Primul metal pentru scule. Epoca fierului

CAST AX

Un topor este un instrument pe care oamenii au început să-l facă din metal. Acest lucru se datorează istoric, chiar prin dezvoltarea instrumentelor de muncă. În epoca de piatră, o persoană avea deja nevoia de a combina un topor de piatră și un baston de lemn într-un singur instrument de muncă; acum mai bine de 10 mii de ani, în neolitic a apărut un topor în formă de pană de piatră. În acest topor, un topor de piatră în formă de pană a fost introdus într-o gaură dintr-un mâner de lemn.

Apare un material vâscos și mai durabil - bronzul, care este utilizat imediat pentru fabricarea uneltelor. Primele topoare de bronz, realizate prin turnare, au repetat pur și simplu forma celor de piatră - o pană într-un mâner de lemn. Noile cerințe pentru scule și proprietățile neobișnuite ale bronzului în comparație cu piatra au dus la îmbunătățirea rapidă a produselor turnate. Au apărut axe plate cu jante pe cap pentru mânerul în formă de L și alte forme complexe de axe.

Figura: 1. Schema de dezvoltare a structurii toporului

O mare realizare a vechii turnătorii a fost fabricarea la început a unor axe simple, apoi relativ complexe, cu urechi. În fig. 1 prezintă o diagramă simplificată a dezvoltării axelor turnate în epoca bronzului. Este interesant de remarcat faptul că toporul de piatră înțepenit a apărut după ce muncitorii din turnătorie au inventat toporul de bronz înțepenit.

Figura: 2. Axe de luptă-berdysh:

a - Transcaucazian;

b - estic;

c - rusă

Figura: 3. Axe suspendate:

a, b - maghiară;

c - cultura log

Figura: 4. Celții.

Apariția topoarelor din bronz turnat îmbunătățit a jucat un rol excepțional în dezvoltarea multor popoare: a facilitat construirea de locuințe, fabricarea altor unelte și obiecte de uz casnic, a simplificat dezvoltarea pădurilor de către fermieri etc.

Toporul în epoca bronzului și în perioadele ulterioare a fost nu numai un instrument de muncă, ci și unul dintre principalele tipuri de arme (împreună cu sulițe, săgeți și săbii). În Transcaucazia, în partea centrală a teritoriului URSS și în alte locuri, astfel de axe au căpătat forma unui topor special de luptă-berdysh (Fig. 2). Pentru prima dată, stuful a apărut, aparent, în Egipt, apoi în alte țări. În Rusia, topoarele de luptă de bronz au servit drept prototip pentru stufurile forjate. Mai târziu, mai ales după „apariția armelor de foc, astfel de topoare și-au pierdut scopul de luptă; au devenit semnele distinctive ale conducătorilor militari, ale lucrătorilor administrativi etc., transformându-se deseori în opere de artă (erau decorate cu imagini turnate și în relief, cu incrustări bogate).

În aproape toate țările, odată cu dezvoltarea turnării din bronz, evoluția axelor turnate a mers în două direcții: calitățile de impact au fost îmbunătățite prin schimbarea formei și a raporturilor elementelor, tehnica turnării a fost îmbunătățită și elementele inerente turnărilor artistice s-au dezvoltat.

Dintre cele două tipuri principale de axe ale antichității - axe pliante și celți - cea mai mare varietate de forme se găsește în prima (Fig. 3). Producția lor a necesitat o dezvoltare ridicată a ambarcațiunii de turnătorie: configurația complexă a turnării și prezența unei găuri au complicat foarte mult construcția matrițelor de piatră despicate.

Nu a fost mai puțin dificil să aruncați celții (Fig. 4), deși nu aveau o configurație atât de complexă ca topoarele suspendate. Prezența unei găuri adânci, imagini turnate pe suprafețele exterioare și denivelările celților cereau aceeași îndemânare și îndemânare de la turnători ca și la fabricarea pieselor artistice complexe. În plus, trebuie remarcat faptul că turnarea celților în majoritatea țărilor a fost efectuată în primele etape ale ambarcațiunii de turnătorie. Descoperirile din cimitirul Kavkaz de lângă stația Seim, lângă orașul Gorky și în alte locuri mărturisesc nivelul ridicat al tehnologiei de turnare a celților. Celții găsiți au fost de o calitate deosebit de înaltă.

