Соврал мастеру, что его прислал сам Эдисон 🙊, а через десять лет нашёл на угольном стержне крупинки, которыми сточил грань бриллианта в собственном перстне: Эдвард Ачесон, придумавший слово «карборунд»

Весной 1891 года в маленьком пенсильванском городке Мононгахила-Сити человек, построивший здесь электростанцию, ставил опыт, который у него не получился. Он пропустил сильный ток через железную чашу, в каких водопроводчики держат расплавленный припой. В чаше была глина, перемешанная с толчёным коксом. Когда всё остыло, никакого чуда внутри не нашлось. Зато на конце угольного стержня, который торчал из смеси, поблёскивали несколько крошечных крупинок.

Он подцепил одну кончиком карандаша и провёл по оконному стеклу. Крупинка резала стекло, как алмаз.

Звали этого человека Эдвард Гудрич Ачесон. Слово, которое он придумал для своих крупинок, давно живёт отдельно от его фамилии. Карборундовый брусок лежит почти в любой мастерской, карборундовым кругом точат инструмент, а саму фамилию изобретателя мало кто вспомнит. Историю его жизни Ачесон в 1910 году изложил сам, в небольшой книжке «Первопроходец». Многое из того, что рассказано ниже, взято оттуда. Где его версия расходится с энциклопедиями, это оговорено отдельно.

Самодельный угломер

Эдвард родился 9 марта 1856 года в городе Вашингтон на юго-западе Пенсильвании, шестым ребёнком в семье бакалейщика.

В 1861 году семья переехала в Монтиселло на реке Аллегейни, выше Питтсбурга. Там стоял чугунный завод с доменной печью, и отца поставили им управлять. Мальчишеские годы прошли у реки и у печи. Потом были сельская школа, пансион и академия в Беллефонте. Языки ему не давались, зато геометрию и межевание он любил всерьёз.

Однажды на каникулах это пригодилось. Трос заводского парома через Аллегейни перерубили, и взрослые спорили, сколько нового троса заказывать. Эдвард сколотил из донышка бочки диск, разметил его край на триста шестьдесят градусов, приладил планку с прицелами и поставил на шест. С этим самодельным угломером он высчитал ширину реки. Взрослые не поверили, потом перемерили другим способом, и цифры почти сошлись. Ему шёл шестнадцатый год.

Конец учёбы

Осенью 1872 года отец внезапно вызвал его домой. Он предчувствовал финансовую катастрофу, которая через год накрыла всю страну. Учёба на этом кончилась. Эдварду было шестнадцать, за плечами около трёх лет настоящей школы.

Первая работа нашлась тут же, при печи: учётчик рабочего времени. По совету отца он взялся за буровую машину для угольных шахт, и 5 марта 1873 года, за четыре дня до своего семнадцатилетия, получил бумаги на первую предварительную патентную заявку. Машина вышла тяжеловатой, но работала, и много лет спустя он видел её в чужой мастерской за делом.

Летом того же года отец умер. Почти сразу грянула паника 1873 года, и компания, где лежало всё отцовское состояние, обанкротилась.

Примерно тогда же Эдвард впервые всерьёз взялся за электричество. Он купил несколько дешёвых часов из жёлтого металла и посеребрил корпуса в самодельной гальванической ванне. Серебро для этого дали мамины вилки. Часы он продал подороже. Когда много лет спустя наследство матери делили между детьми, стоимость вилок честно вычли из его доли.

Двадцать пять тысяч баррелей

Следующие годы прошли в разъездах: изыскательские партии, прилавок в лавке, неудачная торговля котельными регуляторами в Питтсбурге, билетная касса на станции Паркер в нефтяном краю, ночёвки в ящике с соломой под дырявой крышей. Потом он стал замерщиком в трубопроводной компании, входившей в империю Standard Oil: верхом объезжал вышки и стальной рулеткой обмерял цистерны с нефтью. Таблицы ёмкости по этим замерам считал управляющий со своей сестрой и никому не объяснял, откуда берутся цифры. Ачесон завёл толстую книгу в кожаном переплёте и стал по вечерам высчитывать таблицы сам. Управляющий узнал и уволил его. Начальство потом вернуло Ачесона, но управляющий посадил его на сдельщину и стал давать работы всё меньше.

