К началу 90-х годов, когда Хрущов приступил к своим опытам, об алмазе было известно уже довольно многое.
Первое. Алмаз, уголь и графит — химически одно и то же вещество, а именно — углерод. Следовательно, в принципе, можно изготовить алмаз из угля и графита.
Второе. Алмаз не поддается никаким изменениям при относительно низких температурах. Следовательно, для изготовления алмаза нужны высокие температуры.
Третье. Алмаз при сильном нагреве без доступа воздуха превращается в графит (опыт Густава Розе). Следовательно, изготовить алмаз можно из графита.
Четвертое. Удельный вес алмаза — 3,5, в то время как графита — 2,2, а угля — в среднем 1,3. Следовательно, в алмазе атомы углерода упакованы плотнее, чем в графите, не говоря уже об угле. Следовательно, при изготовлении алмаза графит необходимо подвергнуть высокому давлению.
Пятое. Алмаз в природе рождается в глубине Земли, где господствуют высокие температуры и высокое давление (наблюдение, сделанное на коренных месторождениях Кимберли).
Шестое. Алмаз встречается в каменных (Новый Урей) и железных (Каньон Дьявола) метеоритах. Одно из следствий этого факта особенно важно для опыта, который замышлял Хрущов: железо было подходящей средой для появления алмаза.
Почему?
Достоверно известно из практики, что при охлаждении жидкого железа, пересыщенного в печи углеродом, выделяется графит. Известно также, что, в отличие от большинства других металлов, железо при застывании не уменьшается в объеме, а увеличивается. Поэтому, если его быстро охладить снаружи, то образовавшаяся твердая оболочка, корка, будет сжимать остальную, стремящуюся расшириться массу. Значит, внутри нее давление резко возрастает.
Подобное явление наблюдал, несомненно, каждый — при застывании обыкновенной воды. Объем льда тоже больше объема воды, из которой он образовался. А рост давления внутри массы льда подтверждается тем простым фактом, что бутылка с водой (стекло в данном случае можно уподобить застывшей оболочке) — лопается.
Вероятно, одно из отличий изобретателя или открывателя нового от большинства других людей состоит в том, что он совершенно новым образом поворачивает вещи, вообще-то известные и другим. Только эти «другие» не обращают на них внимания или не видят в них проку. Так вот, Константин Дмитриевич Хрущов увидел, что железным метеоритом природа не только подтвердила, что при любой попытке искусственного получения алмаза необходимо высокой давление. Природа словно сама подсказывала принципиальный проект алмазоделательного устройства!
Поняв это, Хрущов решительно отставил свою стальную бомбу с платиновой вставкой и стал выяснять, какпе еще металлы, кроме железа, обладают свойством расширяться при затвердевании. Оказалось, что серебро, висмут и галлий.
Хрущов предпочел серебро.
Висмут легко плавится, но если расплавленный висмут насытить углеродом, а затем быстро охладить, то… То карбид висмута разложит необходимую для охлаждения воду — и произойдет взрыв. О галлии, редчайшем металле, естественно, и речи быть не могло, хоть он и плавится от тепла ладони. Что же до железа, то можно лишь высказать предположение: Хрущов предпочел ему серебро просто потому, что температура его плавления ниже.
Не исключено также, что он слышал о попытках англичанина Марсдена получить алмазы в расплаве серебра, предпринятых еще в 1881 г. Так или иначе, он взял серебро, объяснений этому обстоятельству не оставив.
4 марта 1893 г. на заседании Санкт-Петербургского минералогического общества профессор Хрущов, действительный член этого общества, сообщил: «мы проделали такой опыт…».
Вот строки из его доклада.
«…На основании находок в метеорите можно было прийти к мысли, что под сильным давлением углерод может выделяться из раствора в металле в виде алмаза. Мы проделали такой опыт. Насытив кипящее серебро углеродом, которого растворилось шесть процентов, я быстро охладил массу. Давление в ее середине не могло не повыситься под действием корки, сразу же затвердевшей снаружи. Последовавшее за тем растворение получившегося слитка показало, что часть выделившегося углерода имеет свойства алмаза.
Порошок его состоит из проарашжь бесцветных кристаллических осколков и пластинок, сильно преломляющих свет, совершенно изотропных, царапающих корунд и сгорающих в углекислоту с незначительным остатком золы».
Хрущов показал участникам заседания свои кристаллы и тут же сжег их в кислороде. И еще Хрущов пояснил, что присутствующему в зале профессору Николаю Николаевичу Бекетову он уже показывал эти самые кристаллы и что это было на другой день после того, как получили в Петербурге журнал со статьей французского химика Муассана, да компетентное мнение которого о возможности образования алмаза в расплаве железа (а не серебра) под сильным давлением он, Хрущов, ссылался…