SPATE ȘI RĂDĂCINI

Săbiile aruncate au fost discutate anterior. La fel ca topoarele, acestea sunt una dintre primele piese din istoria turnării. Este puțin probabil să puteți găsi cel puțin un popor care, posedând abilitatea de a arunca, nu ar fi făcut săbii de bronz. Acest lucru era cerut atât de treburi, cât și de nevoile de protecție. Sabiile înainte ca alte obiecte de bronz să devină opere de artă (Fig. 5, și). De la apariția primelor săbii din bronz turnat până la cele moderne, realizate printr-o varietate de tehnici, nuanța artistică a fost un atribut obligatoriu. Iar produsele armurierilor ruși devin în multe cazuri opere de artă de neegalat.

Săbiile antice găsite în săpăturile arheologice sunt adesea echipate nu numai cu mânere complicate cu model turnat, ci și bogat incrustate cu argint, aur și pietre prețioase. În orice caz, fondatorii au dat armei o notă de măiestrie și atractivitate. În fig. 5, b prezintă săbiile de bronz solide realizate în Transcaucaz în mileniul I î.Hr. e. Sunt echipate cu decorațiuni ornamentale, iar unele dintre ele au chiar imagini complexe sub formă de animale, figuri geometrice etc.

Desenul a fost realizat uneori foarte într-un mod simplu - prin lipirea picăturilor de ceară topită pe modelul de ceară. O astfel de ornamentare se găsește pe săbiile culturii Koban (prima jumătate a mileniului I î.Hr.). Pe aceste săbii (Fig. 5, c), păstrate în Muzeul Istoric de Stat (Moscova), atât metoda de desenare, cât și tehnica de turnare în sine sunt bine urmărite. Desenul de pe mânerul sabiei se face prin picurarea mai multor rânduri de puncte de ceară topită, dar foarte vâscoasă. În același timp, mulți dintre tuberculii de ceară sunt lăsați în forma lor naturală, fără a netezi și a modifica configurația lor. Un studiu detaliat al săbiilor culturii Koban a făcut posibilă stabilirea tehnicii înalte a turnării lor, care exista pe teritoriul țării noastre acum mai bine de 2,5 mii de ani.

Figura: 5. Sabii antice:

a - Orientul Mijlociu;

b - Transcaucazian;

c - Cultura Koban

Dacă sabiile de bronz din multe țări s-au făcut solide, atunci săbiile culturii Koban au fost făcute bimetalice folosind metoda turnării. Această metodă s-a răspândit mai târziu în multe țări, odată cu apariția fierului: un suport de bronz, un buton sau doar o parte reprezentând decorarea produsului a fost turnat din oțel pe un instrument (lamă, vârf etc.). În săbiile culturii Koban, o manetă de bronz a fost turnată pe o lamă de bronz. Acest lucru a permis ca lama unei sabii sau a unui pumnal să fie turnată din calități dure de bronz și, eventual, forjată anterior, iar mânerele din bronz moale, cu proprietăți și culoare bune de turnare.

Săbiile și pumnalele uniforme au fost turnate în matrițe de piatră. Era foarte dificil să faci sabii bimetalice în matrițe de piatră, așa că erau de obicei turnate folosind modele de ceară. Urmele sistemului de porți, precum și ornamentația aplicată în mod special a sabiei Koban, fac posibilă stabilirea fiabilă a metodei de fabricare a acestuia folosind modele de ceară pierdute. Un mâner din ceară era atașat la o bandă (lamă) prefabricată (poate forjată și lustruită). Un model de ceară metalic atât de particular a fost turnat, apoi ceara a fost topită din cavitate, matrița a fost uscată și turnată.

Sape de bronz, alături de topoare și săbii, au fost considerate de multe popoare din epoca bronzului cele mai comune și scumpe produse. Prășitul de turnare este o încrucișare între turnarea topoarelor suspendate și toporile celtice descrise deja mai sus. Este puțin probabil ca apariția altor piese turnate să aibă același rol uriaș în soarta popoarelor și în progresul lor, care a fost jucat de apariția topoarelor de bronz, a săbiei și a sapelor - principalele tipuri de unelte și arme din epoca bronzului. Astfel de piese turnate au necesitat cantități mari de bronz, cuptoare perfecte și cele mai eficiente metode de turnare. Nu întâmplător apariția acestor produse este aproape peste tot asociată cu dezvoltarea rapidă a producției de turnătorie.