Развязка вышла почти анекдотической. Управляющий уехал в свадебное путешествие, а на промысле тем временем начали заливать нефть в новый огромный железный резервуар. Главной конторе срочно требовалось знать, сколько там нефти. Ачесон взялся посчитать. Резервуар вмещал около двадцати пяти тысяч баррелей. Через день пришли цифры управляющего, и они разошлись на пять баррелей. Ошибся управляющий, и должность у него забрали.

Ачесона перевели в контору на семьдесят пять долларов в месяц. Вечера он теперь отдавал электричеству и журналу Scientific American.

Осенью 1879 года он ушёл, отказавшись от прибавки. Родня отговорила его ехать в Нью-Йорк, и год он руководил артелью, добывавшей железную руду. Осенью 1880 года он написал фабриканту динамо-машин Эдварду Уэстону в Ньюарк. Тот ответил, что места нет.

«Работу»

Он всё равно поехал, в новом костюме и с сотней долларов в кармане, и по дороге явился к Уэстону. «Я же написал вам, что не могу дать работу», — сказал Уэстон. Ачесон ответил, что знает, но всё равно приехал.

В Нью-Йорке он обошёл все электрические заведения, какие сумел найти. В одной фирме ему пообещали место, если не явится уже нанятый юноша. Утром юноша явился.

Была суббота. Оставался последний вариант, на который он почти не надеялся: Менло-Парк, лаборатория Эдисона.

В энциклопедиях эту сцену пересказывают красиво: молодой изобретатель приехал продать Эдисону собственную электрическую батарею, а тот вместо батареи взял на работу его самого. В воспоминаниях самого Ачесона никакой батареи нет, и всё выглядит проще и смешнее.

Мальчик из конторы провёл его через пустырь в длинный двухэтажный дом, наверх, в зал с длинными сосновыми столами и полками склянок по стенам. За одним столом сидели трое. Средний, без пиджака, в цветной ситцевой рубашке, и был Эдисон. Он приложил ладонь к уху, давая понять, что говорить надо громко.

— Чего вы хотите? — спросил Эдисон.

— Работу, — ответил Ачесон.

— Идите в мастерскую к Крюзи, — нетерпеливо сказал Эдисон и вернулся к своему делу.

Джон Крюзи, швейцарец, был управляющим механической мастерской. Пока за ним ходили, Ачесон огляделся: почти всю контору занимал чертёжный стол, а чертить он умел ещё по изысканиям. Вошёл высокий человек и спросил, что ему нужно.

— Мистер Эдисон прислал меня к вам, чтобы вы поставили меня на работу, — сказал Ачесон.

— На какую?

— Чертёжником.

— Хорошо, — ответил Крюзи. — Помощник нужен мистеру Хорнигу. Можете выйти в понедельник утром?

Сам Ачесон в мемуарах называет это «маленькой невинной ложью». Крюзи скоро всё узнал и долго косился на новичка. Но 12 сентября 1880 года Эдвард Ачесон, двадцати четырёх лет от роду, вышел на работу к Эдисону.

Сто долларов за подкову

Эдисону было тридцать три, и весь мир ждал от него дешёвой электрической лампы. Новичка вскоре перевели в чертёжную, где готовили рисунки к патентным заявкам. Эдисон бился над электрическим счётчиком, и Ачесону пришла в голову, как ему показалось, удачная мысль. Он начертил свой прибор и показал. Эдисон сел на высокий табурет, уткнулся лицом в сложенные на доске руки и надолго замолчал. Потом поднял голову.

— Я плачу вам не за то, чтобы вы давали мне советы, — сказал он, по воспоминаниям Ачесона. — Откуда вы знаете, может, эта мысль у меня уже была? А если я её теперь использую, вы решите, что я взял её у вас.

Ачесон заверил его, что всё придуманное в лаборатории принадлежит хозяину. Счётчик проверили, он не заработал. А самого Ачесона сразу после этого перевели в опытный отдел, о чём он и мечтал. Он занимался нитью накала для лампы.

