Predavanje na temu "Čovjek otkriva svijet metala". Ko je naučio čoveka da topi metal? Kako su stari ljudi obrađivali metale?

Brza pretraga teksta

Metalne kategorije

Plemeniti ili plemeniti metali uključuju niz tvari koje imaju povećanu otpornost na habanje i nisu podložne koroziji i oksidaciji. Osim toga, njihova dragocjenost je određena njihovom rijetkošću. Postoji ukupno 8 vrsta i to su:

• . Plastika, ne korodira, ρ (gustina) = 19320 kg/m3, temperatura topljenja – 1064 Cᵒ.
• . Ima duktilnost i savitljivost, ima visoku refleksivnost, električnu provodljivost, ρ = 10500 kg/m3, tačka topljenja – 961,9 Cᵒ.
• . Viskozni, vatrostalni, savitljivi element, ρ = 21450 kg/m3, temperatura topljenja – 1772 Cᵒ.
• . Mekan je i savitljiv, ima srebrno-bijelu boju, najlakši, topljivi, plastični element, ne korodira, ρ = 12020 kg/m3, t topljenja – 1552 Cᵒ
• . Tvrdoća i vatrostalnost su iznad prosjeka, odlikuje ih krhkost, bez utjecaja alkalija, kiselina i njihovih mješavina, ρ = 22420 kg/m3, temperatura topljenja – 2450 Cᵒ
• . Spolja sličan platini, međutim, ima veću tvrdoću, krtost i vatrostalnost, ρ = 12370 kg/m3, tačka topljenja – 2950 Cᵒ.
• Rodijum. Tvrdoća je natprosečna, vatrostalna, krhka, ima visoku reflektivnost, nije pod uticajem kiselina, ρ = 12420 kg/cm3, temperatura topljenja – 1960 Cᵒ
• Osmijum. Težak, povećane vatrostalnosti, natprosečne tvrdoće, lomljiv, nije osetljiv na kiseline, ρ = 22480 kg/m3, tačka topljenja – 3047 Cᵒ.

Elementi slični po svojoj hemijskoj strukturi i boji (srebrno-bijeli). Postoji 17 vrsta ovih metala. Otkrio ih je 1794. godine u Finskoj hemičar Johan Gadolin. Do 1907. godine već je bilo 14 ovih elemenata. Savremeni naziv “rijetka zemlja” je dodijeljen ovoj grupi do kraja 18. stoljeća. Naučnici su dugo vremena pretpostavljali da su elementi koji pripadaju ovoj grupi rijetki. Poznati su sledeći retki zemni metali:

• Thulium;

Što se tiče hemijskih svojstava, metali formiraju vatrostalne i u vodi netopive okside.

Prvo istraživanje metala

4. milenijum pre nove ere doneo je sudbonosne promene čovečanstvu. Najvažniji proces bio je razvoj metala. U ovom trenutku osoba otkriva metale kao što su bakar, zlato, srebro, olovo i kalaj. Bakar je najbrže savladan.

U početku je metal izvađen iz rude pečenjem na otvorenoj vatri. Ova tehnika je savladana oko 6.-5. milenijuma pre nove ere u Indiji, Egiptu i zapadnoj Aziji. Bakar se najviše koristio za izradu oruđa i oružja. Zamijenivši kameno oruđe, bakar je uvelike olakšao ljudski rad. Izrađivali su predmete rada koristeći glinene kalupe i rastopljeni bakar, sipali u kalupe i čekali dok se ne ohladi.

Osim toga, razvoj bakra dao je novi zaokret u razvoju društvenog sistema. To je označilo početak raslojavanja društva po bogatstvu. Bakar je postao znak bogatstva i prosperiteta.

Do 5. milenijuma ljudi su se upoznali sa plemenitim metalima, odnosno srebrom i zlatom. Naučnici sugerišu da je prva bila legura bakra i srebra, zvala se bilon.

Proizvodi napravljeni od ovih metala su nalazi iz drevnih ukopa. U antičko doba, ovi elementi su kopali u Egiptu, Španiji, Nubiji i na Kavkazu. Rudarstvo se takođe odvijalo u Rusiji u 2.-3. milenijumu pre nove ere. Ako su metali iskopani iz placera, oprani su pijeskom na podrezanoj životinjskoj koži. Da bi se metal izvukao iz rude, zagrijavao se, pucao, zatim je drobljen, mljeven i ispran.

U srednjem vijeku, najveći dio rudarenja bio je srebro. Većina proizvodnje odvijala se u Južnoj Americi (Peru, Čile, Nova Granada), Boliviji i Brazilu.
Početkom 16. veka stanovnici Španije su otkrili platinu, koja je veoma podsećala na srebro, pa samim tim i njegovu umanjenu verziju španske reči „plata“ – „platina“, što znači malo srebro ili srebro. Sa naučne tačke gledišta, platinu je 1741. razmatrao William Watson.

1803 – otkriće paladija i rodijuma. 1804. - iridijum i osmijum. Četiri godine kasnije otkriven je Vestium, kasnije preimenovan u rutenijum.

Što se tiče retkih zemnih metala, sve do 60-ih godina dvadesetog veka oni nisu bili od interesa u naučnoj zajednici. Međutim, u to vrijeme se pojavila tehnologija za izolaciju čistih metala. Istovremeno su otkrivena moćna magnetna svojstva ovih metala. Vremenom je postalo moguće uzgajati monokristale ovih metala. Danas rijetki zemni metali omogućavaju proizvodnju mnogih predmeta za kućanstvo bez kojih ljudi ne mogu zamisliti njihovo postojanje, na primjer, štedljive lampe. Kao i vojnu i automobilsku opremu.

Savremeno rudarenje plemenitih metala

U moderno doba zlato se smatra najvrednijim metalom. Najveća količina resursa je posvećena njegovoj proizvodnji. Prvi „rudnici zlata“ razvijeni su u Africi, Aziji i Americi.

Danas se zlato kopa u Južnoj Americi, Australiji i Kini. Rusija je jedna od najvećih zemalja iskopavanja zlata i zauzima četvrto mjesto u svijetu. Rudarstvo obavlja 16 kompanija u Magadanu, Amurskoj oblasti, Habarovskoj oblasti, Krasnojarskoj oblasti, Irkutskoj oblasti i Čukotki.

Metode ekstrakcije

Sve dok nije izumljena moderna tehnologija za vađenje plemenitih metala, kopali su se ručno. A reći da je ovo izuzetno radno intenzivan proces znači ne reći ništa.

Dakle, savremeni procesi iskopavanja zlata:

• Screening. Ova vrsta iskopavanja zlata bila je popularna tokom zlatne groznice u Americi. Ova metoda zahtijevala je mnogo truda, strpljenja i vještine. Glavni alati bili su sita, kante sa rešetkama na dnu ili vreće. Da bi našao makar i kap zlata, čovjek je ušao u rijeku do pojasa, zagrabio vodu i izlio je na sito i u kantu sa rešetkastim dnom. Tako je na njegovoj površini ostalo veliko kamenje i čestice zlata. U tom slučaju se sito ili rešetkasto dno moralo stalno držati na površini kako bi se ispralo nepotrebno kamenje, pijesak i voda i ostavile samo čestice plemenitog metala. Danas se ova metoda rijetko koristi.
• Vađenje iz zlatne rude. Ovo je takođe ručna metoda ekstrakcije. Ovdje su alati bili lopata, čekić za drobljenje rude i trzalica. Ova metoda uključuje penjanje na planine, kopanje zemlje, rovova i rudnika. Takvo rudarenje se odvijalo uglavnom u Rusiji.
• Industrijska metoda. Zahvaljujući razvoju nauke i otkriću određenih hemijskih jedinjenja, brzina ekstrakcije je značajno porasla, a počela je da se koristi i upotreba male i velike opreme. Ovaj proces je automatski i praktično ne zahtijeva ljudsku intervenciju.