OGLINZI ȘI INSTRUMENTE CAST

Bronzul a fost utilizat pe scară largă pentru fabricarea diferitelor tipuri de unelte, arme și pentru producția de aparate turnate solid și multe articole de uz casnic. Piesele turnate aplicate au primit aspectul unor produse artistice reale. Abilitatea bronzului de a fi foarte lustruit și de a accepta cu ușurință acoperiri cu o reflectivitate ridicată a fost remarcată de egipteni în cele mai vechi timpuri. Aceste proprietăți nu au rămas un secret pentru popoarele din alte țări. Dacă este imposibil să spunem exact unde și când au început să folosească oglinzile de bronz (potrivit unor surse erau cunoscute deja în mileniul III î.Hr.), atunci putem afirma cu încredere că în țările din Orientul Antic, unele popoare au folosit pe scară largă oglinzile de bronz, nu având legături economice cu Egiptul.

Figura: 7. Oglinzi de bronz ale mileniului I î.Hr. e.:

a - coreeană;

b - chineză;

в - Tagarskoe

Producția de oglinzi de bronz în antichitate s-a dezvoltat într-o ramură independentă a turnării artistice. Oglinzile erau realizate în diferite dimensiuni și forme în cantități mari: erau rotunde, sub forma unui fel de poliedru, cret, cu sau fără mânere. Tehnica realizării oglinzilor și valoarea lor artistică erau în continuă creștere. Unele dintre oglinzile găsite în timpul săpăturilor sunt exemple de piese turnate extrem de artistice. Suprafața de lucru a fost turnată cu atenție și apoi lustruită. Cele mai mici defecte de turnare au redus valoarea produsului. Oglinzile au fost turnate din bronz special, făcând posibilă obținerea unei suprafețe lustruite cu cea mai mare reflectivitate. Un astfel de bronz conținea între 25 și 50% staniu (deși această cantitate include plumb și alte impurități). Uneori, partea din față a oglinzilor era acoperită cu mercur, de exemplu, în oglinzile din Coreea antică. Oglinzile popoarelor din Orientul Antic, greci și romani s-au distins prin reliefuri remarcabile turnate ale imaginilor artistice pe verso. Planta, animalele, păsările, creaturile mitice și diferite ornamente au servit ca temă a acestor imagini. În fig. 7, a, b Oglinzi orientale de la mijlocul mileniului I până la și. BC, și în Fig. 7, la - Oglindă Tagar (siberiană) cu mâner turnat, secolele IV-III înainte și. e.

Este dificil să enumerăm toate exemplele unice de turnare a dispozitivelor interesante și a instrumentelor complexe găsite în diferite țări. În țările din Orientul Antic, turnarea a fost utilizată destul de mult pentru fabricarea diferitelor dispozitive: cadrane solare realizate artistic, dispozitive de semnalizare, instrumente astronomice, dispozitive pentru mutarea mărfurilor etc.

Din această serie de produse, ceasul de fum este de interes (Fig. 8). Aceasta este o piesă turnată dintr-o singură bucată, cu partiții complicate în interior. Dimensiunile unui astfel de produs sunt mici: înălțimea este de numai aproximativ 0,5 m, lățime mai mică de 40 cm. Pe suprafața superioară a ceasului există un cadran sub formă de combinații special aranjate de găuri rotunde. Fiecare astfel de combinație descrie un anumit semn al constelațiilor. Există 12 astfel de combinații în total, în funcție de numărul de „paznici” (părți) pe zi. La fabricarea ceasurilor s-au angajat nu numai muncitori proeminenți din turnătorie, ci și astronomi celebri.

Figura: 8. Ore de fum.

Ceasurile de fum erau instalate în palatele țarilor și ale marilor demnitari. Au acționat după cum urmează. Pentru a afla ora din zi, era necesar să arzi tămâie în interiorul ceasului; fumul a ieșit prin găurile corespunzătoare porțiunii din zi pe care au descris-o - „paznicul”. Astfel de ceasuri au necesitat, de asemenea, un mecanism care comuta automat cursul canalului intern la una sau alta imagine de pe cadran. Dar acest lucru a avut o importanță secundară, la fel cum a fost de o importanță secundară faptul că prin semnalele de fum ale ceasului este posibil să se determine ora doar cu o precizie de 2 ore, deoarece „mâinile de fum” au sărit doar la fiecare 2 ore. Este important ca dispozitivul, care este o turnare artistică cu incrustare de aur (inscripții cu numele „gardă” pe cadran, ornament, etc.), să poată provoca surpriză și încântare în rândul publicului. A uimi cu o curiozitate, a încânta un străin cu bogăție ostentativă este visul etern al multor conducători din est. Și o astfel de curiozitate ca un ceas de fum era destul de potrivită pentru aceste scopuri.