Однажды ему предложили временно руководить ламповой фабрикой. На третий или четвёртый день он спросил про жалованье. В лаборатории ему платили семь с половиной долларов в неделю, а он попросил сто в месяц. Компаньон Эдисона Чарльз Бэтчелор сказал, что это слишком много. Ачесон согласился, что, пожалуй, много, и на следующий день просто не вышел.

Через несколько дней он всё-таки поднялся в лабораторию. Эдисон посмеялся, что новичок не выдержал фабрики, и дал задание: сделать на гидравлическом прессе графитовую нить в виде подковки, дюйм в поперечнике, тоньше бумаги. Сделаете такую, что можно поставить в лампу, получите приз в сто долларов.

Он сделал и приз получил. Одну петельку наклеил на визитную карточку и надписал: «Менло-Парк, 11 февраля 1881 года. Эта петля выиграла сто долларов». Эдисон заказал ему тридцать тысяч таких нитей, и Ачесон наловчился зарабатывать на них по двенадцать долларов в день.

Нити давали великолепный свет, только перегорали быстро. Сделав шестнадцать тысяч, Ачесон пошёл к компаньону Эдисона Фрэнсису Аптону и попросил расторгнуть договор: не хочет делать бесполезную вещь, пусть и за хорошие деньги. Через несколько дней пришла записка от Эдисона от 20 апреля 1881 года: «Вам бы лучше пойти на ламповую фабрику и изучить ламповое дело во всех подробностях». Ачесон понял, что его готовят к Европе.

Ла Скала и тяжёлая железка через Альпы

20 июля 1881 года он отплыл во Францию первым помощником Бэтчелора, который вёз экспозицию Эдисона на Международную электрическую выставку. На выставке Ачесон отвечал за измерительные приборы.

Когда выставка закрылась, люди Эдисона взялись строить мастерские и ламповую фабрику в Иври-сюр-Сен под Парижем. Там, по воспоминаниям Ачесона, к нему однажды приставили молодого инженера, которого привезли из Будапешта, и велели обучить электрическому освещению. Ученик схватывал всё на лету. Звали его Никола Тесла.

Между делом Ачесона посылали ставить показательные осветительные установки в другие страны. Первая была в фойе театра Ла Скала в Милане. Потом были музей в Брюсселе, ратуша в Антверпене, ресторан в Амстердаме.

По словам Ачесона, Ла Скала тогда открывалась всего на пару зимних месяцев, и после сезона установку перенесли в кафе «Биффи» в миланской Галерее. Переносил её уже другой инженер, и вскоре свет в кафе погас. Ачесона срочно вызвали телеграммой. Он сразу догадался, что динамо перегрузили и якорь, перегревшись, сорвал обмотку. Ачесон взял на парижском заводе тяжёлую расточную штангу и повёз её через Альпы прямо в пассажирском вагоне. Дня через три в кафе снова горел свет.

Итальянская компания Эдисона тут же позвала его к себе инженером за триста долларов в месяц вместо парижских ста пятидесяти. Около семи месяцев он ставил установки в Удине, Генуе, Пизе, Бергамо, не взяв ни одного выходного. В начале 1883 года, рассорившись с парижским начальством, он ушёл.

Бананы на Хай-Холборн

Следующий год вышел самым тяжёлым. Пять месяцев он в парижской гостинице пытался напрямую превращать тепло в электричество. Ничего не вышло, деньги кончились. В Лондоне у него началась желтуха, и хозяева гостиницы поспешили сплавить больного постояльца в пансион.

Однажды он выбрался посидеть на солнце у крыльца и увидел в толпе Джеймса Холлоуэя, механика из Менло-Парка. Холлоуэй забрал его к себе домой, и семья выхаживала его как могла. Переломом болезни Ачесон потом шутливо считал день, когда ему страшно захотелось бананов: он тайком пронёс в комнату полдюжины и съел все. «Бананы ли это сделали?» — спрашивал он в мемуарах.

