Рентген для медали
Помочь мне выяснить, что скрывает «обратная» сторона казанских медалей, согласились специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» — учреждения, где о металлах знают если не все, то почти все. Приехав на экспертизу, я долго блуждал по бесконечным коридорам огромного здания университета на Ленинском проспекте, пока наконец не нашел нужную мне межкафедральную лабораторию «Наноматериалы». Ее сотрудников я сразу же встретил тревожным вопросом, придется ли нам резать, пилить или еще как-то «травмировать» привезенную мной медаль Универсиады — к слову, наивысшего, золотого достоинства.
— Не переживайте, медаль при исследовании не пострадает, — утешил меня заместитель заведующего лабораторией Александр Комиссаров, — мы проведем его с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра, и никакое механическое воздействие на награду оказывать не придется.
Как оказалось, все исследование будет проводиться в небольшой белой коробке размером с принтер, подключенной к обычному ноутбуку.
— Сейчас мы поместим медаль под рентгеновскую трубку и будем воздействовать на нее рентгеновским же лучом, — объясняет мой собеседник, — из-за этого электроны в ней придут в возбужденное состояние и начнут двигаться. В это время для нас главными станут два их показателя: энергия, с которой они движутся, и интенсивность самого движения. Первый подскажет, из каких металлов состоит медаль, а второй — каково их процентное содержание в трофее. Правда, есть один минус — «просветить» рентгеновским лучом всю награду насквозь не получится, так глубоко пройти он не сможет. Но ведь пилить медаль вы не захотите?
— Ни в коем случае!
— Тогда по-другому никак.
Я бережно извлекаю заветную золотую медаль Универсиады из небольшой пластиковой коробки, обитой изнутри бархатом, и передаю ее Александру; тот кладет ее внутрь спектрометра, и наше исследование начинается.
Неожиданная находка в казанском трофее
Еще в то время, когда в Казани проходила XXVII Всемирная летняя универсиада, разработчики ее медалей из ФГУП «Гознак» приоткрыли завесу тайны над своими творениями и рассказали немного про их состав. Награды были изготовлены из медно-цинкового сплава, по-другому называемого «томпак», с позолочением или посеребрением их поверхности. Сами медали состоят из двух частей — внешнего кольца и вращающейся на штифтах в нем внутренней части. Для чистоты эксперимента мы с Александром Комиссаровым решили произвести замеры на обоих компонентах наград, чтобы заодно узнать, не отличается ли их состав. Первая же спектрограмма внешнего кольца золотой медали, полученная в процессе экспертизы, удивила эксперта из НИТУ «МИСиС»:
— Мы видим, что эта верхний слой медали состоит примерно на 0,4% из цинка, на 22% из золота и на 77% из никеля. Спектрометр видит еще и медь, но почему-то не может точно определить наличие этого металла. Кроме того, если, по официальным данным, в медали использован медно-цинковый сплав, то странно, что мы видим такой большой процент никеля; тогда уж это медно-никелевый сплав, причем содержание меди здесь очень невелико.
Это любопытное открытие очень быстро сменилось еще одним, не менее интересным: как выяснилось, состав внутренней части медали существенно отличается от состава ее внешнего круга.
— На спектрограмме внутренней части медали видно совершенно другое соотношение содержания металлов: 58% в ней составляет медь, 30% — никель, 8% — золото и 4% — цинк. Снова получается, что перед нами медно-никелевый сплав, а не медно-цинковый, о котором говорили официальные данные. Кстати, спектрометр здесь четко видит медь, в отличие от внешней части.
Объяснить наличие в медалях никеля, о котором предпочли умолчать эксперты из ФГУП «Гознак», Александр Комиссаров с ходу не смог — этот металл существенно дороже цинка, плавится при очень высокой температуре (1455 градусов) и из-за этого плохо годится для литья, которое применялось при изготовлении казанских трофеев. Чтобы разгадать «никелевую» загадку, я отправился на кафедру цветных металлов НИТУ «МИСиС».
Хрупкие награды большого спорта
— Главный недостаток исследования заключается в том, что без механического воздействия на медаль очень тяжело определить ее настоящий состав, — говорит один из старожилов кафедры металловедения НИТУ «МИСиС», пожелавший остаться неизвестным. — Награду лучше бы распилить — ведь рентгеновские лучи не могут проникнуть в нее далеко. Однако, по тем данным, которые у вас есть, кое-что сказать все же можно — так, толщина слоя позолоты на внешнем кольце награды составляет примерно 50—60 микрон и где-то три раза толще такого же покрытия на ее центральной части. Вероятно, это сделано с тем расчетом, что люди будут постоянно трогать ее за края, а центр медали будет испытывать гораздо меньшее механическое воздействие, и там попросту не нужен такой толстый слой золота.
— Но почему в этой медали так много никеля?
— У меня есть одно предположение. Обратите внимание: на внешней части медали очень много никеля, однако спектрометр обнаружил там и медь, хотя и не смог ее идентифицировать. На внутренней части медали, где, как мы уже выяснили, слой золота примерно в три раза меньше, гораздо меньше и никеля — и вот там прибор более отчетливо заметил медь. Проще говоря, рентгеновские лучи смогли там пробиться через слой никеля и «докопались» до меди, входящей в тот самый медно-цинковый сплав.
— Значит, в этой медали под слоем золота расположен сначала никель, а только потом медно-цинковый сплав?
— Повторюсь, это лишь предположение, но оно, по-моему, очень похоже на правду. На такой ход мастера, которые эту награду изготавливали, могли пойти по двум причинам: чтобы лучше ложилось золото или чтобы придать медали дополнительную прочность. Поскольку золото хорошо ложится и на медно-цинковый сплав, и на никель, первый вариант я бы отбросил. А что касается второго варианта — он более вероятен: медно-цинковый сплав, или «томпак», достаточно мягок, и медаль, состоящая только из такого материала, при падении могла бы погнуться, а «каркас» из твердого никеля делает ее более прочной.
— А может ли разбиться такая медаль?
— Никель — твердый металл, а его слой в ней довольно тонкий. При падении он теоретически может дать трещину, что, в свою очередь, приведет к нарушению целостности конструкции всей медали, и кусок от нее может отколоться. Про то, что медали казанской Универсиады хрупкие и требуют бережного обращения, специалисты из ФГУП «Гознак» говорили, и не раз — так что, вероятно, вы нашли этому еще одно подтверждение, только теперь уже на химическом уровне.
Итак, исследование подтвердило: все в этом мире хрупко, и медали высшей пробы — не исключение. Наверное, можно возмутиться: мол, спецы из «Гознака» скрыли от общественности истинный состав медалей, что теоретически могло привести к поломке главной награды Универсиады. Но с другой стороны, на то она и медаль, чтобы обращаться с ней бережно. Вне зависимости от того, из чего она сделана.