De asemenea, au recurs la decorarea pieselor turnate din bronz atunci când erau fabricate instrumente astronomice strict științifice. A apreciat nu numai performanța dispozitivului, ci și atractivitatea acestuia. Astfel, mai mult de un observator antic a devenit ulterior o colecție unică de lucrări de turnare artistică. Un instrument relativ simplu - un instrument azimutal - încadrată de un suport turnat cu o formă neobișnuit de complicată și o compoziție complexă, fiecare detaliu având un sunet artistic independent.

DISPOZITIVUL MEȘTARULUI

Turnările artistice erau adesea realizate din metale prețioase precum aurul și argintul. Astfel de distribuții au fost aproape întotdeauna bijuterii de o precizie extrem de mare și de o mare valoare artistică. Dorința lucrătorilor din turnătorie de a transmite produsului turnat cele mai fine desene ale modelului, de a nu permite cel mai mic exces în utilizarea metalului scump, în toate modurile posibile pentru a evita formarea oricăror defecte în turnare, precum și dorința de a oferi produsului turnat cel mai înalt sunet artistic a făcut sarcina turnării bijuteriilor extrem de dificilă. Prin urmare, turnatoarele sau sculptorii au devenit maeștri în turnarea bijuteriilor, cunoscând profund toate procesele de realizare a matrițelor de turnare și modelarea pieselor turnate, posedând un gust artistic ridicat și abilități excelente în executarea precisă a tuturor operațiunilor de turnare.

Ca bunuri de lux, piesele turnate din metale prețioase sunt adesea nu numai șiretlicuri scumpe, ci și obiecte destinate aplicării - în principal diferite tipuri de dispozitive.

Diverse tehnici sunt folosite în turnarea bijuteriilor. Ipsosul, lemnul, metalele sunt folosite ca modele. Nu este neobișnuit ca un model să utilizeze produse de artă finite din fildeș sau alte materiale. Cu toate acestea, cele mai utilizate materiale sunt materialele pierdute și arse.

Datorită complexității mari, dificultăților tehnice și responsabilității de fabricare a dispozitivelor de bijuterii, creatorii lor, de regulă, combină calificările unui sculptor și un turnător iscusit. Numele celor mai buni dintre ei au fost păstrate de istorie de mai multe decenii și, uneori, de secole. Un astfel de maestru a fost Benvenuto Cellini, care a oferit lumii mici tacâmuri și alte ustensile, turnate din metale prețioase. Dar s-a mai întâmplat ca numele artistului să fie „pierdut” chiar de la primul proprietar al celebrelor opere.

Una dintre astfel de lucrări este setul de cerneală Stepan Razin. Aceasta este una dintre cele mai mari piese turnate de bijuterii din argint; greutatea sa este de aproximativ 4 kg. Turnarea este o canoe pictată plutind în valurile spumoase. Suportul pentru cerneală, turnat împreună cu naveta, este, de asemenea, realizat sub formă de valuri. Partea principală turnată a dispozitivului - un suport pentru creioane, plute și un suport pentru cerneală - este montat pe o placă mare de piatră de onix semi-prețioasă Ural. Picioarele stilizate ale dispozitivului sunt, de asemenea, turnate în argint. Chipurile și hainele lui Stepan Razin, o femeie persană și doi cazaci sunt turnate cu adevărat cu precizie de bijuterii și o mare expresivitate. Dinamismul imaginii, măiestria înaltă și complexitatea compoziției mărturisesc talentul remarcabil al maestrului.

Din păcate, nu a fost posibil să se stabilească numele artistului - creatorul acestui remarcabil dispozitiv. Potrivit unuia dintre cei mai mari experți din istoria castingului de artă, prof. Univ. N. N. Rubtsov, acest dispozitiv rar a fost fabricat la începutul secolului al XVIII-lea. Turnătorie de iobagi ruși. O cunoaștere detaliată a dispozitivului sugerează că a fost turnat pe modele de ceară. Au fost turnate în total trei astfel de dispozitive. Proprietarul a păstrat un dispozitiv pentru el și i-a dat două prietenilor săi. În prezent, soarta a două dispozitive este necunoscută, iar una este păstrată într-o colecție privată din Kiev.