В декабре 1883 года в Лондон приехал секретарь Эдисона Сэмюэл Инсулл. Он телеграфировал Эдисону, и тот велел купить Ачесону билет домой. 4 января 1884 года Ачесон сошёл на нью-йоркский причал пассажиром первого класса и без единого цента. Пять долларов на чаевые стюарду он занял у служителя стоянки извозчиков.

Цепочка от часов

Эдисон предложил ему место инженера новой электростанции. Ачесон отказался, решив, что не потянет, и снова ушёл в собственные опыты. Опыты провалились. Он поработал начальником лампового цеха у конкурентов Эдисона в Бруклине и ушёл, когда жалованье решили урезать. В этот самый момент, без места и почти без денег, он сделал предложение Маргарет Мейер. 15 декабря 1884 года их обвенчали в Бруклине.

Дальше были работа за пятнадцать долларов в неделю в подвале двумя этажами под землёй, рождение дочери и телефонный провод, в котором разговоры не мешали друг другу. Чтобы продать на него патент, Ачесон заложил цепочку от часов, купил месячный проездной до Питтсбурга и каждый день ездил на переговоры. Патент купил Джордж Вестингауз: семь тысяч долларов наличными, акции и место электрика в его кабельной компании на три года.

Ещё до этой сделки, во время неудачных опытов с природным газом у брата в Госфорде, он заметил странную вещь. Глиняные изделия, прогретые в печи с газом, пропитались углеродом насквозь и, как ему показалось, стали твёрже. Мысль осталась где-то на краю памяти.

Свет по ночам, опыты днём

Осенью 1890 года Ачесон придумал, как совместить заработок с опытами. Небольшая электростанция в маленьком городе ночью даёт свет и окупается, а днём её динамо свободна для экспериментов. Он выбрал Мононгахила-Сити на одноимённой реке, километрах в пятидесяти от Питтсбурга. 20 ноября 1890 года станция дала городу ток. Семья поселилась в кирпичном доме на Мейн-стрит, 908.

В феврале 1891 года он пробовал получить искусственный каучук и даже сделал маленький кусочек. Тут из Нью-Йорка приехал старый друг и пайщик, кондитерский фабрикант Джон Хайлер. Он только что вложился в каучуковую рощу в Мексике и посоветовал всё бросить и «выкинуть станцию в Мононгахилу». Ачесон каучук забросил и решил искать искусственный абразив, твёрдый порошок для шлифовки. О том, как нужен хороший абразив, ему ещё в начале 1880-х обмолвился знаток драгоценных камней Джордж Кунц из Tiffany. А в памяти сидела та самая глина из Госфорда, пропитанная углеродом.

Железная чаша

Опыт был поставлен так. Железную чашу, в какой водопроводчики держат расплавленный припой, подключили к одному проводу от динамо. В чашу насыпали глину с толчёным коксом. Ко второму проводу присоединили угольный стержень от дуговой лампы и воткнули его в смесь. Кокса было столько, что смесь проводила ток, и ток пустили сильный, пока глина в середине не расплавилась и не раскалилась.

Когда всё остыло, Ачесон разочаровался: ожидаемого не получилось. И тут, по его словам, по чистой случайности он заметил на конце стержня несколько блестящих крупинок. Одну он поддел кончиком карандаша и провёл по стеклу. Крупинка резала стекло, как алмаз.

Он повторил опыт и набрал крупинок побольше. Укрепил на токарном станке железный диск, смазал его маслом, насыпал порошок и этим диском сточил полированную грань бриллианта в собственном перстне. Этот перстень он носил и почти двадцать лет спустя.

В популярных пересказах эту историю часто начинают с алмаза: будто Ачесон хотел сделать искусственный бриллиант, а получил что-то другое. Сам он в воспоминаниях пишет только об абразиве. Об алмазах он, впрочем, тоже думал: позже он высказывал мысль, что если разлагать его новое вещество под большим давлением, освободившийся углерод мог бы стать алмазом.

