Как мы с братом алмаз делали

Наверное, у кого-то из читателей мелькали мысли "а можно ли сварить настоящий алмаз на кухне и/или на коленке". Можно, и я решился рассказать, как мы с братом это еще в детстве делали.

Предыстория и благодарности

Мне повезло — мой папа инженер, а инженер должен знать все. Папа работал на предприятии связи (спутниковая и наземная релейка) и в советские времена родителям разрешали брать детей на работу. Наверное, хотели династии на предприятиях выращивать, а может еще почему, но это было классно, жаль что сейчас запрещают. Я и мой двоюродный брат бывали там часто.

К большей части рабочего оборудования нас естественно не подпускали и у самих мозгов хватало не трогать, но среди рабочего оборудования можно было пользоваться компьютерами (не подключенными к основному оборудованию связи и управляющим механизмам) и измерительными приборами, а вот сломанное было в полном распоряжении. Тогда не было модного слова утилизация, но и не было столько мусора, т. к. все разбиралось и пускалось в оборот, помню даже корки хлеба в хлебном магазине собирали, а уж детали аппаратуры тем более. Это были не только платы и целые стойки, бывало силовое оборудование и даже кое-какие механизмы. Нам давали разбирать такие классные штуки как ВКУ (видео-контрольное устройство что-то типа телевизора) и другую аппаратуру, в т.ч. высокочастотные приемо-передатчики, компьютеры и управляющие механизмы. Мы разбирали до последнего винтика и последней детальки, проверяли детали на исправность, сортировали и раскладывали по разным ячейкам в специальных ящичках. Даже металлические элементы самих стоек и провода использовались вторично (кое-какое оборудование создавалось на месте при необходимости). Мы были счастливы. Среди папиных коллег были интересные люди: лучшие инженеры и программисты (в те времена в связь абы-кого не брали, т. к. простой в пару минут уже грозил проблемами всему коллективу), там были классные технологи, лучшие механики, и кого там только еще не было, даже целый астроном — дядя Боря, который про звезды мог все рассказать. А как иначе, ведь полностью автономный объект должны содержать разные (и самые лучшие) специалисты из разных областей науки и техники. И они там были. Был там и шикарный ассортимент технической литературы: по аналоговой и цифровой электронике, по программированию, по микропроцессорной технике, механике, химии, физике. В общем рай для мальчиков с начала разговорной речи до 12 лет. В общем к этому возрасту на ассемблере мы говорили лучше чем на русском языке. Также у нас был почти обязательный набор многих советских школьников: «Юный техник», «ЮТ-для умелых рук», «Левша», «А почему?», «Радио», «В помощь радиолюбителю», «Моделист-конструктор» и т. д. и т. п. Все, что читалось в вышеуказанной литературе или было рассказано папиными друзьями, почти обязательно пробовалось на практике. Кроме разных электронных схемок и механизмов мы варили стекло, делали кирпичи, плавили металлические сплавы, увлекались ракетомоделированием и другими шикарными интересностями, в общем всем, чем должен заниматься стандартный советский школьник. Всем этим людям и моему папе мы благодарны за знания и умения, благодаря им мы занимаем текущее социальное положение и неплохо зарабатываем. Большое спасибо им (в т.ч. начальникам, которые разрешали детей приводить на работу) за наше счастливое детство.

Случайность

Шло теплое лето 1991 года. Мне было 10 лет, а моему двоюродному брату Женьке 11, и мы проводили опыты с электролизом. Покрывали все подряд тонким слоем всего подряд. От монеток до шишек с елок. Мы меняли материалы, пробовали разные варианты, анализировали получившиеся свойства, записывали в тетрадочку. Все шло по плану, но однажды углеродный электрод закоротил на второй контакт и немного нагрелся.

А напряжение было всего-то 3 Вольта (естественно постоянка, это же электролиз). Сразу вспомнили про лампочки и увеличили до 5В. Пошел дым (от электрода, БП был классный, он выдерживал и не такие издевательства) и появилась жидкость на электроде. Потом до 27В и электрод стал красным. Потом до 30В и электрод стал белым. После отключения он стал опять черным, но очень рыхлым. И тут мы вспомнили, что алмазы делаются при высоком давлении и высокой температуре. Было принято решение попробовать сделать свой алмаз, как позже очень очень точно сказал один известный электронно-механический философ и мизантроп Бэндер в Футураме: «с блэкджеком и ...».