Tema „Metale în antichitate” nu a fost aleasă de noi din întâmplare. Acum nu ne putem imagina viața fără metale. Folosim metale și aliajele lor - ca unul dintre principalele materiale structurale ale civilizației moderne. Acest lucru este determinat în primul rând de rezistența ridicată, uniformitatea și impermeabilitatea lor la lichide și gaze. În plus, prin schimbarea formulării aliajelor, se pot modifica proprietățile acestora într-o gamă foarte largă.

Metalele sunt folosite atât ca buni conductori de electricitate (cupru, aluminiu), cât și ca materiale cu rezistență crescută pentru rezistențe și elemente de încălzire electrice (nichrom etc.).

Metalele și aliajele lor sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea sculelor (partea lor de lucru). Acestea sunt în principal oțeluri de scule și aliaje de carbură. Diamantul, nitrura de bor și ceramica sunt, de asemenea, utilizate ca materiale pentru scule.

Numărul 7 se găsește adesea în diferite învățături mistice și chiar doar în viața de zi cu zi: 7 culori ale curcubeului, 7 metale ale antichității, 7 planete, 7 zile din săptămână, 7 note.

Să ne oprim asupra a 7 metale antice - cupru, argint, aur, staniu, plumb, mercur, fier, precum și unele aliaje pe baza lor.

Filozofii antici au identificat diferite metale cu oasele zeităților. În special, egiptenii priveau fierul ca oasele lui Marte, iar magnetul ca oasele lui Horus. Plumbul, în opinia lor, era scheletul lui Saturn, iar respectiv cuprul era Venus. Filozofii antici atribuiau mercur scheletului lui Mercur, aur - Soare, argint - Lună, antimoniu - Pământ.

Multă vreme, omul a crezut că planetele afectează funcțiile corpului uman.

Se credea că, cu ajutorul metalelor, puteți lupta împotriva efectelor nocive ale stelelor.

Din cele mai vechi timpuri, vindecătorii au folosit metale. Dar remediul lor preferat erau totuși ierburile. Tratamentul cu minerale sub formă de pulbere luate intern a început să fie utilizat doar în Evul Mediu. Cel mai adesea, utilizarea metalelor în timpuri străvechi, în acest sens, consta în purtarea sau utilizarea lor ca talismane, alături de talismane din piatră. Eliphas Levi, descriind vrăjitorul în veșmintele sale, spune că:

„Duminică (ziua Soarelui), ținea în mâini o vergea de aur, decorată cu rubin sau crizolit; luni (ziua lunii), purta trei fire - perle, cristal și selenit; marți (ziua lui Marte) avea o tijă de oțel și un inel din același metal; miercuri (ziua lui Mercur) purta un colier de perle sau mărgele de sticlă cu mercur și un inel cu agat; joi (ziua lui Jupiter) avea o tijă de cauciuc și un inel cu un smarald sau safir; vineri (ziua lui Venus) avea o tijă de alamă, un inel turcoaz și o coroană cu berili; sâmbătă (ziua lui Saturn) avea o tijă de onix, precum și un inel din această piatră și un lanț de tablă pe gât. "

Când s-a dezvoltat astrologia, cele șapte metale cunoscute atunci au început să fie comparate cu cele șapte planete, care simbolizau legătura dintre metale și corpurile cerești și originea cerească a metalelor.

Fiecare metal a acționat ca un intermediar între zei și fenomenele pământești, prin urmare acestea erau asociate cu semnele planetelor: aurul - cu Soarele, argintul - cu Luna, cuprul - cu Venus, fierul - cu Marte, plumbul - cu Saturn, tablă - cu Jupiter și mercur. - cu Mercur. Această comparație a devenit obișnuită acum mai bine de 2.000 de ani și este întâlnită constant în literatură până în secolul al XIX-lea.

Evident, o persoană a făcut cunoștință mai întâi cu acele metale care au fost găsite în natură într-un stat nativ. Acestea sunt aur, argint, cupru, fier meteoric. Cu restul metalelor - așa cum a învățat să le obțină din compuși prin reducerea topirii.