Слово из поезда

Два месяца ушло на то, чтобы набрать крупинок на один маленький пузырёк. С ним Ачесон и его приятель, местный аптекарь Маккалистер, поехали в Нью-Йорк показывать находку гранильщикам. В поезде они придумали ей имя. Химического анализа Ачесон не делал и решил, что получилось соединение углерода с корундом, то есть с окисью алюминия. Отсюда и имя: carbon плюс corundum, карборунд.

Через несколько месяцев анализ показал, что он ошибся. Алюминия в крупинках не было, это было соединение кремния с углеродом, карбид кремния. Но имя уже прижилось и живёт до сих пор.

Огранщик бриллиантов с Джон-стрит отполировал карборундом тот самый испорченный камень из перстня, а остальное купил по сорок центов за карат. По подсчёту самого Ачесона, выходило около восьмисот долларов за фунт. На вырученные деньги он купил микроскоп, чтобы разглядывать свои кристаллы. К концу 1910-х тот же карборунд стоил около десяти центов за фунт.

Круги, которых «не бывает»

21 сентября 1891 года Ачесон зарегистрировал компанию The Carborundum Company с капиталом сто пятьдесят тысяч долларов. Гранильщикам порошка требовалось мало, и он разослал образцы фабрикантам наждачных кругов. Все до одного ответили, что сделать из этого материала годные круги невозможно. Пришлось научиться самому.

Первый крупный заказ пришёл неожиданно. Вестингауз выиграл подряд на освещение Всемирной выставки в Чикаго 1893 года, но эдисоновская компания добилась судебного запрета на его цельную лампу. Тогда Вестингауз сделал лампу из двух стеклянных частей, притёртых друг к другу, как пробка к графину. Лучше всего шлифовать этот стык оказалось маленькими карборундовыми кругами. Ачесон, по его словам, своими руками сделал их около шестидесяти тысяч и получил больше семи тысяч долларов. На эти деньги компания купила первую собственную динамо.

Зубным врачам он придумал рекламу. В январе 1893 года двенадцать тысяч дантистов получили по литографированной открытке. В углу была пробита дырочка в полдюйма, а в ней сидел крошечный карборундовый кружок. На открытке значилось: «Поздравления с праздниками и карборундовый круг. Испытайте меня мокрым или сухим». На обороте был прайс-лист. Заказы с первой же почтой окупили открытки, круги и марки. 28 февраля 1893 года он получил на карборунд американский патент.

Ниагара

В 1894 году Ачесон съездил в Европу и выгодно продал патенты на несколько стран. В Лондоне он отыскал Холлоуэя, теперь больного и без места, и смог отплатить ему за старую доброту.

Вернувшись, он предложил совету директоров перенести производство на Ниагару, где только что заработала большая гидроэлектростанция, и строить завод на тысячу лошадиных сил. В Мононгахиле компания потребляла сто тридцать четыре силы и продавала лишь половину того, что делала. Осторожные директора подали в отставку и вышли из комнаты. Контрольный пакет был у Ачесона, и он собрал новый совет.

Осенью 1895 года завод на Ниагаре заработал. Он стал вторым потребителем энергии Ниагарской электростанции, первым был завод, который потом вырос в Alcoa. Самую большую электропечь в мире, как писали в 1919 году, поставили именно там.

«А» и «Б»

Денег на машины не хватало. 6 июля 1895 года Ачесон продал облигации компании двум питтсбургским банкирам. В мемуарах он не называет их по имени, только «А» и «Б». Каждую новую ссуду банкиры брали с бонусом в акциях. К концу 1890-х у них оказалось больше половины компании.

Они сменили секретаря и казначея и поставили своего человека управлять делами. В конце 1898 года Ачесон надолго слёг. 1 июля 1901 года «А» и «Б» отстранили его от руководства компанией. В мемуарах он с горечью замечает, что оставил компанию готовой к большому процветанию, но прибыли она при нём ещё не принесла. К 1910 году она потребляла десять тысяч лошадиных сил электричества и выпускала десять миллионов фунтов карборунда в год.

