Crôm và chữ X bí ẩn

http://dlcuocsong.blogspot.com/2013/10/crom-va-chu-x-bi-an.html
Crôm và chữ X bí ẩn |
Giở bất kỳ cuốn sách tra cứu nào về kim loại nào ra,
giữa vô số nhãn hiệu của các loại thép, bạn sẽ nhiều lần gặp những nhãn hiệu mà
trong đó có chữ “X”: X18H10T, X12M, 0X23I-05, IIIX5, 8X4B401, X147=14H3T,
12X2HBOA, 30XMIOA v. v... Đối với những người không thông thạo trong lĩnh vực
này thì “mã số” bí ẩn như thế còn khó hiểu hơn cả những chữ tượng hình Trung
Hoa. Song cũng như một nhạc công, khi đọc các nốt nhạc thì cũng nghe thấy các
giai điệu ẩn náu trong đó, các nhà luyện kim cũng vậy, chỉ mới nhìn qua cũng hiểu
được những chữ cái và các chữ số trong tổ hợp “ngẫu nhiên” đó. Thậm chí chỉ
nhìn lướt qua cũng thấy được cái chung trong nhãn hiệu các loại thép đã được kể
tên đến: tất cả các loại thép ấy đều chứa một lượng nào đó nguyên tố crom (chữ
“X” cho biết như vậy).
Cùng với các đồng nghiệp của mình trong “nghề” điều
chất như niken, vonfram, molipđen, vanađi, titan, ziriconi, niobi và các nguyên
tố khác, crom cho phép nấu luyện những thứ thép có công dụng rất khác nhau.
Thép sử dụng trong kỹ thuật hiện đại phải “biết làm” nhiều việc: chống được áp
lực lớn, chịu được các hóa chất xâm thực, chịu được quá tải lâu mà không biết mỏi,
dễ gia công, không sợ nung nóng và cũng không sợ lạnh. Crom đã cống hiến phần
mình vào rất nhiều những tính chất như vậy của thép.
Hơn hai trăm năm về trước, vào năm 1766, khi đến
vùng Uran, giáo sự hóa học Iohan Gôtlop Leman (Johann Gottlob Leman) (giảng dạy
ở Pêtecbua) đã tìm thấy trong quặng mỏ vàng Berezovo, cách Ecaterinbua (hiện
nay là Xveclôpxcơ) không xa, một khoáng vật trong đó có chứa khá nhiều chì. Sau
đó mấy năm, trong cuốn sách “Cuộc du lịch khắp các tỉnh của quốc gia Nga”, nhà
vạn vật học kiêm nhà du lịch, viện sĩ Piôt Simon Palat đã mô tả mỏ quặng ở
Berezovo. Ông cho biết: “Vùng mỏ Berezovo gồm bốn mỏ quặng được khai thác từ
năm 1752. Tại các mỏ đó, ngoài vàng người ta còn khai thác bạc, quặng chì và
còn tìm thấy quặng chì đỏ tuyệt đẹp mà trước đây chưa từng thấy ở một mỏ nào
khác trên nước Nga. Quặng chì này có các màu khác nhau (đôi khi giống như màu
thần sa), nặng và hơi trong. Thỉnh thoảng, những khối hình tháp nhỏ nhắn không
đều đặn của khoáng vật này khảm vào thạch anh tựa như những viên hồng ngọc nhỏ.
Khi nghiền ra thành bột nó có màu vàng rất đẹp...”. Khoáng vật này được gọi là
“chì đỏ Xibia”. Về sau, nó mang tên là “crocoit”.
Cuối thế kỷ XVIII, Palat đã đưa mẫu khoáng vật này đến
Pari. Nhà hóa học Pháp nổi tiếng Lui Nicôla Voclanh rất quan tâm đến crocoit.
Ông vốn bắt đầu cuộc đời lao động của mình từ việc rửa chai lọ trong một hiệu
thuốc. Ít lâu sau, nhà hóa học kiêm nhà hoạt động chính trị Ăngtoan Franxoa
Furoa (Antoine Francois Fouroroy) tuy hãy còn trẻ, nhưng đã chiếm giữ địa vị vững
chắc trong khoa học đã chú ý đến chàng trai có năng lực này và đã lấy anh làm
người giúp việc cho mình. Năm 1796, Voclanh đã đưa crocoit ra phân tích hóa học.
Trong báo cáo của mình, Voclanh viết: “Tất cả các mẫu của chất này mà hiện nay
có mặt tại một số phòng khoáng vật học ở châu Âu đều được lấy từ mỏ vàng ấy (tức
là mỏ ở Berezovo - T.G.). Trước kia, vùng mỏ này rất giàu khoáng vật đó, song
người ta nói rằng, mấy năm về trước trữ lượng trong mỏ đã kiệt và hiện nay, nó
được mua ngang với giá vàng, đặc biệt là nếu nó có màu vàng. Những mẫu khoáng vật
không có mặt ngoài đều đặn hoặc bị vỡ thành từng cục thì được dùng trong hội họa,
nơi mà chúng được quý trọng nhờ có màu vàng da cam không hề biến đổi trong
không khí... Mầu đỏ rất đẹp, tính trong suốt và hình dạng tinh thể của khoáng vật
đỏ Xibia đã bắt buộc các nhà khoáng vật học phải quan tâm đến bản chất của nó
và địa điểm tìm thấy nó. Rõ ràng là tỷ trọng lớn của nó và quặng chì đi kèm
theo nó đã khiến người ta nghĩ đến sự có mặt của chì trong khoáng vật này...”.
Năm 1797, Voclanh lại phân tích khoáng vật này một lần
nữa. Ông lấy crocoit đã tán nhỏ thành bột bỏ vào dung dịch kali cacbonat rồi
đun sôi lên. Kết quả thu được của thí nghiệm này là chì cacbonat và một dung dịch
màu vàng, trong đó chứa muối kali của một axit mà thời bấy giờ chưa ai biết.
Khi pha thêm muối thủy ngân vào dung dịch này thì xuất hiện chất kết tủa màu đỏ,
sau khi phản ứng với muối của chì thì tạo thành chất kết tủa màu vàng, còn nếu
pha thêm thiếc clorua thì dung dịch trở thành màu xanh là cây. Sau khi làm cho
chì kết tủa bằng axit clohiđric, Voclanh đã cho phần lọc bay hơi hết, rồi trộn
các tinh thể vừa tách được ra (đó là anhiđric cromic) với than và cho vào nồi
nung làm bằng grafit nung lên đến nhiệt độ cao. Khi thì nghiệm kết thúc, nhà
bác học thấy trong nồi nung có vô số các mũi kim bằng kim loại màu xám đâm tua
tủa. Lần đầu tiên nguyên tố này được tách ra như thế đấy. Furoa đề nghị gọi
nguyên tố này là crom (theo tiếng Hy Lạp, “chroma” nghĩa là chất màu), vì các hợp
chất của nó có màu rực rỡ và đa dạng. Tuy nhiên, âm tiết crom với nghĩa là “có
màu” nằm trong nhiều thuật ngữ không liên quan gì với nguyên tố crom cả. Chẳng
hạn, từ cromozon (chromosome) dịch từ tiếng Hy Lạp ra có nghĩa là thể nhiễm sắc;
để nhận được hình ảnh có màu, người ta dùng một khí cụ là cromocop (chromoscope),
nghĩa là bộ sắc nghiệm; những người chơi ảnh cũng rất quen thuộc với các loại
phim “izopancrom” (isopanchrome - đẳng toàn sắc); “pancrom” (panchrome - toàn sắc);
“ortoccrom” (orthochrome - nguyên sắc); “cromoxfer” (chromosphere nghĩa là sắc
cầu): Các nhà vật lý thiên văn gọi các thành thể sáng chói trong khí quyển bầu
trời là sự bùng sáng sắc cầu v. v...
Lúc đầu, Voclanh không thích cái tên mà Furoa đã đề
nghị, vì kim loại do ông phát hiện ra chỉ có màu xám bình thường và hình như
không xứng với cái tên ấy. Nhưng Furoa đã thuyết phục được Voclanh và sau khi
viện hàm lâm khoa học Pháp đăng ký phát minh của ông với đầy đủ mọi thể thức,
thì các nhà hóa học trên toàn thế giới đã ghi từ “crom” vào danh sách các
nguyên tố mà khoa học đã biết đến.
Nhà bác học người Đức Martin Henrich Claprôt cũng
phát hiện ra nguyên tố mới này trong crocoit, nhưng muộn hơn Voclanh vài tháng.
Cho đến lúc bấy giờ, Claprôt đã phát hiện ra ba nguyên tố là urani, ziriconi và
titan (về sau còn có thêm xeri nữa). Nhưng vinh dự của người khám phá ra crom lần
đầu tiên đúng là phải dành cho Voclanh.
Để tách được nguyên tố mới này ở dạng tinh khiết đã
cần tới một khoảng thời gian là hơn nửa thế kỷ: năm 1845, nhà bác học người Đức
là Bunzen đã làm được việc này bằng cách điện phân crom clorua.
Khác với nhiều kim loại khác, thần bản mệnh đã tỏ rõ
lòng hào hiệp đối với crom ngay từ đầu. Nhiệt độ nóng chảy cao, độ cứng lớn, khả
năng dễ liên kết với nhiều nguyên tố khác để tạo thành hợp kim, đặc biệt là với
sắt, đã khiến các nhà luyện kim để ý đến crom trước tiên. Năm tháng không làm
nguội lạnh sự quan tâm đó: cho đến ngày nay, ngành luyện kim vẫn là ngành tiêu
thụ crom nhiều nhất mặc dù nguyên tố này đã tìm được khá nhiều công việc có ích
khác.
Crom có đủ tất cả những tính chất đặc trưng của các
kim loại: dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, có ánh kim - một thuộc tính có ở đa số các
kim loại. Một đặc điểm rất đáng chú ý của crom là: ở nhiệt độ khoảng 37 độ C,
nó xử sự một cách “thách thức” rõ rệt: nhiều tính chất vật lý của nó thay đổi đột
ngột, có bước nhảy vọt. Ở điểm nhiệt độ này, ma sát trong của crom đạt giá trị
lớn nhất, còn môđun đàn hồi thì tụt xuống mức nhỏ nhất. Độ dẫn điện, hệ số giãn
dài, sức nhiệt điện động cũng thay đổi bất ngờ như vậy.
Trong khi các nhà bác học đang cố gắng giải thích sự
bất thường này thì crom lại đưa ra một sự thách đố nữa. Từ lâu các nhà vật lý học
đều biết một quy luật: cấu trúc từ tính của một loại vật liệu tương ứng rất chặt
chẽ với mạng tinh thể của nó. Nhưng các cuộc nghiên cứu về crom siêu tinh khiết
đã cho thấy rằng, quy luật này lại chẳng có quan hệ gì với crom cả.
Ngay cả những lượng tạp chất không đáng kể cũng làm
cho crom trở nên rất giòn, vì thế mà trong thực tế người ta không sử dụng nó
làm vật liệu kết cấu, còn với vai trò là một nguyên tố điều chất thì từ lâu
crom đã được các nhà luyện kim quý trọng. Chỉ cần pha thêm một lượng nhỏ crom
vào cũng đủ làm cho thép có độ cứng và độ chống mòn cao hơn. Những tính chất
như vậy rất cần cho loại thép dùng làm bi mà trong thành phần của nó, ngoài
crom (đến 1,5%) ra, còn có cacbon (gần 1%). Crom cacbua tạo thành trong loại
thép đó có độ cứng rất cao, cho phép thép chống chọi rất tốt với một trong những
kẻ thù nguy hiểm nhất - đó là sự mài mòn.
Liệu có ai mà không biết đến tác phẩm đồ sộ “Anh
công nhân và chị nông trang viên” của V. I. Mukhina? Tượng đài hùng vĩ này được
làm bằng thép không gỉ chứa 18 % crom và 10 % niken. Năm 1937, nó đã trang điểm
cho gian hàng của Liên Xô tại triển lãm quốc tế ở Pari và hiện nay đang đứng sừng
sững ở lối vào khu triển lãm “Những thành tựu của nền kinh tế quốc dân” ở
Maxcơva. Tuy nhiên, cacbon lại có hại đối với thép không gỉ: khuynh hướng tạo
thành cacbua của crom đã khiến cho phần lớn lượng nguyên tố này liên kết với
cacbon và tách ra ở những chỗ ranh giới các hạt thép, còn chính các hạt thép
thì lại nghèo crom và không đủ để chống lại sự tấn công của các axit và của
oxi. Vì vậy, hàm lượng cacbon trong thép không gỉ phải rất ít (không quá 0,1%).
Các nhà luyện kim Nhật Bản đã chế tạo một loại thép
đặc biệt có pha thêm crom và nhôm: nó cách âm tốt gấp hàng trăm lần so với thép
kết cấu thông thường. Khung cửa sổ và cửa ra vào làm bằng loại thép “yên tĩnh”
này hoàn toàn không gây ra tiếng ồn ngay cả khi người ta ráng hết sức để nện
vào chúng. Một lá thép loại này khi rơi xuống sàn ximăng thì không phát ra một
tiếng kêu nào. Các nhà chế tạo máy mà hàng ngày buộc phải nghe các buổi “hòa tấu”
của các loại “nhạc cụ gõ đập” trong các xưởng máy đều đánh giá đúng ưu điểm của
thứ vật liệu mới này.
Ở nhiệt độ cao, thép có thể bị bao phủ bởi một lớp
“vảy” gỉ. Trong một số máy móc, các chi tiết bị đốt nóng đến hàng trăm độ. Muốn
cho thép dùng để chế tạo các chi tiết này không bị vảy gỉ bao phủ, người ta pha
thêm vào đó 20 - 30 % crom. Loại thép như vậy chịu đựng được nhiệt độ đến 1000
độ C!
Các hợp kim của niken và crom - gọi là nicrom - dùng
để chế tạo các phần tử đốt nóng rất tốt: chúng có điện trở rất cao, vì vậy, khi
có dòng điện đi qua thì sẽ được nung rất nóng. Thêm coban và nhôm vào các hợp
kim crom - niken thì các hợp kim này sẽ có khả năng chịu được tải trọng lớn ở
nhiệt độ 650 - 900 độ C; các chi tiết, như cánh quạt của tuabin khí chẳng hạn,
được chế tạo bằng loại hợp kim chịu nóng như vậy. Crom còn có mặt trong nhiều
loại hợp kim khác mà ta có thể nhận thấy qua tên gọi của chúng: cromen, croman,
cromansi. Hợp kim comocrom (gồm coban, molipđen và crom) không độc hại đối với
cơ thể người, vì vậy, nó được sử dụng trong khoa phẫu thuật phục hồi. Để làm
răng giả, người ta dùng loại hợp kim gồm coban và crom: loại hợp kim này rẻ hơn
vàng nhiều lần, đồng thời lại có độ dẫn nhiệt nhỏ, nên người mang bộ răng giả
như vậy có thể uống nước chè nóng hoặc ăn kem một cách ngon lành mà không cảm
thấy khó chịu.
Ngày nay, phần lớn quặng crom khai thác được trên thế
giới đều đi đến các nhà máy sản xuất hợp kim sắt, ở đó người ta nấu luyện các
loại ferocrom và crom kim loại. Năm 1820, lần đầu tiên người ta chế tạo được
ferocrom bằng cách dùng than gỗ để khử hỗn hợp các oxit của sắt và crom trong nồi
nung. Năm 1854 đã thu được crom kim loại nguyên chất bằng cách điện phân các
dung dịch nước của crom clorua. Cũng trong thời gian này đã xuất hiện ý đồ nấu
luyện ferocrom chứa cacbon trong lò cao. Năm 1865 đã cấp bằng phát minh đầu
tiên về thép crom. Nhu cầu về ferocrom bắt đầu tăng vọt.
Dòng điện, hay nói chính xác hơn là phương pháp điều
chế các kim loại và hợp kim bằng nhiệt điện đã đóng vai trò quan trọng trong việc
phát triển ngành sản xuất ferocrom. Năm 1893, nhà bác học Pháp Muatxan đã luyện
được ferocrom chứa cacbon (gồm 60% crom và 6% cacbon) trong lò điện.
Ở nước Nga trước cách mạng, ngành sản xuất hợp kim sắt
phát triển với tốc độ “chậm như rùa”. Lò cao của các nhà máy ở miền nam chỉ luyện
được ferosilic và feromangan với số lượng rất ít ỏi. Năm 1910, trên bờ sông
Xatca (nam Uran), nhà máy luyện kim bằng điện cỡ nhỏ “Porogi” đã được xây dựng
và bắt đầu sản xuất ferocrom, sau đó sản xuất cả ferosilic. Nhưng không thể nói
đến việc thỏa mãn các nhu cầu của nền công nghiệp nước nhà: để đáp ứng nhu cầu
của nước Nga về các hợp kim sắt, hầu như phải hoàn toàn nhập cảng chúng từ các
nước.
Nhà nước Xô - viết trẻ tuổi không thể lệ thuộc vào
các nước tư bản chủ nghĩa về một lĩnh vực tối quan trọng như ngành sản xuất các
loại thép chất lượng cao - ngành tiêu thụ chủ yếu các hợp kim sắt. Để thực hiện
được kế hoạch to lớn nhằm công nghiệp hóa đất nước thì cần phải có thép kết cấu,
thép dụng cụ, thép không gỉ, thép làm bi, thép làm ô tô máy kéo. Crom là một
trong những thành phần quan trọng nhất của các loại thép này.
Ngay trong những năm 1927 - 1928, Liên Xô đã bắt đầu
thiết kế và xây dựng các nhà máy sản xuất hợp kim sắt. Năm 1931, nhà máy hợp
kim sắt ở Tseliabinxcơ đã đi vào hoạt động và trở thành đứa con đầu lòng của
ngành công nghiệp hợp kim sắt trong nước. Trong những năm đó, một trong những
người xây dựng nên ngành luyện kim chất lượng cao của Liên Xô - viện sĩ thông tấn
Viện hàm lâm khoa học Liên Xô V. X. Emelianop đang ở Đức, nơi ông được cử đến để
nghiên cứu kinh nghiệm của các chuyên gia nước ngoài.
Trong hồi ký, ông đã kể lại câu chuyện thú vị của
mình với một nhà luyện kim Đức :
“Năm 1933, tại
một nhà máy nhỏ của Đức, tôi đã hỏi ông kỹ sư trưởng :
- Các ông bán ferocrom do nhà máy này sản xuất cho
ai?
Ông ta liền kể :
- Khoảng năm phần trăm tổng sản lượng, chúng tôi
cung cấp cho các nhà máy hóa chất gần đây; nhà máy của Becker mua của chúng tôi
hai phần trăm, gần ba phần trăm thì...
Ngắt lời ông ta, tôi hỏi :
- Thế Liên Xô mua của các ông có nhiều không ?
- Liên Xô thì lúc nào cũng vậy. Chúng tôi gửi đến
các nhà máy của các ông chừng bảy mươi lăm đến tám mươi phần trăm sản lượng của
chúng tôi. Còn chúng tôi thì đang nấu luyện bằng quặng crom Uran”.
Đúng, lúc bấy giờ, Liên Xô không những xuất khẩu quặng
sang Đức mà còn sang cả Thụy Điển, Italia, Mỹ, rồi lại phải mua ferocrom của
các nước đó. Nhưng khi hai nhà máy hợp kim sắt nữa được xây dựng (ở Zaporoje và
ở Zextafoni) vào năm 1933 tiếp theo nhà máy ở Tseliabinxcơ, thì Liên Xô không
những đã ngừng nhập khẩu các loại hợp kim sắt quan trọng nhất, trong đó có cả
ferocrom, mà còn có khả năng xuất khẩu các hợp kim đó sang các nước. Ngành luyện
kim chất lượng cao đã thực sự cung cấp đầy đủ các loại vật liệu cần thiết cho nền
sản xuất trong nước.
Năm 1963, tại vùng Actiubinxcơ thuộc Kazăcxtan đã
tìm thấy những thân quặng cromit rất lớn - đó là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất
ferocrom. Trong những năm chiến tranh, nhà máy hợp kim sắt Actiubinxcơ đã được
xây dựng trên cơ sở những mỏ này, và về sau, nó đã trở thành xí nghiệp lớn nhất
sản xuất crom và ferocrom đủ các nhãn hiệu.
Vùng Uran rất giàu quặng crom: không phải ngẫu nhiên
mà chính tại đây đã tìm thấy khoáng vật mà từ đó Voclanh khám phá ra crom. Nhiều
nước khác cũng có những mỏ kim loại này. Trong thời gian mà chiếc xe tự hành
“Lunakhôt” của Liên Xô “du ngoạn” trên mặt trăng, các khí cụ của nó đã xác định
rằng, ở vùng biển Mưa cũng có crom. Nhưng nếu đến biển Mưa khá xa, thì đến biển
Đỏ, có thể nói, chỉ cần “với tay” là tới. Tại đây, cách bờ biển Sudan không xa,
các nhà bác học Pháp đã phát hiện được một cái hố độc đáo, sâu tới 2.200 mét,
còn nước ở độ sâu này thì rất nóng. Các nhà khảo sát đã dùng quả cầu đo sâu để
lặn xuống vực này, nhưng ngay sau đó họ đành phải ngoi lên vì thành của quả cầu
nhanh chóng bị “hâm nóng” đến 43 độ C. Những mẫu nước lấy được ở độ sâu này đã
cho biết rằng, “hố” này gần như chứa đầy một thứ quặng lỏng và nóng: hàm lượng
crom, sắt, vàng, mangan và nhiều kim loại khác đạt đến mức cao khác thường.
Trong những năm sắp tới, rất có thể các chuyên gia sẽ khai thác được những thứ
“rượu thập cẩm” gồm các kim loại này.
Cromit cũng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
vật kiệu chịu lửa. Gạch magezitcromit - loại vật liệu chịu lửa tuyệt vời được
dùng để xây lớp lót lò Mactanh và các thiết bị luyện kim khác. Vật liệu này có
tính chịu nhiệt cao và không sợ sự thay đổi nhiệt độ đột ngột nhiều lần.
Các nhà hóa học sử dụng cromit vào việc điều chế
kali bicromat và natri bicromat, cũng như các loại phèn crom để thuộc da, làm
cho da bóng đẹp và bền. Da như thế được gọi là da crom, còn ủng làm bằng da ấy
thì gọi là ủng da crom.
Đêm đêm, các ngôi sao hồng ngọc của điện Cremli tỏa
sáng trên bầu trời Maxcơva. Trong thế giới của các loại đá quý, hồng ngọc đứng
hàng thứ hai sau kim cương. Theo truyền thuyết Ấn Độ cổ đại thì hồng ngọc được
tạo nên từ những giọt máu do các vị thần rỏ xuống: “Những giọt máu nặng rơi xuống
lòng sông, tận những chỗ nước sâu để phản chiếu những cây cọ tuyệt đẹp. Rồi từ
đó, con sông được mang tên Ravanaganga, và từ bấy giờ, sau khi biến thành hồng
ngọc, những giọt máu này bừng sáng lên mỗi khi màn đêm buông xuống, với ngọn lửa
thần kỳ rực sáng bên trong, rồi những tia lửa này xuyên qua dòng nước...”. Huyền
thoại phương đông cổ đại kể về sự tích của hồng ngọc như vậy đấy. Ngày nay,
công nghệ sản xuất loại ngọc đỏ kỳ diệu này đã trở nên đơn giản hơn nhiều, và
các vị thần không phải rót máu linh thiêng của mình nữa: để làm ra ngọc đỏ này,
người ta pha crom oxit với một liều lượng nhất định vào nhôm oxit, nhờ vậy mà
những tinh thể hồng ngọc có màu sắc kỳ diệu. Tuy nhiên, hồng ngọc nhân tạo sở
dĩ được quý chuộng không phải chỉ do màu sắc bên ngoài tuyệt đẹp: tia laze sinh
ra nhờ sự giúp đỡ của hồng ngọc quả là có năng lực tạo nên những phép lạ. Tựa
như những tia sáng thần kỳ do chiếc gương hyperboloit của kỹ sư Garin và trí tượng
tượng phong phú của Alecxây Tonxtôi tạo ra, tia laze có thể cắt mọi thứ kim loại
một cách dễ dàng như thể chiếc kéo cắt giấy vậy, hoặc có thể chọc những lỗ rất
nhỏ xuyên qua kim cương, corunđum và các thứ “hạt hồ đào” rắn chắc khác mà
không hề e ngại trước độ cứng “nổi tiếng toàn thế giới” của chúng.
Crom oxit giúp các nhà chế tạo máy kéo rút ngắn được
rất nhiều thời gian chạy rà động cơ. Thông thường, công đoạn này (để cho các
chi tiết cọ xát với nhau có dịp “làm quen” nhau) kéo dài khá lâu, điều đó dĩ
nhiên là không làm cho những người sản xuất máy kéo được hài lòng lắm. Nhưng
người ta đã tìm được cách thoát khỏi tình trạng đó sau khi điều chế được một chất
pha nhiên liệu mới có chứa crom oxit. Bí quyết tác dụng của chất pha này rất
đơn giản: khi đốt cháy nhiên liệu sẽ tạo nên những hạt crom oxit rất nhỏ có
tính mài mòn cao, chúng đọng lại trên thành trong của xilanh và trên các bề mặt
chịu ma sát nên sẽ nhanh chóng mài nhẵn các chi tiết, làm cho chúng vừa khít với
nhau. Kết hợp với loại chất bôi trơn mới, chất pha này cho phép giảm thời gian
chạy rà được 30 lần.
Cách đây chưa lâu lắm, crom oxit đã có thêm một nghề
mới rất thú vị: dùng để sản xuất băng ghi âm. Lớp làm việc của băng ghi âm
không chứa sắt oxit như vẫn thường thấy mà chứa crom oxit. Sự thay thế như vậy
đã đem lại kết quả rất tốt: mật độ ghi tăng lên, chất lượng âm thanh tốt hơn và
băng làm việc đáng tin cậy hơn. Sản phẩm mới này đã được ưu tiên “đăng ký cư
trú” trong các bộ nhớ của máy tính điện tử.
Các vật liệu làm ảnh và dược phẩm, các chất xúc tác
dùng cho các quá trình hóa học và các lớp mạ kim loại - đâu đâu crom cũng tỏ ra
rất được việc. Có lẽ cần phải kể tỉ mỉ hơn về các lớp mạ crom.
Từ lâu người ta đã nhận thấy rằng, crom không những
có độ cứng cao (về mặt này thì không có kim loại nào cạnh tranh nổi), mà còn chống
lại được sự oxi hóa trong không khí và không tương tác với các axit. Dùng
phương pháp điện phân, người ta đã thử mạ một lớp mỏng kim loại này lên bề mặt
các sản phẩm làm bằng các thứ vật liệu khác để giữ cho chúng khỏi bị ăn mòn, khỏi
bị xây xát, cũng như những “chấn thương” khác. Tuy nhiên, lớp mạ crom tỏ ra rất
xốp, dễ bong ra và không đáp ứng được những hy vọng mà mọi người mong đợi.
Trong suốt gần ba phần tư thế kỷ, các nhà bác học đã “đau đầu” về vấn đề mạ
crom và mãi đến những năm 20 của thế kỷ này, họ mới giải quyết được. Sở dĩ thất
bại là do chất điện phân được sử dụng ở đây chứa crom hóa trị ba là thứ crom
không thể tạo nên chất mạ có chất lượng cần thiết. Còn “người anh em” hóa trị
sáu của nó thì lại đảm đương nổi nhiệm vụ này. Kể từ đó, người ta bắt đầu sự dụng
axit cromic (trong đó, crom có hóa trị sáu) làm chất điện phân. Bề dày của các
lớp mạ có thể đạt đến 1 milimet (chẳng hạn, trên một số chi tiết bên ngoài của
ô tô, mô tô, xe đạp). Song cũng có khi lớp mạ crom được sử dụng vào mục đích
trang trí: để mạ đồng hồ, tay nắm cửa và các đồ vật khác không nằm trong vùng
nguy hiểm. Trong những trường hợp như vậy, chỉ cần mạ những lớp crom cực mỏng
(0,0002 - 0,0005 milimet).
Các nhà hóa học Litva đã đề xuất phương pháp tạo nên
bộ “áo giáp” nhiều lớp cho các chi tiết quan trọng đặc biệt. Lớp ngoài cùng mỏng
nhất của “áo giáp” này là crom (dưới kính hiển vi, bề mặt của tầng mạ này quả
thật hao hao giống áo giáp): trong quá trình làm việc, đây là lớp đầu tiên tiếp
xúc với lửa, nhưng phải qua nhiều năm, crom mới bị oxi hóa. Trong thời gian ấy,
chi tiết đó cứ việc gánh vác công việc hệ trọng của mình.