Industrijska proizvodnja se, pak, dijeli na:

1. Almagalmirovaniye. Značenje ove metode leži u interakciji žive i zlata. Merkur ima svojstvo da privlači i obavija plemeniti metal. Da bi se otkrio metal, ruda se sipa u bačve sa živom na dnu. Zlato je privukla živa, a ostatak, devastirana ruda, je odbačen. Ovaj metod je bio tražen i efikasan sredinom 20. veka. Smatralo se prilično jeftinim i jednostavnim. Međutim, živa je još uvijek toksičan element i stoga je metoda napuštena. Zalijepljene čestice plemenitog metala ne mogu se uvijek u potpunosti odvojiti od žive, što nije praktično i dovodi do gubitka dijela iskopanog metala.
2. Leaching. Ova metoda se proizvodi pomoću natrijum cijanida. Uz pomoć ovog elementa čestice plemenitih metala prelaze u stanje cijanidnih spojeva rastvorljivih u vodi. Nakon toga se hemijskim reagensima vraćaju u čvrsto stanje.
3. Flotacija. Postoje varijante čestica koje sadrže zlato koje su otporne na vodu i ne vlaže se. Plutaju na površini poput mjehurića zraka. Ova vrsta stijene se drobi, a zatim se prelije tečnim ili borovim uljem i miješa. Potrebne čestice zlata plutaju kao mjehurići zraka, pročišćavaju se i dobiva se konačni rezultat. Ako govorimo o industrijskoj skali, tada se borovo ulje zamjenjuje zrakom.

Savremene tehnologije obrade

Postoje dva načina obrade plemenitih metala.

Casting

Ova metoda je relativno jednostavna. Zaista, sve što je potrebno je uliti rastopljeni metal u prethodno pripremljen kalup od bakra, olova, drveta ili voska. Nakon potpunog hlađenja, proizvod se vadi iz kalupa i polira.

Za omekšavanje metala koriste se posebne peći za topljenje. Oni su indukcijski i prigušni.

Indukcijska peć se smatra najpopularnijom i najfunkcionalnijom vrstom topljenja. U njemu dolazi do zagrijavanja zbog utjecaja vrtložnih struja.
Muflna peć vam omogućava zagrijavanje određenih materijala na određenu temperaturu.

Muflne peći se dijele na različite tipove ovisno o vrsti grijaćeg elementa (električni, plinski), zaštitnom načinu obrade (vazduh, s atmosferom plina, vakuum), vrsti konstrukcije (vertikalno opterećenje, zvono, horizontalno utovar, cevasti).

Kovani novac

Ova metoda se smatra složenijom. Ovdje se metal ne topi, već zagrijava do stanja potrebnog za daljnji rad. Zatim se pomoću čekića omekšana sirovina pretvara u tanak sloj na olovnoj podlozi. Zatim se budućem proizvodu daje potreban oblik.

Primjene i vrste proizvoda

Prva stvar koja pada na pamet kada je u pitanju upotreba plemenitih metala je industrija nakita. Danas vidimo obilje različitog nakita i proizvoda za svačiji ukus. To uključuje i ukrase i predmete za domaćinstvo, na primjer, stolno posuđe i posuđe. Svaki komad nakita ima žig koji odgovara autentičnosti i određenom standardu. Međutim, ovo je samo mali dio obima upotrebe plemenitih metala.

Njihova upotreba je tražena u automobilskoj industriji.

Platina, iridijum, paladijum i zlato su neophodni u medicinskom polju. Medicinske igle su odličan primjer za to. Takođe, na bazi bijelog metala izrađuju se protetika, razni instrumenti, dijelovi i preparati.

Osim toga, od vrijednih metala izrađuju se uređaji visoke čvrstoće i stabilni u električnom polju. Na primjer, antikorozivni uređaji i uređaji koji se odupiru stvaranju električnog luka. Katalitička svojstva platine koriste se u proizvodnji sumporne i dušične kiseline. Formalin se proizvodi pomoću hemijskih svojstava argentuma. Teško je zamisliti industriju prerade nafte bez zlata.

Jači metali se koriste za topljenje delova koji se koriste u agresivnijim uslovima. Na primjer, kada je u pitanju rad sa visokim temperaturama, agresivnim hemijskim reakcijama, strujom i tako dalje.

Raspršivanje ovih metala se takođe koristi za premazivanje drugih. Ovo pomaže u uklanjanju korozije i daje zaštitna svojstva svojstvena plemenitim metalima.

Pricing

Cijena plemenitih metala određena je mnogim procesima, uključujući tehničke, fundamentalne i špekulativne. Međutim, najvažniji faktor su ponuda i potražnja. Upravo se ovaj faktor uzima u obzir prilikom određivanja cijena nakita. Potražnju stvaraju kupci. Koriste metale u raznim industrijama - medicinskoj, inženjerskoj, radiotehnici, nakitu. Takođe, prisustvo proizvoda od plemenitih metala često određuje pripadnost osobe određenom statusu. Najpopularniji među ostalima je zlato. To je također zbog činjenice da svaka država ima svoju zlatnu rezervu, a njena skala djelimično određuje težinu države na svjetskoj sceni.

Prema podacima Centralne banke Ruske Federacije, cijena jednog grama zlata je 2686,17 rubalja, srebra – 31,78 rubalja/gram, platine – 1775,04 rubalja/gram, paladijuma – 2179,99 rubalja/gram.

(Slajd 1) Osoba koristi različite materijale kako bi zadovoljila svoje vitalne potrebe. Cijela historija čovječanstva povezana je s razvojem materijala. Materijali su dali imena čitavim epohama: kameno doba, bronzano doba, gvozdeno doba.

Kameno doba, najstariji period u razvoju čovječanstva. Kameno doba se dijeli na antičko (paleolit), srednje (mezolit) i novo (neolit).

Paleolit ​​– staro kameno doba, prvi period kamenog doba, vrijeme postojanja fosilnih ljudi (paleoantropa i dr.). Paleolit ​​je trajao od nastanka čovjeka (prije više od 2 miliona godina) do otprilike 10. milenijuma prije Krista.

(Slajd 2) Prije stotinama hiljada godina, u starijem kamenom dobu (paleolit), ljudi su koristili oruđe od kamena. Takvi alati su se izrađivali cijepanjem kamenja odgovarajućih oblika. U početku su to bili grubi, nepolirani klinovi.

(Slajd 3) Čovjek je u ranoj fazi svog razvoja koristio i druge prirodne materijale: drvo, kost. Ljudi su lovili i skupljali koristeći tučeno kameno, drveno i koštano oruđe. Prije oko 500.000 godina, ljudi su počeli ložiti vatru koristeći kamen.

(Slajd 4) Mezolit - srednje kameno doba, prelaz iz paleolita u neolit ​​(X - V milenijum pre nove ere). U mezolitu se pojavljuju lukovi i strijele i mikrolitski alati, a pas je pripitomljen. Počeli su koristiti vatru za spaljivanje gline za pravljenje kućnog pribora.

(Slajd 5) Prve neolitske kulture pojavile su se oko 7000 godina prije Krista. e. U neolitu, novom kamenom dobu, čovjek je naučio da obrađuje kamen: buši, brušenje, piljenje, poliranje, itd. Pojavio se veliki broj kamenih alata, poboljšana je obrada drveta i kostiju, pojavila se keramika.

(Slajd 6) Bakarno doba (halkolit) je prelazni period iz kamenog u bronzano doba (IV–III milenijum pre nove ere). Prevladavaju kameni alati, ali se pojavljuju i bakreni alati. Glavna zanimanja stanovništva su uzgoj motike, stočarstvo i lov.

U ovoj fazi ljudskog razvoja počeli su se koristiti metali, koji su među najčešćim materijalima. Metali kao grupa materijala, poznata od antičkih vremena, odigrali su ogromnu ulogu u razvoju materijalne kulture ljudskog društva. Sa razvojem ljudskog društva proširila se i upotreba metala. Metali su postepeno postajali sve važniji i potrebniji ljudima.