План действий и первый эксперимент

Кое-какие эксперименты сейчас вспоминаем и холодным потом обливаемся, мозгов-то в том возрасте маловато такими делами заниматься. Видно, кто-то сверху за нами приглядывал. С электричеством мы решили быстро и просто, т. к. у нас был доступ к объекту рядом с местом проживания и туда приходит три фазы. Мы уже знали, что между нулем и фазой 220В, а между двумя фазами 380В. Было помещение для этого дела, и даже разъединительный трансформатор. А нам нужно ненадолго — один имульс в милисекунды. Сейчас бы на такое не решились с текущим багажом знаний (надо внимательней следить за опытами детей!), но советский школьник должен уметь остановить вражеский танк и лучше не один. Мы решили, что самое тяжелое уже решили — значит поперли дальше.

Создать полноценный пресс мы не могли, т. к. не было у нас материалов, которые обладали одновременно несколькими свойствами: доступность, термостойкость, негорючесть и не должны проводить электричество. Все доступное либо сгорит, либо расплавится, либо проводит электричество. Либо вообще все сразу. В нашем «производстве» бывало одновременно по несколько экспериментов, т. е. некоторые эксперименты мы делали, а другие уже в плане и разработке. Учитывая то, что мы сразу не могли заняться алмазом, мы делали дальше другие эксперименты. В тот момент мы занимались чем-то из гипса (уже не помню), накопали классной глины и делали поделки (кирпичики, посуду и т. п.), плавили корунд из добытого оксида алюминия. Мы тогда хотели большой рубин для лазера сделать, но не смогли найти жалкие 0,5% оксида хрома от объема оксида алюминия, а то маленького рубина из старого будильника не хватало для этой цели, поэтому решили сделать хотя бы корунд. В ходе этих экспериментов зародилась идея просто закрепить углеродную болванку на двух электродах и закатать это все в гипс или глину.

Расчет был такой, что как ни старайся, а кислород все-равно туда попадет. У нас не будет длительного нагрева электричества, будет импульс. Он успеет нагреть до нужной температуры, но все-равно часть углерода превратится в газ и создаст давление. Сказано — сделано. Соединили. Закатали. Высушили несколько дней. Засунули защитный кожух. Встали за угол и подсоединили. Взорвалось. Влупило не по-детски. Только огрызки проводов остались. А от нашего реактора даже пыли не осталось ни на стенах, ни в воздухе. В общем убираться не пришлось, просто вышли из помещения.

Исправляем ошибки и дубль два

Как показал первый эксперимент — часть расчетов подтвердились и несмотря на короткий импульс мгновенно создается очень большое давление. Более крепких материалов у нас не было. Были варианты укрепить то что есть тем что есть.

Сделали слой потолще. После сушки сделали обмотку (раньше так пушки укрепляли), сунули в кусок трубы (с зазором и компаундом, пулестойкие стекла специально делают из слоев различной плотности и хрупкости), сплющили концы трубы. Встали за угол и подсоединили. Пыф - яркая вспышка. В этот раз реактор целый. Разобрали — внутри труха.

Неожиданные результаты и сложности. Дубль три

В этот раз думали долго. Были предположения, что давление хоть и большое, но недостаточное или корпус пропускает где-то, а потом решили, что это может быть из-за того, что у нас первоначально (при электролизе) была постоянка, а здесь переменка.

Сказано — сделано. Заново собрали реактор и поставили диод в цепь. Встали за угол и подсоединили. Пыф — яркая вспышка. Реактор целый. Отлетели провода и испарился диод. Разобрали реактор — кусочек углерода был почти целым.

Мы на верном пути. Дубль четыре и испытание полученного образца

Думали недолго, тут тонкое место очевидно.

Пересобрали реактор, но вместо диода собрали мощный диодный мост. Встали за угол и подсоединили. Звук испаряющегося металла уникальный, он незабываем, неповторим и невоспроизводим. К нему, наверное, долго привыкать надо, зато какие красивые следы на потолке остаются. После вспышки у нас остался только реактор, диодный мост (в этот раз целый) и огрызки кабеля. Разобрали. Половина углерода сгорела, а в самом центре маленький блестящий черный шарик размером почти с два шарика от авторучки. Электричество он не проводил, супер-пупер-мега-гага-терра микроскопа у нас не было (был только простенький), хроматографа тоже, поэтому далее были эксперименты с доступными способами: плавили кислотами, давили тисками. Ничего его не взяло, все выдержал шарик. Как-то проверить еще не было возможности. Решили пойти ва-банк и сделать резкий большой удар (сил разогнать кувалду тогда уже хватало благодаря нашему тренеру по карате). Положили образец на наковальню, поставили сверху болт и ударили по шляпке болта кувалдой. Болт сдвинулся, вектор удара пошел под углом и в результате мы наш образец (шарик) никогда больше не видели. Эксперимент повторять не стали, т. к. слишком долго. Наступил август 1991 и мы решили заняться чем-то более полезным, но это совсем другая история для отдельной статьи.