Графит из перегретой печи

Новое дело к тому времени выросло из той же печи. Если карборунд перегреть сильнее, чем нужно, кремний улетучивается, а углерод остаётся в виде графита. Угольные электроды в печи на горячих концах тоже превращались в графит. Так появился способ делать из дешёвого кокса и антрацита графит чище природного. Патент он получил в 1896 году, в 1897-м выпустил первые сто шестьдесят с лишним тысяч фунтов, а 26 января 1899 года зарегистрировал Acheson Graphite Company. Банкиры потребовали себе сорок процентов новой фирмы по старому договору, сошлись на четверти.

Графит Ачесона шёл на электроды, щётки для моторов, сухие батареи, краску. В 1900 году он купил двадцать один акр на канадском берегу Ниагары, на Ланди-лейн, и перевёз туда семью. Детей к тому времени было девять, пять сыновей и четыре дочери.

Солома египтян

Потом он задумался, почему одна глина пластичная, а другая нет, и заметил, что слабую глину укрепляет таннин и другие растительные отвары. Он перерыл всю литературу, какую нашёл, и ближе всего к делу оказался библейский рассказ о том, как израильтяне в египетском плену делали кирпичи с соломой. Принято считать, что солома просто скрепляла глину. Ачесон решил, что для скрепления она слишком слаба, сварил солому и замесил глину на жёлто-буром отваре. Глина стала заметно прочнее. Он назвал такую глину «египтизированной».

Осенью 1906 года он обработал так же графит. Порошок стал таким мелким, что проходил сквозь фильтровальную бумагу и не оседал в воде. Вышла смазка, которая к тому же защищала металл от ржавчины. Её он назвал «Аквадаг», а такую же смазку на масле, сделанную следующей весной, «Ойлдаг». «Даг» складывалось из первых букв английских слов «дефлокулированный ачесоновский графит». Банкиры и тут пошли в суд, называя затею «новой и непроверенной». Ачесон просто основал под неё в 1908 году отдельную компанию.

Первопроходец

21 января 1910 года ему вручили медаль Перкина, которую американские химические общества ежегодно присуждают за работу в прикладной химии. Выступал и Лео Бакеланд, изобретатель бакелита. «В строительстве великой дороги промышленного прогресса очень немногие из нас первопроходцы, — сказал он. — Доктор Ачесон был не только первопроходцем, но и строителем, кондуктором, стрелочником, всем сразу». Книжка, которую Ачесон выпустил в том же году, так и называлась: «Первопроходец». За жизнь он получил около семидесяти патентов.

Эдвард Гудрич Ачесон умер в Нью-Йорке 6 июля 1931 года. Ему было семьдесят пять лет.

Что осталось

Его фирмы пережили его: Carborundum Company со временем вошла во французский концерн Saint-Gobain, графитовое дело в 1928 году слилось с National Carbon, а компания со смазками «даг» теперь принадлежит немецкой Henkel. Дом на Мейн-стрит в Мононгахиле, где, по местному преданию, карборунд родился в летней кухне, переделанной под лабораторию, с 1976 года числится национальным историческим памятником США. В 1997 году Ачесона включили в Национальный зал славы изобретателей.

А сам карборунд разошёлся по миру гораздо дальше точильных кругов. Его зерно наклеивают на шкурку и на шершавую ленту скейтбордов, из него делают керамические тормозные диски дорогих машин. В 1907 году англичанин Генри Раунд заметил, что кристалл карборунда светится под током, это был первый светодиод. В 1923 году то же свечение заново открыл советский исследователь Олег Лосев. Сегодня на карбиде кремния работают силовые транзисторы в электромобилях.

Есть и последний поворот. В 1893 году французский химик Анри Муассан нашёл в обломках метеорита из Аризоны крошечные кристаллы и поначалу принял их за алмазы. Это был природный карбид кремния, тот самый карборунд, только упавший с неба. Минерал потом назвали в честь Муассана муассанитом. С 1998 года выращенный в лаборатории муассанит продают в ювелирных магазинах как замену бриллианту.

Так что легенда, будто Ачесон хотел сделать алмаз, по-своему сбылась. Вещество, которым он когда-то испортил камень в собственном перстне, сегодня само сверкает в кольцах.