(Slajd 7) Bronzano doba, istorijski period koji je zamenio halkolit i karakteriše ga širenje bronzane metalurgije, bronzanog oruđa i oružja krajem 4. – početkom 1. milenijuma pre nove ere. e. U bronzanom dobu javlja se nomadsko stočarstvo i navodnjavanje, pisanje i ropstvo (Bliski istok, Kina, Južna Amerika itd.).

(Slajd 8) Gvozdeno doba, period u razvoju čovečanstva koje je počelo širenjem metalurgije gvožđa i izradom gvozdenog oruđa i oružja. Zamijenjeno bronzanim dobom početkom 1. milenijuma prije Krista. e. Upotreba željeza dala je snažan poticaj razvoju proizvodnje i ubrzala društveni razvoj.

Moderna tehnologija se ne može zamisliti bez metalnih materijala.

Sada je nemoguće tačno odrediti kada su ljudi počeli kopati i prerađivati ​​metale. Možemo samo nagađati koji je metal prvi našao praktičnu primjenu. Očigledno, prvi su korišteni metali koji se nalaze u prirodi u čistom, prirodnom obliku.

(Slajd 9) Sudeći po rezultatima iskopavanja i arheoloških istraživanja, zlato je poznato čovječanstvu od davnina. Možda je zlato bilo prvi metal s kojim se čovjek upoznao. Oduvijek je privlačio ljude svojim sjajem. U prirodi se zlato uglavnom nalazi u obliku grumenova, u poređenju sa drugim metalima, lako se obrađuje.

(Slajd 10) Od davnina se zlato koristilo za izradu raznih predmeta. Istina, od zlata je bilo nemoguće napraviti oruđe ili oružje, ali upoznavanje sa zlatom i rukovanje njime donosilo je ljudima iskustvo koje će im koristiti u budućnosti pri obradi drugih metala.

Sumerani, koji su živjeli na prijelazu iz 3. u 4. milenijum prije nove ere. duž rijeka Tigris i Eufrat izrađivali su zlatne proizvode koji su i danas ostali sjajni i čisti kao u ona daleka vremena.

Postoje dokazi o iskopavanju zlata i proizvodnji proizvoda od njega u Starom Egiptu (4100-3900 pne), Indiji i Indokini (2000-1500 pne), gdje se koristilo za pravljenje novca, skupog nakita i umjetničkih djela i umjetnost.

Prema nekim podacima, u Kini već oko 2250. godine p.n.e. e. postojao je zlatnik. U zapadnoj Aziji i Africi zlatnik se pojavio mnogo kasnije. Feničani su, posebno u kasnijim vremenima, koristili zlato kao instrument razmjene i bili su revni u njegovoj proizvodnji.

Egipat je naučio da obrađuje zlato u kasnom neolitu. Godine 2900. pne. osnivač drevne egipatske države, Menes, naredio je da se jedinica vrijednosti izražena zlatnom polugom od 14 g nazove po njemu Zlato je došlo faraonima iz Nubije, gdje su posjedovali rudnike zlata.

(Slajd 11) Iz arheoloških iskopavanja znamo za blago iz grobnice faraona Tutankamona, koji je umro mlad oko 1350. godine prije Krista. Sam njegov složeni zlatni sarkofag težio je 110,4 kg. I danas se dive umijeću zlatara koji su savršeno vladali tehnikom obrade metala.

(Slajd 12) Na osnovu slika pronađenih u grobnici faraona Mereruba (VI dinastija Starog kraljevstva), može se suditi o tehnologiji obrade metala postignutoj u Egiptu prije četiri hiljade godina. Na prvoj slici službenik vaga metal (zlato), a pisar zapisuje količinu. Na drugoj slici, šest ljudi napuhuje kovačnicu za topljenje cijevima sličnim staklenim duvačima. Zatim majstor sipa rastopljeni metal iz lončića u kalup koji stoji na tlu, dok pomoćnik zadržava šljaku. Ingot se tuče kamenjem (čekićima) i dovodi do gotovog proizvoda. Na vrhu slike vidljive su proizvedene posude.

Iskopavanja drevnih grobnih humaka u Danskoj pokazala su da su oružje i predmeti za domaćinstvo pravljeni uglavnom od zlata, a samo određeni dijelovi od željeza. Očigledno, proizvođači su mogli prilično slobodno raspolagati bakrom i zlatom, ali su morali štedjeti na željezu. Promatranja domorodaca američkog i afričkog kontinenta također su pokazala da je upotreba zlata i srebra prethodila upotrebi drugih korisnih metala. Kada su otkriveni drugi metali i načini njihove obrade, zlato je zbog svoje rijetkosti i ljepote postalo posebno vrijedan ukrasni predmet i steklo je pravo na naziv „plemeniti metal“ nad svim ostalim metalima. Zlato je zadržalo ovaj značaj do danas.

(Slajd 13) Danas je opšteprihvaćeno da je bronzanom dobu prethodio period kada su oružje i oruđe pravljeni od bakra. Prema nekim arheološkim podacima, bakar je bio dobro poznat Egipćanima još 4000. godine prije Krista. e. Poznanstvo čovječanstva s bakrom datira iz ranijeg doba nego sa željezom. To se objašnjava, s jedne strane, činjenicom da se bakar u prirodi pojavljuje u obliku grumenova, as druge strane, relativnom lakoćom dobivanja iz spojeva. Moguće je da su prvi mali bakreni predmeti, poput vrhova strijela i koplja, iskovani od pronađenih grumenova. Stara Grčka i Rim primali su bakar sa ostrva Kipar (Cyprum), otuda i naziv Cuprum.

(Slajd 14) Tada su ljudi otkrili da tokom hladnog kovanja bakar ne samo da poprima željeni oblik, već postaje tvrđi i jači, a ako se očvrsli metal zagrije na vatri, ponovo će postati mekan. Ali prije nego što su ljudi naučili topiti bakar i lijevati ga u kalupe, prošlo je mnogo vremena. Vađenje bakra počelo je u raznim oblastima starog Egipta za vreme faraona Snefrua, oko sredine 3. milenijuma pre nove ere.

Pored svih svojih prednosti, bakar je imao vrlo značajan nedostatak: bakarni alati i alati, kao što su noževi, brzo su postali tupi. Bez visoke čvrstoće i otpornosti na habanje, čak ni u hladno kaljenom stanju, bakreni alat i oruđa nisu mogli u potpunosti zamijeniti kameno oruđe. Zamenu kamenih oruđa i oruđa omogućila je legura bakra - bronza.

(Slajd 15) Bronza se odnosi na legure bakra sa kalajem u različitim omjerima, kao i legure bakra sa kalajem i cinkom i nekim drugim metalima ili metaloidima (olovo, mangan, fosfor, silicijum i dr.). Bronza ima bolja svojstva livenja u odnosu na bakar, ima veću čvrstoću i tvrdoću i jače očvršćavanje kao rezultat hladne deformacije.

Kalitar bronza je najstarija legura koju je čovjek istopio. Prvi proizvodi od bronze proizvedeni su oko 3000. godine prije Krista. e. mješavina bakrene i kositrene rude za redukciju topljenja sa drvenim ugljem. Mnogo kasnije, kalaj i drugi metali su dodani bakru za proizvodnju bronce. Bronza se u antičko doba koristila za proizvodnju oružja i alata (vrhovi strela, bodeža, sjekira), nakita, kovanog novca i ogledala.

Moguće je da je bronza prvobitno dobijena slučajno iz rude koja je sadržavala i bakar i kalaj. Zatim je bronza pripremana po određenoj recepturi, o čemu svjedoče rezultati analiza antičkih bronzanih predmeta.

Može se pretpostaviti da je metalurgija i obrada metala bronzanog doba nastala u prvim velikim kulturnim centrima antike - u dolinama Tigra i Eufrata, kao i Nila. Vjeruje se da su se bronzani proizvodi počeli proizvoditi u Egiptu početkom 2. milenijuma prije Krista. Na Bliskom istoku, bronzano doba je počelo nešto ranije.

U grobnici visokog egipatskog zvaničnika iz 18. dinastije (Novo kraljevstvo, oko 1450. godine prije Krista) pronađena je slika tehnološkog procesa za dobijanje odljevaka u to vrijeme.

U Evropi početak bronzanog doba pada na 2. milenijum pre nove ere.

Do nas su došli mnogi izvanredni bronzani predmeti iz raznih naroda. Oružje, alati, nakit, posuđe i drugi predmeti svjedoče o nevjerovatnoj umjetnosti drevnih zanatlija, koji su dobro poznavali specifična svojstva bakra i njegove legure - bronce.

(Slajd 16) Bez preterivanja možemo reći da je istorija umetničke bronze istovremeno i istorija civilizacije. Bronzu nalazimo u grubom i primitivnom stanju u najudaljenijim praistorijskim epohama čovječanstva. Među Egipćanima, Asircima, Feničanima i Etruščanima, umjetnička bronca postigla je značajan razvoj i široku upotrebu. U 7. veku pne. e. naučili da lijevaju kipove u bronzi - otkriće zahvaljujući kojem dugujemo postojanje neponovljivih umjetničkih djela, počevši od Atene Fidije pa do etrurskog govornika Firentinskog muzeja i Marka Aurelija Kapitolina.

(Slajd 17) Umjetnička bronza se široko koristi u arhitekturi, kao glavna komponenta hrama ili palate, ili jednostavno kao vanjski ukras. Palata koju je Homer opisao u Odiseji bila je okružena bronzanim zidom. Imitirajući palate u Asiriji, ukrašene bronzanim pločama, Agripa je naredio da se rimski Panteon ukrasi bronzanim ornamentima. Od davnina, bronza se koristila za ukrašavanje oružja, amajlija, vaza i za izradu raznih kućnih posuđa i namještaja. Za vrijeme faraona, stanovnici Tira i Sidona vodili su opsežnu trgovinu bronzanim proizvodima duž obala Sredozemnog mora. Zahvaljujući iskopavanjima u Pompejima, znamo da su brončani proizvodi bili u velikoj upotrebi u Rimu i rimskim provincijama.

(Slajd 18) Ako je vjerovati grčkim piscima, umjetnost livenja raznih predmeta od bronze (uglavnom statua) prvi put se pojavila na ostrvu Samos, za vrijeme Kira ili Kreza, odnosno u 7. – 6. vijeku prije nove ere. e. U Bibliji se spominju bronzane skulpture koje je napravio Hiram Tirski tokom izgradnje jerusalimskog hrama za vrijeme vladavine kralja Solomona.

(Slajd 19) U Asiriji, Palestini, staroj Perziji, Egiptu, Indiji, Kini i Japanu bronzani predmeti nalaze se u ogromnim količinama i predstavljaju značajan umjetnički interes. Brončane narukvice i naušnice u obliku cilindara, suženih na krajevima, pronađene su u grobovima Kaldeje i Asirije. U Luvru se nalazi bronzana narukvica iz tog doba, koja se završava lavljom glavom. Poznato je da su Jerusalimski hram sagradili feničanski radnici i da je bio ukrašen bronzanim ornamentima. Opis ovog hrama i njegovih ukrasa nalazi se u Bibliji.

Velika potražnja za vrijednom bronzom podstakla je razvoj ostalih sektora privrede. Rudarstvo se poboljšalo i trgovina se proširila. U Italiji su otkriveni rudnici iz bronzanog doba do 130 m dubine. Oni su još uvijek sačuvali rudnički oslonac sa drvenim stupovima i oblogama.

(Slajd 20) Još jedan od prvih metala kojima je čovjek ovladao je kalaj. Egipćani su ga poznavali 3000 - 4000 godina prije nove ere. e. i o tome se govori u Bibliji. Prema Aristotelu, u antičko doba novčići su se kovali od kalaja; Tokom rimske vladavine u Engleskoj, posude su se pravile od kalaja. Pod Henrikom VIII, cena kalaja bila je jednaka ceni srebra. Kalarenje je već spomenuo Plinije.

Poznato je da se kositar počeo kopati ranije od željeza. Rudnici kalaja radili su u Mezopotamiji (današnji Irak) i Evropi još prije 4.000 godina.

Kalaj je mekani bijeli metal koji se može legirati sa bakrom kako bi se dobila bronza. Kalaj, neophodan za topljenje bronze, ne nalazi se svuda. Feničani, najbolji pomorci i trgovci antike, stigli su do jugozapadnog dijela Britanskih ostrva i tamo pronašli ležište kositrene rude (kasiterit). Fenički trgovci trgovali su kalajem duž cijele evropske obale Sredozemnog mora, mijenjali su ovaj metal za tkanine i drago kamenje.

(Slajd 21) Kalaj je prilično rijedak, ali vrlo koristan metal. Ne rđa. Metal je očito bio nedostupan i skup, budući da se limeni predmeti rijetko nalaze među rimskim i grčkim antičkim proizvodima, iako se kalaj spominje u ranim knjigama Starog zavjeta (u Četvrtoj Mojsijevoj knjizi – Brojevi).

(Slajd 22) Pored bronce, ljudi su sve više počeli da koriste još jedan metal, još pogodniji za izradu alata i oružja - gvožđe. Njegova istorija takođe počinje u antičko doba. Upotreba željeza dala je snažan poticaj razvoju proizvodnje i ubrzala društveni razvoj. Gvožđe se naziva i metalom moći civilizacija. Pojava željeznog doba povezana je s otkrićem metode za dobivanje željeza iz ruda koje se nalaze u utrobi Zemlje.

Još uvijek nije bilo moguće utvrditi gdje i kako je željezo prvo iskopano u velikim količinama. Najstariji gvozdeni predmet pronađen u Egiptu datira iz 4. milenijuma pre nove ere, to je ogrlica napravljena od kovanih traka meteoritnog gvožđa.

(Slajd 23) Meteorsko gvožđe je hemijski čisto (ne sadrži nečistoće), te stoga ne zahteva radno intenzivne tehnologije za njihovo uklanjanje. Gvožđe u rudama, naprotiv, zahteva nekoliko faza prečišćavanja. Da je upravo „nebesko“ gvožđe prvo prepoznao čovek, svedoče arheologija, etimologija i mitovi rašireni među nekim narodima o bogovima ili demonima koji su bacali gvozdene predmete i oruđe sa neba.

Prvo željezo - dar bogova, čisto, lako za obradu - korišteno je isključivo za izradu "čistih" ritualnih predmeta: amuleta, talismana, svetih slika (perle, narukvice, prstenje, ognjišta). Gvozdeni meteoriti su obožavani, na mjestu njihovog pada stvarani su vjerski objekti, mljeveni su u prah i pili kao lijek za mnoge bolesti, a sa sobom nosili kao amajlije. Prvo oružje od meteorita od gvožđa bilo je ukrašeno zlatom i dragim kamenjem i korišćeno u ukopima.

Na jugu Mesopotamije, gdje se nekada nalazio sumerski grad-država Ur, oko 3100. godine prije Krista pronađen je bodež sa pozlaćenom drškom, također napravljen od gvožđa meteorita. Meteorsko gvožđe obrađivano je na isti način kao i bakar. Prilikom hladnog kovanja dobija željeni oblik i istovremeno postaje čvršći i tvrđi, a žarenje u vatri ponovo čini kovani metal mekšim.

U antičkom svijetu, željezo je bilo okruženo aurom misterije, očigledno zbog svog porijekla. Sumerani su ga zvali "nebeski bakar". U hetitskim klinopisnim pločama, koje ukazuju na geografsku lokaciju svih tada poznatih metala, za gvožđe se kaže da „dolazi s neba“. Egipćani su željezne predmete uvijek prikazivali kao plave boje, boje neba.

(Slajd 24) Prvo, gvožđe se pojavilo u velikim količinama među Kalibrima, legendarnim narodom koji je živeo u Zakavkazju oko 1500. godine pre nove ere. Naučili su ga topiti iz rude koja sadrži željezo. Agricolina knjiga “O metalima” opisuje proizvodnju kriogenog željeza u pećima za sir.

(Slajd 25) U početku je gvožđe bilo veoma skupo. U Babilonu pod kraljem Hamurabijem (1728 - 1686 pne), gvožđe je bilo 8 puta skuplje od zlata i 40 puta skuplje od srebra. Jedan od asirskih kraljeva, koji je živio prije tri hiljade godina, bio je poznat po svom željeznom blagu, koje mu je bilo vrijednije od zlata. Ahil, heroj starogrčkog mita, ubio je svog protivnika da bi preuzeo njegov gvozdeni oklop.

(Slajd 26) Impresivna remek-djela stvorili su metalurzi drevne Indije. U Delhiju se nalazi čuveni stup Kutub, težak 6 tona, visok 7,5 m i prečnik 40 cm. Još više od veličine stupa iznenađuje činjenica da se na njemu do sada nije stvorila rđa.

(Slajd 27) Drevni indijski metalurzi također su bili poznati po svom čeliku. Indijski mačevi su bili visoko cijenjeni u antičko doba. Prilikom iskopavanja drevnih grobova pronađeno je čelično oružje napravljeno sredinom 1. milenijuma prije Krista. Već u to vrijeme indijski su majstori savladali umijeće pripreme „pravog“ čelika iz Damaska.

(Slajd 28) U Kini je liveno gvožđe prvo istopljeno iz rude, koja je potom pretopljena u čelik, ili su odlivci napravljeni od livenog gvožđa. Tamo je livnička tehnologija dostigla visoko savršenstvo ranije nego u drugim zemljama. Bronza i liveno gvožđe u staroj Kini bili su omiljeni materijali za livenje monumentalnih figura. U bašti drevnog budističkog manastira nalazi se lav od livenog gvožđa visok 6 m.

(Slajd 29) Meko i relativno lako dostupno olovo koristilo se u antičko doba u razne svrhe. Cijevi su napravljene od savijenih olovnih limova. Od olova su kovani novčići, medalje i pečati, a izrađivali su se potapljači za ribolovnu opremu i sidra za brodove. Tekst je urezan na tanke olovne ploče i njihovim spajanjem nastajale su olovne knjige.

Pretpostavlja se da prve informacije o olovu dolaze iz Indije. Olovni ingoti u obliku cigli služili su kao predmet trgovine, oni se također spominju u popisima robe koju su egipatski faraoni primali kao danak. Na ostrvima Sredozemnog mora, u Italiji, na obali Grčke i na mnogim mjestima zapadne i srednje Evrope sačuvani su tragovi starih rudnika olova.

(Slajd 30) Antimon je bio poznat mnogo manje od olova - srebrno-bijeli, vrlo sjajni, vrlo krhki metal. U Babilonu su od njega napravljene posude još 3000. godine prije Krista. Međutim, ne metalni antimon, već su se njegovi spojevi koristili mnogo šire, posebno u kozmetici. Očigledno je da je antimon služio i kao legirajući element u topljenju antimonovih bronza, koje imaju izvrsna svojstva livenja.

Mnogo kasnije, u periodu fascinacije alhemijom, antimon je dobio poseban značaj, prvenstveno zato što u rastopljenom obliku dobro rastvara mnoge druge metale – „proždire“ ih. Alhemičari su odabrali vuka kao simbol ovog metala.

Antimon izgleda kao običan metal tradicionalne sivo-bijele boje s blagom plavičastom nijansom. Što je više nečistoća, to je jača plava nijansa. Ovaj metal je umjereno tvrd i vrlo krhak: u porculanskom malteru i tučkom, ovaj metal se lako može smrviti u prah.

(Slajd 31) Rimljani su živu zvali “argentum vivum” – živo srebro. Ovaj nevjerovatni metal je jedini koji ostaje u tečnom stanju na normalnim temperaturama. Živu nije teško dobiti iz njenog prirodnog spoja sa sumporom – dobro poznatog cinobera. Prvi pisani spomen žive pripada Aristotelu i datira iz otprilike 350. godine prije Krista, ali, kako pokazuju arheološki nalazi, bio je poznat mnogo ranije.

(Slajd 32) U davna vremena, živa se naširoko koristila za pozlatu. Zlato se lako otapa u živi i sa njom formira leguru - zlatni amalgam, koji se nanosi na proizvod koji se obrađuje. Zatim se zagrijava, živa isparava, a sloj zlata ostaje na proizvodu.

(Slajd 33) Srebro, poznato čovjeku od davnina, nalazi se u prirodi u obliku prirodnog metala . To je predodredilo značajnu ulogu srebra u kulturnim tradicijama različitih naroda. Od srebra se izrađivao razni nakit, koji je služio za kovanje novca. U Asiriji i Babilonu srebro se smatralo svetim metalom i predstavljalo je simbol Mjeseca. U srednjem vijeku, srebro i njegovi spojevi bili su vrlo popularni među alhemičarima. Od sredine 13. stoljeća srebro je postalo tradicionalni materijal za izradu posuđa. Srebro se još uvijek koristi za kovanje novca.

(Slajd 34) Osim bronce i čelika, bile su poznate legure olova i kalaja i mesinga. Mesing se koristio još u Homerovo vreme (8. vek pre nove ere). Pod carem Avgustom (63. pne – 14. n. e.), u Rimu su se kovali mesingani novčići. Mesing je pogodan za obradu pod pritiskom, tako da se delovi od njega često izrađuju metodom dubokog izvlačenja.

Međutim, još nije bilo poznato da mesing sadrži još jedan metal - cink. Evropa je o cinku saznala tek u 18. veku od metalurga iz Frajberga Johana Fridriha Henkela (1675 – 1744). Kinezi su poznavali ovaj metal i ranije.

(Slajd 35) Tokom raspada Rimskog carstva ljudi su već imali solidna znanja iz oblasti metalurgije. Savladali su vađenje i obradu mnogih metala: zlata, srebra, bakra, gvožđa, kalaja, olova, žive i antimona.

(Slajd 36) Hvala na pažnji.

Spisak korištenih izvora.

1. Beckert M. The world of metal./Ed. V.G. Lutzau. – M.: Mir, 1980

2. Zlatni fond enciklopedija (elektronska verzija):

• Velika sovjetska enciklopedija
• Ilustrovani enciklopedijski rječnik
• Ruski enciklopedijski rečnik
• Enciklopedija Brockhausa i Efrona
• Velika enciklopedija Ćirila i Metodija.

„Sedam metala je stvoreno svjetlošću prema broju sedam planeta“ - ovi jednostavni stihovi sadržavali su jedan od najvažnijih postulata srednjovjekovne alhemije. U antičko doba i u srednjem vijeku bilo je poznato samo sedam metala i isto toliko nebeskih tijela (Sunce, Mjesec i pet planeta, ne računajući Zemlju). Prema svjetlima tadašnje nauke, samo budale i neznalice su u tome mogle ne vidjeti najdublji filozofski obrazac. Harmonična alhemijska teorija je tvrdila da je zlato na nebu predstavljeno Suncem, srebro je tipičan Mjesec, bakar je nesumnjivo povezan sa Venerom, željezo personificira Mars, živa odgovara Merkuru, kalaj Jupiteru, olovo Saturnu. Do 17. stoljeća metali su u literaturi označavani odgovarajućim simbolima.

Slika 1 - Alhemijski znaci metala i planeta

Trenutno je poznato više od 80 metala, od kojih se većina koristi u tehnologiji.

Od 1814. godine, na prijedlog švedskog hemičara Berzeliusa, za označavanje metala koriste se abecedni simboli.

Prvi metal koji je čovjek naučio obraditi bilo je zlato. Najdrevnije stvari napravljene od ovog metala napravljene su u Egiptu prije otprilike 8 hiljada godina. U Evropi, pre 6 hiljada godina, Tračani, koji su živeli na teritoriji od Dunava do Dnjepra, prvi su napravili nakit i oružje od zlata i bronze.

Povjesničari razlikuju tri faze u razvoju čovječanstva: kameno doba, bronzano doba i željezno doba.

U 3 hiljade pne. ljudi su počeli naširoko koristiti metale u svojim ekonomskim aktivnostima. Prelazak sa kamenih oruđa na metalne bio je od ogromnog značaja u istoriji čovečanstva. Možda nijedno drugo otkriće nije dovelo do tako značajnih društvenih promjena.

Prvi metal koji je postao široko rasprostranjen bio je bakar (slika 2).

Slika 2 - Šematska karta teritorijalne i hronološke distribucije metala u Evroaziji i Sjevernoj Africi

Karta jasno pokazuje lokaciju najstarijih nalaza metalnih proizvoda. Gotovo svi poznati artefakti datiraju iz perioda od kraja 9. do 6. milenijuma prije Krista. (tj. prije nego što se kultura tipa Uruk široko proširila u Mezopotamiji), potječu od samo tri tuceta spomenika raštrkanih na ogromnoj teritoriji od milion km 2. Odavde je pronađeno oko 230 malih uzoraka, od kojih 2/3 pripadaju dva pretkeramička neolitska naselja - Chayonu i Ashikli.

Neprestano tražeći kamenje koje im je bilo potrebno, naši su preci, vjerovatno, već u davna vremena obraćali pažnju na crvenkasto-zelene ili zelenkasto-sive komade prirodnog bakra. U liticama obala i stijenama nailazili su na bakrene pirite, bakrene svjetlucave i rudu crvenog bakra (kuprit). U početku su ih ljudi koristili kao obično kamenje i prema tome ih obrađivali. Ubrzo su otkrili da kada se bakar tretira udarcima kamenog čekića, njegova tvrdoća se značajno povećava, te postaje pogodan za izradu alata. Tako su u upotrebu ušle tehnike hladne obrade metala ili primitivnog kovanja.

Tada je došlo do još jednog važnog otkrića - komad prirodnog bakra ili površinske stijene koja je sadržavala metal, pavši u vatru vatre, otkrila je nove karakteristike koje nisu karakteristične za kamen: od jakog zagrijavanja metal se topio i hlađenjem dobijao novi oblik. Ako je kalup napravljen umjetno, tada se dobija proizvod koji je potreban osobi. Drevni majstori su ovo svojstvo bakra koristili prvo za livenje nakita, a zatim i za proizvodnju bakrenih alata. Tako je nastala metalurgija. Topljenje se počelo obavljati u posebnim visokotemperaturnim pećima, koje su predstavljale neznatno izmijenjen dizajn lončarskih peći dobro poznatih ljudima (slika 3.).

Slika 3 - Topljenje metala u starom Egiptu (puhanje se vrši od krzna napravljenog od životinjske kože)

U jugoistočnoj Anadoliji, arheolozi su otkrili vrlo drevno neolitsko naselje iz prije grnčarije, Çayonü Tepesi (Slika 4), koje je zadivilo neočekivanom složenošću svoje kamene arhitekture. Među ruševinama, naučnici su otkrili oko stotinu malih komada bakra, kao i mnogo fragmenata bakarnog minerala malahita, od kojih su neki prerađeni u perle.

Slika 4 - Naselje Çayonü Tepesi u istočnoj Anadoliji: IX-VIII milenijum prije Krista. Ovdje je otkriven najstariji metal na planeti

Uopšteno govoreći, bakar je meki metal, mnogo manje tvrd od kamena. Ali bakreni alat se mogao brzo i lako naoštriti. (Prema zapažanjima S.A. Semenova, prilikom zamjene kamene sjekire bakrenom, brzina rezanja se povećala otprilike tri puta.) Potražnja za metalnim alatima počela je brzo rasti.

Ljudi su započeli pravi "lov" na bakarnu rudu. Ispostavilo se da se ne nalazi svuda. Na onim mjestima gdje su otkrivena bogata nalazišta bakra, nastao je njihov intenzivan razvoj, pojavila se ruda i rudarstvo. Kao što pokazuju otkrića arheologa, već u antičko doba proces vađenja rude se odvijao u velikim razmjerima. Na primjer, u blizini Salzburga, gdje je eksploatacija bakra počela oko 1600. godine prije Krista, rudnici su dostizali dubinu od 100 m, a ukupna dužina nanosa koji se protežu od svakog rudnika bila je nekoliko kilometara.

Drevni rudari morali su rješavati sve probleme sa kojima se suočavaju savremeni rudari: jačanje svodova, ventilaciju, rasvjetu, penjanje na planinu iskopane rude. Otvori su bili ojačani drvenim podupiračima. Iskopana ruda topila se u blizini u niskim pećima od gline debelih zidova. Slični metalurški centri postojali su i na drugim mjestima (Slike 5,6).

Slika 5 - Drevni rudnici

Slika 6 – Alati starih rudara

Krajem 3 hiljade pne. drevni majstori počeli su koristiti svojstva legura, od kojih je prva bila bronza. Otkriće bronze mora da je potaknuto nesrećom neizbežnom tokom masovne proizvodnje bakra. Neke sorte bakrenih ruda sadrže neznatan (do 2%) dodatak kalaja. Dok su topili takvu rudu, zanatlije su primijetile da je bakar dobiven iz nje mnogo tvrđi nego inače. Ruda kalaja mogla je ući u peći za topljenje bakra iz drugog razloga. Bilo kako bilo, promatranja svojstava ruda dovela su do razvoja vrijednosti kalaja, koji se počeo dodavati bakru, formirajući umjetnu leguru - broncu. Kada se zagreva sa kalajem, bakar se bolje topio i lakše se liveo, jer je postajao tečniji. Bronzani instrumenti bili su tvrđi od bakrenih i dobro su se i lako oštrili. Metalurgija bronze je omogućila višestruko povećanje produktivnosti rada u svim sektorima ljudske aktivnosti (slika 7).

Sama proizvodnja alata postala je mnogo jednostavnija: umjesto dugog i mukotrpnog rada tukli i glancali kamen, ljudi su gotove forme ispunjavali tekućim metalom i dobijali rezultate kakve njihovi prethodnici nisu ni sanjali. Tehnike livenja su se postepeno poboljšavale. U početku se livenje vršilo u otvorenim glinenim ili pješčanim kalupima, koji su jednostavno bili udubljenje. Zamijenili su ih otvoreni oblici isklesani od kamena koji su se mogli višekratno koristiti. Međutim, veliki nedostatak otvorenih kalupa bio je u tome što su proizvodili samo ravne proizvode. Nisu bili prikladni za livenje proizvoda složenih oblika. Rješenje je pronađeno kada su izumljeni zatvoreni split kalupi. Prije livenja, dvije polovice kalupa bile su čvrsto povezane jedna s drugom. Zatim je kroz rupu izlivena rastopljena bronza. Kada se metal ohladio i stvrdnuo, kalup je rastavljen i dobijen je gotov proizvod.

Slika 7 - Bronzani alati

Ova metoda je omogućila livenje proizvoda složenih oblika, ali nije bila prikladna za lijevanje figura. Ali ova poteškoća je prevaziđena kada je izmišljena zatvorena forma. Ovom metodom livenja od voska je prvo oblikovan tačan model budućeg proizvoda. Zatim je premazan glinom i pečen u peći.

Vosak se otopio i ispario, a glina je dobila tačan odljev modela. Bronza je izlivena u tako formiranu prazninu. Kada se ohladila, kalup je polomljen. Zahvaljujući svim ovim operacijama, majstori su bili u mogućnosti da izliju čak i šuplje predmete vrlo složenih oblika. Postepeno su se otkrivale nove tehničke tehnike rada s metalima, kao što su izvlačenje, zakivanje, lemljenje i zavarivanje, nadopunjujući već poznato kovanje i livenje (slika 8).

Slika 8 - Zlatni šešir keltskog svećenika

Možda najveći odljevak metala napravili su japanski majstori. To je bilo prije 1200 godina. Težak je 437 tona i predstavlja Budu u pozi mira. Visina skulpture zajedno sa postoljem je 22 m. Dužina jednog kraka je 5 m. Četiri osobe su mogle slobodno plesati na otvorenom dlanu. Dodajmo da je čuvena starogrčka statua - Kolos sa Rodosa - visoka 36 m, teška 12 tona, izlivena je u 3. veku. BC e.

S razvojem metalurgije, proizvodi od bronze su svuda počeli zamjenjivati ​​kamene. Ali nemojte misliti da se ovo dogodilo vrlo brzo. Rude obojenih metala nisu bile svuda dostupne. Štaviše, kositar je bio mnogo rjeđi od bakra. Metali su se morali transportovati na velike udaljenosti. Cijena metalnog alata ostala je visoka. Sve je to spriječilo njihovu široku distribuciju. Bronza nije mogla u potpunosti zamijeniti kameno oruđe. Samo gvožđe može ovo da uradi.

Pored bakra i bronce, u širokoj upotrebi su bili i drugi metali.

Najstarijim predmetima od olova smatraju se perle i privjesci pronađeni u Maloj Aziji tokom iskopavanja u Çatalhöyüku i pečati i figurice otkrivene u Yarym Tepeu (Sjeverna Mesopotamija). Ovi nalazi datiraju iz 6. milenijuma prije Krista. Prvi rariteti od željeza datiraju iz istog vremena i predstavljaju male krite pronađene u Çatalhöyüku. Najstariji srebrni predmeti otkriveni su u Iranu i Anadoliji. U Iranu su pronađeni u gradu Tepe-Sialk: ovo su dugmad koja datiraju iz početka 5. milenijuma prije Krista. U Anadoliji, u Beyjesultanu, pronađen je srebrni prsten s kraja istog milenijuma.

U pretpovijesno doba, zlato se dobijalo iz naslaga ispiranjem. Izašao je u obliku pijeska i grumenova. Zatim su počeli da koriste rafinaciju zlata (uklanjanje nečistoća, odvajanje srebra), u drugoj polovini 2. milenijuma pre nove ere. U 13. i 14. veku naučili su da koriste azotnu kiselinu za razdvajanje zlata i srebra. A u 19. vijeku je razvijen proces amalgamacije (iako je bio poznat u antičko doba, nema dokaza da se koristio za vađenje zlata iz pijeska i ruda).

Srebro se kopalo iz galena, zajedno sa olovom. Potom, vekovima kasnije, počeli su da se tople zajedno (oko 3. milenijuma pre nove ere u Maloj Aziji), a to je postalo široko rasprostranjeno još 1500-2000 godina kasnije.

Oko 640. pne e. počeo kovati novčiće u Maloj Aziji, a oko 575. pr. e. - u Atini. Zapravo, ovo je početak proizvodnje štancanja.

Nekada se kositar topio u jednostavnim vratilnim pećima, nakon čega je pročišćavan posebnim oksidativnim procesima. Sada u metalurgiji, kalaj se dobija preradom ruda prema složenim integrisanim šemama.

Pa, živa se proizvodila pečenjem rude u gomilama, pri čemu se kondenzovala na hladnim predmetima. Tada su se pojavile keramičke posude (retorte), koje su zamijenjene željeznim. A sa rastućom potražnjom za živom, počeli su je proizvoditi u posebnim pećima.

Gvožđe je bilo poznato u Kini još 2357. godine p.n.e. e., au Egiptu - 2800. godine prije Krista. e., iako još 1600. godine prije Krista. e. na gvožđe se gledalo kao na kuriozitet. Gvozdeno doba u Evropi započelo je oko 1000. godine p.n.e. e., kada je umjetnost topljenja željeza prodrla u mediteranske države od Skita iz Crnog mora.

Upotreba željeza počela je mnogo ranije od njegove proizvodnje. Ponekad su pronađeni komadi sivkasto-crnog metala koji su, kada su se kovali u bodež ili vrh koplja, proizvodili oružje jače i duktilnije od bronze i duže držali oštru ivicu. Poteškoća je bila u tome što je ovaj metal pronađen samo slučajno. Sada možemo reći da je to bilo gvožđe meteorita. Budući da su željezni meteoriti legura željeza i nikla, može se pretpostaviti da bi se kvalitetom pojedinačnih jedinstvenih bodeža, na primjer, moglo natjecati sa modernom robom široke potrošnje. Međutim, ista jedinstvenost dovela je do činjenice da takvo oružje nije završilo na bojnom polju, već u riznici sljedećeg vladara.

Gvozdeni alati odlučno su proširili praktične sposobnosti čoveka. Postalo je moguće, na primjer, graditi kuće izrezane od trupaca - uostalom, gvozdena sjekira srušila je drvo ne tri puta brže od bakrenog, već 10 puta brže od kamenog. Gradnja od tesanog kamena također je postala široko rasprostranjena. Naravno, korišten je i u bronzanom dobu, ali je velika potrošnja relativno mekog i skupog metala presudno ograničila takve eksperimente. Mogućnosti za poljoprivrednike su također značajno proširene.

Narodi Anadolije prvi su naučili kako da obrađuju željezo. Stara grčka tradicija smatrala je narod Halib otkrićem gvožđa, za koje se u literaturi koristio stabilan izraz „otac gvožđa“, a sam naziv naroda potiče upravo od grčke reči Χ?λυβας („gvožđe“) ).

„Gvozdena revolucija“ započela je na prelazu u 1. milenijum pre nove ere. e. u Asiriji. Od 8. veka p.n.e. Kovano gvožđe se brzo počelo širiti Evropom u 3. veku pre nove ere. e. zamenio bronzu u Galiji, pojavio se u Nemačkoj u 2. veku nove ere, a u 6. veku nove ere već je bio u širokoj upotrebi u Skandinaviji i među plemenima koja su živela na teritoriji buduće Rusije. U Japanu, gvozdeno doba nije počelo sve do 8. veka nove ere.

U početku su se dobijale samo male količine gvožđa, koje je nekoliko vekova ponekad koštalo četrdeset puta više od srebra. Trgovina gvožđem je obnovila prosperitet Asirije. Otvoren je put za nova osvajanja (slika 9).

Slika 9 – Peć za topljenje gvožđa kod starih Perzijanaca

Metalurzi su tek u 19. veku mogli da vide tečno gvožđe, međutim, čak i u zoru metalurgije gvožđa - početkom 1. milenijuma pre nove ere - indijski zanatlije su uspeli da reše problem proizvodnje elastičnog čelika bez topljenja gvožđa. Ovaj čelik je nazvan damast čelik, ali zbog složenosti proizvodnje i nedostatka potrebnih materijala u većini svijeta, ovaj čelik je dugo ostao indijska tajna.

Tehnološki napredniji način proizvodnje elastičnog čelika, koji nije zahtijevao posebno čistu rudu, grafit ili posebne peći, pronađen je u Kini u 2. stoljeću nove ere. Čelik je kovan više puta, sa svakim kovanjem radni komad se presavijao na pola, što je rezultiralo odličnim oružnim materijalom zvanim Damask, od kojeg su, posebno, napravljene čuvene japanske katane.

Rođenje metalurgije. Razvoj i širenje metalurgije bilo je od velike važnosti za razvoj proizvodnih snaga materijalne kulture čovječanstva. Sudeći po arheološkim nalazima, ljudi su još u kamenom dobu poznavali autohtoni metal (bakar, zlato, meteorit gvožđe, olovo). Grumenčići su se koristili kao ukrasi, amajlije itd. U antičko doba su otkrivene metode hladnog kovanja metala, ali su grumenci bili rijetki, a to nije moglo imati ekonomski značaj. Umjetnost topljenja metala otkrivena je, najvjerovatnije, slučajno. Komadi rude zahvaćeni vatri ili peći tokom proizvodnje keramike mogli bi dovesti do ideje o metalurgiji.

Početak obrade metala nastao je u područjima gdje su se na površini nalazili izdanci rudnih stijena. Ali gdje i kada se to dogodilo nije poznato. Postoji pretpostavka da je rodno mesto metalurgije bilo područje od Zakavkazja do Male Azije, iako postoje nalazišta bakra na Karpatima, Balkanu, Kavkazu, Altaju i Tjen Šanu i Uralu. Što se tiče vremena nastanka metalurške proizvodnje, sa svakim novim arheološkim nalazom ona mora biti starija. Do 8. milenijuma pne. e. (tj. kada su mezolitičke kulture još postojale u većini naseljenih zemalja) uključuju slojeve spomenika Chayenu-Tepezi u Anadoliji (Turska), gdje su pronađene bakrene i bronzane perle, tetraedarsko šilo i žičane igle. U 7. milenijumu pne. e. metal su kopali i prerađivali stanovnici naselja Catal Huyuk (Türkiye). U slojevima naselja Yarym-Tepe I u dolini Sindžar (Irak), koji datiraju iz 6. milenijuma pre nove ere. e., pronađen je bakarni nakit i šljaka od topljenja metala.

Samorodni bakar je vrlo rijedak i stoga, kada je postao rijedak, ljudi su ga počeli kopati vatrom. Područje gdje se nalazila ruda grijano je vatrama, a zatim zalijevano; ruda je ispucana, a zatim iskopana pomoću kopača za kosti, a veliki komadi su odlomljeni kamenim sjekirama. Udari su odvojili rudu od okolne otpadne stijene. Sirovine su transportovane u centre za topljenje bakra. Ovdje se metal topio na najprimitivnije načine: ruda se gomilala, pokrivala drvima za ogrjev i palila. Dakle, hemijski sastav i svojstva gotovog metala zavisili su od sastava rude, nečistoća i njihove količine, kao i od temperature topljenja.

Treba napomenuti da je ruda mogla imati razne nečistoće, zbog čega se topio ne čisti bakar, već neke vrste bronce. Tradicionalno se veruje da je čovek naučio da pravi legure bakra sa primesama (ligaturom), najčešće arsenom, antimonom i olovom. Kasnije (oko 3. milenijuma pre nove ere) čovek je stvorio „klasičnu“ bronzu - sa dodatkom kalaja. Mogu se razlikovati četiri glavne faze u razvoju metalurgije bakra: hladno (a zatim vruće) kovanje, livenje prirodnog bakra, taljenje bakra iz rude (ovo je početak same metalurgije), legure bronze na bazi bakra.

Unatoč prednostima bakra, a posebno bronce, metal ne samo da nije zamijenio kamen, kost i drvo u proizvodnji oruđa, već je ostao prilično rijedak i skup materijal sve do bronzanog doba. Može se dodati da su bakreni proizvodi dugo vremena bili uglavnom sitni - igle, šila, nakit, noževi i bakreno oruđe ponavljali su oblik kamenih. Pred kraj halkolita počeli su se proizvoditi masivni proizvodi od bakra, prvo kovanjem, a kasnije i lijevanjem. Naredni period naziva se bronzano doba i njegov hronološki okvir za svaku teritoriju je određen posebno.

Prilikom lijevanja na proizvod se troši manje metala, a oblici alata postaju elegantniji. Bacaju se sjekire, čekići, igle, šila, dlijeta, bušilice i nakit. Za livenje su potrebne temperature od preko 1000 stepeni. Do 3.–2. milenijuma pne. e. metalurška proizvodnja je donekle poboljšana. Topljenje bronce počelo se provoditi u pećima na ugalj, što je poboljšalo proces oporavka. Unaprijeđeno je livenje, uključujući korištenje voštanog modela, a poboljšane su i tehnike kovanja, jurenja i kaljenja bronce.

Ali prelazak na „klasičnu“ broncu na bazi kositra izazvao je određene poteškoće povezane s ekstrakcijom kalaja, što je prilično rijetko. Njena ležišta se nalaze daleko od drevnih metalurških centara. Za prevazilaženje ovih poteškoća bilo je potrebno proširiti trgovinske odnose, transportna sredstva itd., što je, zauzvrat, dovelo do daljeg razvoja proizvodnih snaga.

Uz bakar i bronzu ljudi su poznavali i koristili i druge metale: olovo, zlato, srebro. Ali obim olova u to vrijeme bio je ograničen. Plemeniti metali, zbog svoje visoke cijene, korišteni su samo za ukrašavanje, drevni su majstori postigli visoku savršenost u njihovoj obradi. Znali su izrađivati ​​lijevane predmete, ukrašavati ih utiskivanjem, a površine proizvoda od jeftinijih materijala prekrivati ​​najtanjim zlatnim listićima. Poznavali su i leguru zlata i srebra - elektr, koja je bila dosta rasprostranjena (takva se legura nalazi i u prirodi).

Bronza je donela novi način života. Nova oruđa i oružje, razvoj novih do tada neprikladnih zemljišta, povećana pokretljivost stanovništva, širenje razmjene, posebno metala, praćeno je usložnjavanjem društvene strukture društva, širenjem nejednakosti, povećanjem broja vojnih sukoba. , i pojava ropstva. Teritorije koje se nalaze u blizini nalazišta bakra su svojim razvojem prednjačile u odnosu na ostala područja. I tek je pojava gvožđa ubrzala napredak, a novi metal je postao iz 1. milenijuma pre nove ere. e. glavni materijal za izradu oruđa i oružja, koji je konačno istisnuo kamen, kost, bakar i bronzu.

Čovjekovo poznanstvo sa željezom dogodilo se mnogo prije toga. Da ne spominjemo meteoritsko gvožđe (možda prirodno gvožđe), koje su znali istopiti u 3., a možda i 4. milenijumu pre nove ere. e. Ali još je rjeđi od bakra, a prve željezne stvari bile su rijetke i skupe, korištene za ukrašavanje zajedno s plemenitim metalima. Poznati su slučajevi umetanja željeza u zlatni nakit i ceremonijalno posuđe. Široka upotreba željeza kao jeftinog masovnog materijala dogodila se na prijelazu iz 2. u 1. milenijum prije nove ere. e.

Najstariji nalazi proizvodnje gvožđa zabeleženi su na teritoriji iranskog Azerbejdžana i datiraju iz 2800. godine. BC e. Iskustvo topljenja bakra omogućilo je čovjeku da ovlada topljenjem željeza, iako je za to potrebna viša temperatura. Da bi izvukli željezo iz rude, drevni metalurzi su pronašli izlaz - reduciranje metala ubrizgavanjem kisika u peć tokom kuhanja željeza („metoda peći za sir“). Da bi to učinili, koristili su male peći u kojima se metal, reklo bi se, kuhao, a ne topio. Tokom procesa topljenja, sve strane nečistoće i otpadne stijene isplivaju (ovo je šljaka), a metal se akumulira na dnu peći u obliku spužvaste mase zasićene tečnom šljakom (kritsa). Ovaj metal je bio mekan, pa je više puta kovan. Ali ipak, gvožđe je ostalo mekše od bronce. Samo razvoj takvih tehnoloških procesa kao što su karburizacija (cementacija), kaljenje i kaljenje omogućio je da željezo ima prednost nad bronzom.

Osim tvrdoće, željezo je imalo još jednu vrlo važnu prednost: željezna ruda se nalazi gotovo svuda, uključujući močvare, šumske zone, planinska područja itd. Zemlje siromašne bakrom brzo su sustigle druge teritorije u svom razvoju. Bronzano doba zamjenjuje gvozdeno doba.

Ukupno:

Razvoj topljenja metala postao je najveće tehničko dostignuće čovjeka u eneolitu i bronzanom dobu, ali prava tehnička revolucija dogodio se tek razvojem metalurgije gvožđa krajem 2. milenijuma pre nove ere. Željezna ruda je češća od rude bakra, što željezo čini uobičajenim metalom. Metalurgija je ubrzala napredak društva, poboljšala obradu zemlje, razvoj zanata u samostalnu proizvodnju, razvoj trgovine i upotrebe metala u vojnim poslovima, podstakla formiranje klasnog društva i nastanak države.