
cốt chịu nhiệt của các loại đèn
điện tử - anôt, cực lưới, catôt
nung nóng gián tiếp và các chi tiết bị đốt
nóng khác đều được làm bằng
tantali. Các loại đèn phải đảm
bảo giữ được các thông số
kỹ thuật chính xác khi làm việc ở
nhiệt độ và áp suất cao đều
rất cần tantali. Trong một số kiểu
đèn chân không, tantali được sử
dụng để duy tŕ áp suất chất khí
ở một mức nhất định.
Có thể gặp dây tantali trong các linh kiện siêu
dẫn dùng trong kỹ thuật tính toán.
C̣n phải kể đến một nghề
kỹ thuật điện nữa của tantali : nó
là vật liệu tuyệt vời để
chế tạo các bộ phận phóng điện
trong chất khí. Kim loại này thách thức
thần Zơt – thiên lôi bằng cách
“giải” hết điện tích của các
luồng sét mà vị thần này giáng xuống
đất trong cơn thịnh nộ, dường
như để tỏ t́nh thân ái với nhân
vật thần thoại cùng tên là Tantan.
Trong ngành sản xuất tơ sợi nhân tạo,
khuôn để kéo tơ sợi có các “lỗ
mắt” cực kỳ nhỏ, đường kính
của chúng chỉ bằng vài phần trăm
milimet. Các khuôn này thường hay bị dính
bẩn nên phải cọ sạch thường xuyên.
Nhưng khi đó, đường kính “lỗ
mắt” phải hoàn toàn không thay đổi.
Tất nhiên là cần có một thứ vật
liệu rất bền, chịu được mài
ṃn và không bị ăn ṃn để làm các khuôn
như vậy. V́ lẽ đó mà người ta
chế tạo các chi tiết này bằng tantali –
thứ kim loại đáp ứng được
tất cả các nhu cầu này.
Trong thời gian gần đây, tantali đă
bắt đầu thử sức ḿnh trong cả
nghề kim hoàn: nhiều khi nó thay thế rất
tốt cho platin. Điều đó sẽ tiết
kiệm được rất nhiều , bởi v́
platin đắt hơn tantali rất nhiều
lần. Tantali được bao phủ bởi
một lớp màng cực mỏng có các màu
sắc cầu vồng rất đẹp mắt :
tính chất này đă giúp ích cho hoạt động
của nó trong nghề kim hoàn. Tantali c̣n được
dùng để làm vỏ đồng hồ, ṿng
xuyến và các thứ đồ trang sức khác.
Viện đo lường quốc tế ở Pháp
và viện tiêu chuẩn ở Mỹ đă sử
dụng tantali thay cho platin để chế tạo
các bộ quả cân phân tích tiêu chuẩn có
độ chính xác cao. Trong việc sản xuất
mũi ng̣i bút máy, tantali được dùng để
thay thế iriđi – một kim loại rất
đắt.
Tất nhiên, tantali khó ganh đua với platin và
iriđi về giá thành, nhưng giá tantali cũng
vẫn khá cao. Chủ yếu như vậy là do
sự đắt đỏ của các vật
liệu dùng cho việc sản xuất tantali và
sự phức tạp của công nghệ chế
tạo ra nó. Chỉ cần nói một điều
này cũng đủ rơ: để thu được
1 tấn tinh quặng tantali, cần phải chế
biến 3000 tấn quặng. Song tất cả
mọi chi phí đều được bù lại
một cách dư thừa.
... Những năm trẻ tuổi của tantali, khi
mà nó tràn đầy sức lực và khát
vọng làm việc nhưng vẫn ôm hận
chịu mang tiếng là kẻ ăn bám, nay đă
lùi vào lĩnh vực truyền thuyết. Trong
thời đại chúng ta , như các bạn đă
thấy rơ rồi đấy, kim loại này có
rất nhiều việc làm. Nó c̣n phải hoàn thành
biết bao công việc quan trọng, cần
thiết và thú vị !
|
|