Железные позолоченные
кинжалы Тутанхамона


Позолоченная
посметная маска
римлянина
(100 лет до н.э.)


Железная колонна в
Дели


Схематическое
изображение домниц


Булатный узор на
кинжале


П.Г. Соболевский
Специальности 150108 «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия» зарегистрирована в списке специальностей в 1981 году. Т.е. она существует 25 лет. Но, любой специалист в области порошковой металлургии скажет, что это неверно, что эта специальность существует уже пять тысяч лет.

Методы применения порошков из золота для создания позолоченных масок и скульптур известны по археологическим находкам по обе стороны Атлантического Океана. Кстати, ещё в Древнем Египте в Нубийской пустыне добывали не самородное золото, а крупицы. Этот метод был в последствии утерян и возрождён только в конце 17-го века. А вспомните изделия из финифти – металлические изделия, покрытые эмалью. Значит, уже много тысяч лет люди овладели способами декоративного покрытия металлов.

От куда же в древности узнали о способе получения железа? Метеоритное железо встречается достаточно часто, но его недостаточно для наступления железного века. С использованием метеоритного железа было связано много суеверий. Во многих религиях жрецам запрещалось касаться небесного камня. По одной из легенд людей научил делать железо Прометей. Он принёс огонь в полом тростнике и научил людей многим полезным вещам – земледелию, ремёслам, а в том числе и изготовлению железа и орудиям из него. А сам Прометей узнал это от бога Гефеста. Но, из тростника ещё делали папирус. И может быть, Прометей был первым промышленным шпионом, похитившим технологию из благих побуждений. Судите сами, как сложен способ получения железа.

Самородное железо не встречается вообще природе. Есть небольшие залежи железа в виде вкраплений в породу в Исландии. Первые следы производства железа датируют 3000 г. до н.э. (Чегер-Безер, Ирак), а найденные археологами стальные мечи относят к 2700 г. до н.э. В гробнице египетского фараона Тутанхамона, жившего в ХIV веке до н.э., лежали кованые кинжалы, украшенные порошковым золотом, и амулет из железа.

Знаменитый памятник Индии – колонна в г. Дели - установлена в 415 г. н.э. и выполнена из весьма чистого железа (99,72% Fe) в виде усеченного конуса при диаметрах у основания 41,6 см и у верха 29,5 см, имеет высоту 7,3 м и массу около 6,5 тонн. Кроме этой колоны есть ещё две, датируемые примерно тем же временем, но чуть меньшего размера одна в Индии в городе Дар, а другая в Эфиопии.

Все эти и многие другие изделия из железа, которое значительно более тугоплавко (температура плавления 1539 0С), чем медь (температура плавления 1083 градусов Цельсия), не могли быть получены литьем, так как вплоть до ХIХ века не было способов создания очень больших температур. В распоряжении металлургов в основном были температуры 900-11000С, развивающиеся при горении древесины. Все решили кричный метод и ковка заготовки в нагретом состоянии. Сырьем служила обогащенная железная руда, а восстановителем – древесный уголь. В домнице при восстановлении оксидов железа до железа образовывалось большое количество высокожелезистых шлаков (40-50% железа в основном в виде закиси). Именно закись железа ошлаковывает пустую породу руды, и это происходит ранее восстановления закиси железа до чистого железа, которое в виде твердых частиц опускается к низу печи и там сваривается в губчатую массу, называемую крицей. Затем крицу проковывали в нагретом состоянии. Для уменьшения пористости откованное железо повторно нагревали в печи, а иногда и снова проковывали. Такое железо называли сварочным. В целом, объем его производства достигал сотен тысяч пудов, обеспечивая потребности развивавшегося земледелия в лемехах, мотыгах, серпах, косах, топорах и пр.

На территории Древней Руси были широко распространенны железные руды и их промышленная добыча (рис.3); железо и изделия из него впервые получены из руд в 1000 г. до н.э. в Прикамье и на территории Волжско-Окского бассейна, а через 500 лет – в Сибири и на Алтае. Исследования археологов показывают, что в 950-1000 гг. в Рязани и Новгороде из железной крицы изготавливали различные предметы быта, оружие и др. В отдельных отдаленных районах России (Карелия, Якутия) производство сыродутного железа в домницах сохранилось вплоть до ХIХ века. Интересно, что конструкция домниц, их размеры примерно одинаковы, как для домниц найденных в Европе, так и в Африке и в Америке. Если посмотреть на карту расселения древнеславянских племён, то эти места совпадают с распространением залежей железных руд, ну а лесов тогда было в изобилии. Если говорить об уровне производства железа в те времена, то посчитайте – одна домница даёт примерно 3 килограмма губчатого железа, а на территории Белоруссии было найдено в одном месте 280 домниц стоящих в три ряда. Так, что в конце первого тысячелетия железо и орудия из него были уже обычным материалом.

Индийский булат – является первым композиционным материалом и был он создан более тысячи лет назад. Булат имел сложную структуру, состоящую из чередующихся мягких и твердых слоёв, состоящих из чугуна и стали. Этот материал тоже получали методом порошковой металлургии.
Дальнейшее развитие метод порошковой металлургии получил развитие в 1827 г. . П.Г. Соболевский создал нового способ получения различных изделий из порошка платины, заключавшегося в горячем прессовании порошка платины. После такой обработки платина становилась пригодной к ковке. Причем температура, при которой проводилось спекание, была на 700 градусов ниже температуры её плавления.

Можно сказать, что специалисты в области порошковой металлургии являются уж если не прямыми наследниками Гефеста, то уж точно прямыми наследниками древних мастеров Востока.

Бурное развитие техники (металлообработки, электротехники, электроники, самолётостроения) в начале 20-х годов прошлого века поставило новые задачи перед порошковой металлургии. В решении этих задач активно участвовали специалисты института. Первых специалистов в Институте Цветных Металлов и Золота имени М.В.Калина перед II-мировой войной в 1938 году. Выпуск специалистов по порошковой металлургии возобновился в 1951 в МИСиС. Этот период связан с именами Г.А. Меерсона, А.Н. Зеликмана, С.С. Кипарисова, Б.С. Митина. Первоначально специалисты готовились на кафедре редких, радиоактивных металлов (впоследствии переименованной в кафедру редких металлов и порошковой металлургии). В 2006 году была организована кафедра порошковой металлургии и функциональных покрытий, выпускающая студентов по специальности 150108 «Порошковая металлургия, композиционные материалы и покрытия» и специализации «Технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза».