Еще одна тайна Дамасской стали

Недавние исследования немецких ученых позволили обнаружить, что дамасская сталь XVI века содержит углеродные нанотрубки.

Сотрудники Дрезденского технического университета (Technische Univ. Dresden, Германия) исследовали образец дамасской стали, из которой в XVI веке была изготовлена сабля, хранящаяся в Историческом музее г. Берна (Швейцария). После растворения образца в соляной кислоте исследователи обнаружили тонкие протяженные объекты нанометровых поперечных размеров. При детальном изучении в просвечивающем электронном микроскопе высокого разрешения оказалось, что это многослойные углеродные нанотрубки, заполненные цементитом (карбидом железа Fe₃C). Расстояние между слоями в нанотрубках близко к типичной для таких систем величине 0,34 нм. Поскольку нанотрубки обладают рекордной прочностью на растяжение, вряд ли приходится удивляться тому, что обнаруженные нанотрубки придают стали повышенные прочностные свойства. Удивления достойна изобретательность средневековых кузнецов, которые, не имея представления ни о структуре, ни о способах получения нанотрубок, сумели эмпирическим путем получить содержащий их конструкционный материал, отличающийся исключительными механическими характеристиками.

Однако откуда в стали нанотрубки? Исследователи предположили, что при высокой температуре некоторые примеси вызывали в ней рост трубок из углерода (он попадал из сгорающего дерева и листьев, применявшихся при изготовлении сплава). Потом эти трубки наполнялись карбидом железа, формируя из него тончайшие нити. Правда, не исключено, что углеродные нанонити образовались не в процессе изготовления стали, а позже – в течение веков, вследствие так называемых процессов старения, присущих закаленной стали, из которой, видимо была изготовлена старинная сабля. Ведь, как известно, именно закаленная сталь (содержащая мартенсит – игольчатую, сильно дефектную структуру) – самая твердая.