Автор: А. Б. Герчиков
История каменного инструмента насчитывает сотни тысяч лет. И она не закончена и сегодня. В наш век металлов и пластмасс техника не может обойтись без абразивного камня, дошедшего до нас из глубины веков.
Всего сто лет назад, когда еще не было искусственных абразивов, месторождения камня, из которого можно было изготовить шлифовальные круги и бруски, определяли богатство государства, как и золотые прииски.
Среди природных абразивов особой славой пользовались бруски из камней с уникальными свойствами и старинными загадочными названиями: турецкий камень, бельгийский камень, арканзас, вашита, лидийский камень, тюрингский шифер. Их использовали только для самых тонких работ и передавали от мастера к ученику. Уникальные свойства таких камней и по сей день недоступны их искусственным аналогам. И область применения некоторых природных абразивов сейчас вновь расширяется.
Лучшим камнем для доводочной, последней шлифовки считается арканзас — белый с голубоватым или желтоватым оттенком минерал, с восковым блеском, с раковистым изломом. Состоит он из самого обыкновенного кристаллического кремнезема, то есть кварца. Но структура у арканзаса особенная. Во-первых, это самая чистая кварцевая порода — в ней 99,5 % SiO2. Даже в горном хрустале примесей больше.
Во-вторых, арканзас — самая мелкозернистая и самая однородная порода с кристаллическим кварцем: он состоит из зерен размером 1—6 микрон. Наконец, у него самые прочные связи между зернами; это объясняется так называемой импликационной структурой: зубчатые границы зерен как бы врастают друг в друга.
Единственное в мире месторождение арканзаса — в бассейне североамериканской реки Арканзас, отсюда и название камня. Когда-то порода залегала там мощными пластами, но в результате интенсивной разработки залежи истощились. Получается, что арканзас вполне может быть причислен к драгоценным камням. Даже месторождений алмаза известно несколько десятков. А камень арканзас, подобно динозаврам или мамонтам, может безвозвратно исчезнуть. Чем крупнее у арканзаса зерно и больше пористость, тем меньше твердость. Камень разных сортов — твердый, средний и мягкий — залегает отдельными, нередко смежными пластами. Арканзасу часто сопутствует другой, более распространенный камень (серого, бурого или черного цвета) — вашита. У вашиты и зерно крупнее, чем у арканзаса, и примесей больше. Однако он тоже отличный абразив.
Издавна арканзас и вашита использовались для правки бритв и ножей, медицинского инструмента. С появлением специальных станков стали применяться бруски из этих камней для доводки и притирки точных деталей машин, мерительных плит и калибров. А старые опытные слесари-лекальщики, еще заставшие бруски из арканзаса, утверждают, что тончайшие сверла и резцы, заточенные на бруске из арканзаса, работают вдвое-втрое дольше, чем заточенные на современных искусственных брусках, даже алмазных.
В середине двадцатых годов капиталистический мир объявил Советской Республике настоящую «абразивную блокаду». Страна лишилась доступа к прекрасным наждакам и корундам греческого острова Наксос, к абразивам африканских колоний Франции, к гранатам и корундам Германии, Швеции, к американским наждакам и кварцитам. По предложению академика А. Е. Ферсмана была создана Комиссия по абразивным материалам, организовавшая планомерный поиск абразивов в стране.
За несколько лет были открыты отечественные месторождения абразивов, и уже к середине тридцатых годов их дефицит был полностью ликвидирован.
В Восточном Казахстане на реке Джаксы-Кайракты есть залежи прекрасного абразивного материала — мелкозернистого кремнистого сланца типа вашиты. Свойства этого камня, оказывается, давно знали местные жители; название речки означает не что иное, как "хорошее точило".
Широко известен у нас и другой мелкозернистый кварцит — белоречит, залежи которого находятся на Алтае. Ярко окрашенные примесями окислов и солей железа камни — отличный поделочный материал, а чистый, без примесей, бело-серый белоречит идет на изготовление точильных брусков. Справедливости ради надо отметить, что по качеству он заметно уступает арканзасу — зерно у него в 20—30 раз крупнее и не столь однородно; в нем много цементирующих прослоек халцедона. Тем не менее бруски из белоречита пользуются большим спросом.
Французский геолог Р. Кордье назвал группу горных пород, состоящих из мелкозернистых кремнистых сланцев с абразивными свойствами, новакулитами, то есть бритвенными камнями (от лат. novacula — «бритва» и греч. литое — «камень»). Название прижилось и — случай беспрецедентный в петрографии — распространилось на группы точильных камней различного минерального состава: на слюдистые сланцы с зернами гранатов, пористые халцедоны, глинистые сланцы с кварцем и другие породы. Объединяют их только абразивные свойства и мелкозернистая структура.
Гранатовые абразивы издавна были широко известны в Европе. Наилучший из них — бельгийский камень, тонкозернистый мусковитовый сланец, содержащий чрезвычайно мелкие зерна гранатов: в одном кубическом миллиметре породы до 100 тысяч таких зерен. К новакулитам причислены также глинистые сланцы с кварцем из Тюрингии — тюрингский шифер, слюдистые сланцы с кварцем из Нью-Гэмпшира и Вермонта, халцедоновый абразив из штата Миссури. На юге Европы и на Ближнем Востоке издавна известен еще один новакулитовый абразив — турецкий камень. Он действительно добывается в Турции, недалеко от Измира. Турецкий камень состоит из мельчайших зерен кварца, сцементированных кальцитом.
Любопытно, что бело-серый точильный камень называли турецким только за пределами Турции. А в Турции его называют масляным, как и бельгийский камень в Бельгии, как арканзас в Северной Америке.
У каждого из природных абразивов свой нрав, свои капризы. Из арканзаса довольно сложно изготовить бруски: порода пронизана трещинами, и камень дробится на мелкие кусочки. Поэтому значительная часть добытой ценной породы идет в отвалы. Новакулиты, наоборот, легко добывать крупными блоками, а потом раскалывать на плоские плитки нужных размеров — у слюдистых сланцев слоистая текстура. Однако в работе это достоинство становится недостатком: бруски часто расслаиваются. Но это еще не все капризы брусков.
Как уже говорилось, многие абразивные породы называют масляными камнями. Это связано не только с характерным для них масляным или восковым блеском, но, вероятно, и с тем, что бруски в работе требуют смазки, причем каждому камню нужно свое масло. Например, брусок из арканзаса перед работой шлифуют до матового блеска и смазывают костяным или вазелиновым маслом. А применение других минеральных или растительных смазок приводит к засаливанию и порче бруска. Бруски из слюдистых сланцев хорошо работают с жидкими минеральными маслами, а для белоречита вполне достаточно чуть подсоленной воды.
Некоторые из этих правил работы с абразивами можно объяснить. Например, растительные масла нельзя применять из-за того, что они быстро сохнут и образуют пленку на поверхности бруска. Не годятся также химически активные минеральные масла, если они могут реагировать с примесями в камне. Смазки, применяемые в пробирном деле, должны легко удаляться вместе со следами металлов и реактивов.
В большинстве же случаев капризы камня, известные из многовековой практики, не получили еще удовлетворительного объяснения. И все же их приходится выполнять...
Оригинал статьи: Журнал "Химия и жизнь" №7. Июль 1985 г.
|
|
|
|
Статья защищена авторскими правами. При использовании материалов статьи или полной перепечатке активная ссылка на сайт www.britva.ru обязательна. |
|
|
|
|
|