În timp ce lucram la proiect, am aflat că primele unelte metalice, după cele din piatră, au fost folosite de oameni cu câteva milenii înainte de era noastră. Au fost fabricate din cupru nativ și, prin urmare, au fost cupru. Cuprul nativ se găsește destul de des în natură. Omul antic a efectuat mai întâi prelucrarea pepite de cupru cu ajutorul pietrelor (adică, de fapt, a folosit forjarea la rece a metalelor pentru a obține produse de la acestea). De ce este posibil acest lucru? Am găsit un răspuns la această întrebare a noastră. Cuprul este un metal destul de moale.

În partea teoretică a proiectului Antiquity Metals, oferim răspunsuri la alte întrebări care au apărut în cursul activității noastre:

De ce a fost cuprul primul metal pe care o persoană a început să îl folosească în viața sa?

(deja l-am răspuns, vezi mai sus)

De ce arama nu ar putea deplasa complet uneltele din piatră? În ce trecut istoric au apărut „epocile metalelor” - cupru, bronz și fier? De ce epoca bronzului a înlocuit epoca cuprului și epoca fierului? Ce noi proprietăți ale metalelor și aliajelor a descoperit omul pentru el însuși, ceea ce i-a oferit ocazia să facă instrumente, arme, articole de uz casnic mai avansate? De ce a folosit persoana talismane? Cum și ce antichități folosea o persoană în viața de zi cu zi? Ce beneficiu sau rău ar putea exista atunci când au încercat să fie tratați cu „metale antice”? Cum se obțineau sau se extrageau metalele în timpurile străvechi? Care este originea numelui metalelor antice?

În partea practică a muncii noastre, am decis să investigăm:

Ce proprietăți ale metalelor sau aliajelor de antichități au asigurat păstrarea lor până în prezent?

De ce este diferit gradul de conservare a obiectelor?

Pentru a rezolva probleme practice, noi: 1) am efectuat un experiment chimic pentru a determina activitatea chimică a metalelor antice și rezistența lor chimică la anumite influențe chimice și atmosferice; 2) a făcut concluziile corespunzătoare.

2. 1 ARAMĂ. VÂRSTA CUPRULUI

Simbolul Cu provine din latinescul cyproum (mai târziu, Cuprum), deoarece minele de cupru ale vechilor romani erau situate în Cipru.

Cuprul pur este un metal ductil vâscos, ușor culoare roz, rulat cu ușurință în foi subțiri. Conduce foarte bine căldura și curentul electric, al doilea după argint în acest sens. În aerul uscat, cuprul nu se schimbă greu, deoarece cel mai subțire film de oxid format pe suprafața sa conferă cuprului o culoare mai închisă și servește, de asemenea, ca o bună protecție împotriva oxidării ulterioare. Dar, în prezența umidității și a dioxidului de carbon, suprafața cuprului este acoperită cu un strat verzui de hidroxocarbonat de cupru - (CuOH) 2CO3.

Cuprul este utilizat pe scară largă în industrie datorită conductivității sale termice ridicate, conductivității electrice ridicate, maleabilității, proprietăților bune de turnare, rezistenței ridicate la tracțiune, rezistenței chimice

Cuprul este primul metal pe care oamenii au început să îl folosească pentru prima dată în antichitate, câteva milenii î.Hr. Primele unelte de cupru au fost fabricate din cupru nativ, care apare destul de des în natură, deoarece cuprul este un metal inactiv. Cea mai mare pepită de cupru a fost găsită în Statele Unite, cântărea 420 de tone.

Dar, având în vedere faptul că cuprul este un metal moale, cuprul din antichitate nu putea înlocui complet uneltele din piatră. Abia când omul a învățat să topească cuprul și a inventat bronzul (un aliaj de cupru și staniu), metalul a înlocuit piatra.

Utilizarea pe scară largă a cuprului a început în mileniul IV î.Hr. e.

Se crede că cuprul a început să fie utilizat în jurul anului 5000 î.Hr. e. În natură, cuprul se găsește rar sub formă de metal. Primele unelte metalice au fost fabricate din pepite de cupru, eventual cu ajutorul topoarelor de piatră. Indienii care locuiau pe malul lacului. În zona superioară (America de Nord), unde există cupru nativ foarte pur, metodele de lucru la rece erau cunoscute înainte de vremea lui Columb.