Cho đến gần đây, người ta mới chỉ mạ crom cho các
chi tiết kim loại. Nhưng hiện nay, các nhà bác học đã biết cách tạo nên lớp vỏ
crom ngay cả trên các sản phẩm bằng chất dẻo. Polistirolen - một loại chất dẻo
rất quen thuộc và đã kinh qua nhiều thử thách, nếu được mạ crom thì sẽ bền vững
hơn và không sợ những kẻ thù muôn thủa của các vật liệu kết cấu như sự mài mòn,
sự uốn và sự va đập. Lẽ đương nhiên, thời hạn sử dụng các chi tiết làm bằng vật
liệu này sẽ tăng lên.
Lớp vỏ crom thậm chí còn có ích cho loại vật liệu mẫu
mực về độ cứng là kim cương. Sở dĩ như vậy là vì không phải tất cả kim cương
khai thác được đều có thể dùng để chế tạo dụng cụ cắt gọt: thông thường, kim
cương thiên nhiên có rất nhiều vết nứt cực nhỏ làm cho nó không thể dùng để gắn
lên dụng cụ cắt gọt hoặc mũi khoan, vì thứ dụng cụ như vậy hễ chạm vào kim loại
hoặc đá cứng thì kim cương liền vỡ ra từng mảnh nhỏ. Ngoài ra, các tinh thể kim
cương thiên nhiên thường không bám chặt vào thân dụng cụ cắt gọt. Để khắc phục
nhược điểm này, các nhà bác học đã đề nghị bọc kim cương bằng một màng crom mỏng
vừa bám chắc vào với kim cương vừa bám chắc vào với chỗ gắn bằng đồng.
Kim cương được bọc bằng crom đã trải qua nhiều cuộc
thử nghiệm. Vậy kết quả ra sao? Kim cương bám chặt vào dụng cụ cắt gọt, còn thời
hạn sử dụng của một tinh thể thì tăng lên vài lần. Khi xem xét một tinh thể như
vậy dưới kính hiển vi thì ở một mặt, người ta đã tìm thấy một kẽ nứt khá sâu đã
được gắn lại bằng lớp màng crom bao bọc kim cương. Hóa ra là sau khi kết hợp với
các nguyên tử cacbon của kim cương, các nguyên tử crom đã tạo ra những nguyên tử
crom cacbua cứng trên bề mặt kim cương, ngoài ra, crom còn xâm nhập vào kẽ nứt
có thành cũng được bao phủ bằng một lớp crom cacbua. Còn lớp crom nguyên chất
sát với chỗ gắn thì tạo thành hợp kim với đồng, nhờ vậy nên kim cương được gắn
chắc với dụng cụ cắt gọt. Tóm lại, nhờ có crom mà cùng một lúc giải quyết được
hai việc: dụng cụ cắt gọt trở nên bền hơn, còn kim cương thì trở nên bền hơn
... kim cương.
Năm 1974, các nhà khoa học của Viện liên hợp nghiên
cứu hạt nhân tại Đupna đã thu được một đồng vị của nguyên tố siêu urani có số
thứ tự là 106. Phản ứng tổng hợp hạt nhân có kết quả mỹ mãn này đã diễn ra nhờ
sự bắn phá mục tiêu chì bằng những ion crom cao tốc. Chì thì đã nhiều lần được
dùng làm mục tiêu trong các cuộc bắn phá tương tự, còn crom thì được chọn theo
những tính toán số học đơn thuần: 24 proton của hạt nhân nguyên tử crom cộng với
82 proton của hạt nhân nguyên tử chì sẽ tạo thành con số 106 cần thiết khi các
hạt nhân này hòa nhập vào nhau. Mặc dầu đồng vị của nguyên tố này chỉ sống vẻn
vẹn vài phần ngàn giây, nhưng các khí cụ rất nhạy đã ghi nhận được sự ra đời của
một nguyên tố siêu urani mới.
...Trước khi kết thúc câu chuyện về crom, chúng ta
hãy trở lại với hồi ký của V. X. Emelianôp. Năm 1967, ông đã viết: “Hai năm trước
đây, tôi được biết một tin khiến tôi xúc động sâu sắc, nhưng tiếc thay, ở nước
ta, tin đó không được ai chú ý đến. Chúng ta đã bán một mẻ ferocrom cho nước
Anh - một nước mà đối với chúng ta, luôn luôn là biểu tượng của sự tiến bộ kỹ
thuật. Vậy mà bây giờ nước Anh lại mua ferocrom của chúng ta! Người Anh hiểu rõ
cái mà họ mua”.