Epoca cuprului este o eră de tranziție între neolitic și epoca bronzului. Se caracterizează prin apariția primelor unelte de cupru cu utilizarea pe scară largă a celor din piatră. Pentru regiunile sudice ale regiunii Volga, 4 mii î.Hr. e. , pentru silvicultură - 3 mii î.Hr. e. În regiunile forestiere din regiunea Volga, pescuitul și vânătoarea rămân principalul comerț, în sud, vânătoarea specializată condusă pentru cai este înlocuită de reproducerea și agricultura acestora. În jurul anului 3500 î.Hr. e. în Orientul Mijlociu, au învățat să extragă cupru din minereuri, a fost obținut prin reducere cu cărbune. În Egiptul Antic erau și mine de cupru. Se știe că blocurile pentru celebra piramidă Cheops au fost prelucrate cu un instrument de cupru.

În sudul Mesopotamiei, cel mai vechi obiect metalic era un vârf de lance găsit în Ur, în straturi care datează din mileniul IV î.Hr. e. Analiza chimică a constatat că acesta conține 99,69% Cu, 0,16% As, 0,12% Zn și 0,01% Fe. În Caucaz și Transcaucazia, metalul a început să fie folosit din prima jumătate a mileniului 4 î.Hr. e. Era cuprul, care se obținea prin topirea metalurgică a minereurilor de cupru oxidate, uneori împreună cu minerale de arsen.

Chiar mai târziu, metalul a început să fie folosit în Europa Centrală, cel puțin nu mai devreme de mileniul III î.Hr. e. O hatchetă primitivă de cupru, găsită în Gorne Lefantovce, în vestul Slovaciei, datează din jurul mijlocului mileniului 3 î.Hr. e. Conform datelor analizei spectrale, hașa este fabricată din cupru care conține impurități de arsenic (0,10%), antimoniu (0,35%) și o cantitate mică de alte metale, ceea ce indică faptul că cuprul din care este fabricată hașa nu era de origine nativă , și cel mai probabil, a fost obținut prin reducerea topirii minereurilor de malachit.

Strămoșii slavilor antici, care locuiau în bazinul Don și în regiunea Niprului, foloseau cuprul pentru a fabrica arme, bijuterii și obiecte de uz casnic. Cuvântul rusesc „cupru”, potrivit unor cercetători, provine din cuvântul „mida”, care printre triburile antice care locuiesc Europa de Est, a reprezentat metalul în general.

PROPRIETĂȚILE MEDICALE A CUPRULUI

Proprietățile medicinale ale cuprului sunt cunoscute de mult timp. Anticii credeau că efectul vindecător al cuprului este asociat cu proprietățile sale analgezice antipiretice antibacteriene și antiinflamatoare. Chiar și Avicenna și Galen au descris cuprul ca pe un medicament, iar Aristotel, subliniind efectul general de întărire al cuprului asupra corpului, a preferat să adoarmă cu o minge de cupru în mână. Regina Cleopatra purta cele mai fine brățări de cupru, preferându-le aurului și argintului, cunoscând bine medicina și alchimia. În armura de cupru, războinicii antici erau mai puțin obosiți, iar rănile lor erau mai puțin înfundate și se vindecau mai repede. Capacitatea cuprului de a influența pozitiv „forța masculină” a fost observată și utilizată pe scară largă în lumea antică.

Oamenii rătăcitori foloseau ustensile de cupru în viața de zi cu zi, care îi protejau de bolile infecțioase, iar țiganii purtau un cerc de cupru pe cap în aceleași scopuri. Fapt istoric: epidemia de holeră și ciumă a ocolit oamenii care lucrează cu cupru sau care trăiesc în apropierea minelor de cupru. Nu este o coincidență faptul că clanțele anterioare din spitale erau din cupru pentru a exclude transmiterea infecției de la pacienții infecțioși la persoanele sănătoase.

În copilărie, aplicând un bănuț de cupru pe o bucată, la sfatul bunicii noastre, am redus durerea și inflamația, deși conținutul de cupru dintr-o monedă de 5 copeici emisă în epoca sovietică era scăzut.

În zilele noastre, utilizarea produselor din cupru este larg răspândită. În Asia Centrală, ei poartă produse din cupru și practic nu se îmbolnăvesc de reumatism. În Egipt și Siria, chiar și copiii poartă produse din cupru. În Franța, cuprul este utilizat pentru tratarea tulburărilor de auz. În Statele Unite, brățările de cupru sunt purtate pentru artrită. În medicina chineză, discurile de cupru sunt aplicate punctelor active. Iar în Nepal, cuprul este considerat un metal sacru.

2. 2 Bronz. Epoca de bronz

Până în 3000 î.Hr. e. în India, Mesopotamia și Grecia, staniu a fost adăugat la cupru pentru a mirosi bronz mai dur. Descoperirea bronzului s-ar fi putut întâmpla întâmplător, dar avantajele sale asupra cuprului pur au adus rapid acest aliaj pe primul loc.

Așa a început epoca bronzului.

Epoca bronzului se caracterizează prin răspândirea metalurgiei bronzului, a instrumentelor și armelor din bronz în Orientul Mijlociu, China, America de Sud si etc.

Cuvântul „bronz” sună aproape la fel în multe limbi europene. Originea sa este asociată cu numele unui mic port italian de pe malul Mării Adriatice - Brindisi. Prin acest port bronzul a fost livrat Europei în antichitate, iar în Roma antică acest aliaj a fost numit „es brindisi” - cupru din Brindisi.

Asirienii, egiptenii, indienii și alte popoare ale antichității aveau obiecte de bronz. Cu toate acestea, maeștrii antici au învățat să arunce statui solide din bronz nu mai devreme de secolul al V-lea. Î.Hr. e. În jurul anului 290 î.Hr. e. Colosul din Rodos a fost creat de Hares în cinstea zeului soarelui Helios. Avea 32 m înălțime și stătea deasupra intrării în portul interior al vechiului port al insulei Rodos din estul Mării Egee, aceasta este o statuie gigantică din bronz.

De ce a fost înlocuită epoca cuprului cu epoca bronzului?

Bronzul are o rezistență și o rezistență la uzură mai mari decât cuprul; ductilitate bună, rezistență la coroziune, proprietăți bune de turnare

Bronzuri și alamă în lumea modernă

Prin compoziția chimică, alama se distinge între simplu și complex, iar prin structură - monofazată și bifazată. Alama simplă este aliată cu un singur component: zinc.

Alamele cu un conținut mai scăzut de zinc (tombak și semi-compacte) sunt inferioare alamelor L68 și L70 în ductilitate, dar le depășesc în conductivitate electrică și termică.

Bronzuri de tablă

Bronzurile sunt superioare alamei ca rezistență și rezistență la coroziune (în special în apa de mare).

Bronzuri de tablă - au proprietăți ridicate de turnare. Dezavantajul pieselor turnate din bronz de staniu este microporozitatea lor semnificativă. Prin urmare, pentru a lucra cu presiuni ridicate utilizat cu bronzuri de aluminiu.

Datorită costului ridicat al staniu, bronzurile sunt utilizate mai des, în care o parte din staniu este înlocuită cu zinc (sau plumb).

Bronzuri de aluminiu

Aceste bronzuri înlocuiesc din ce în ce mai mult bronzurile de alamă și cositor.

Sunt folosite pentru foaie și ștanțare cu deformări semnificative. Sunt mai durabile și mai rezistente, nu formează porozitate, ceea ce asigură piese turnate mai dense. Proprietățile de turnare sunt îmbunătățite prin introducerea unor cantități mici de fosfor în aceste bronzuri. Toate bronzurile din aluminiu, precum staniu, sunt bine rezistente la coroziune în apa mării și într-o atmosferă tropicală umedă, de aceea sunt utilizate în construcția navală, aviație etc. Sub formă de panglici, foi, fire, sunt utilizate pentru elemente elastice, în special pentru arcuri purtătoare de curent.

Bronzuri cu siliciu

Aceste bronzuri sunt utilizate pentru fitinguri și conducte care funcționează în medii alcaline (inclusiv deșeuri).

Bronzuri de beriliu

Bronzurile de beriliu combină rezistența foarte mare (până la 120 kgf / mm2) și rezistența la coroziune cu o conductivitate electrică crescută. Cu toate acestea, datorită costului ridicat al beriliului, aceste bronzuri sunt utilizate numai în cazuri deosebit de critice la produsele cu secțiune transversală mică sub formă de panglici, sârmă pentru arcuri, membrane, burduf și contacte în mașini, aparate și dispozitive electrice.

2. 3 Aur. Argint

Alături de pepite de cupru, pepite de aur și argint au atras, de asemenea, atenția umană în noua epocă de piatră. Oamenii exploatează aurul din timpuri imemoriale. Omenirea a întâlnit aur deja în mileniul V î.Hr. e. în epoca neolitică datorită distribuției sale în formă nativă. Potrivit arheologilor, începutul mineritului sistemic a fost pus în Orientul Mijlociu, de unde bijuteriile din aur au fost furnizate, în special, Egiptului. În Egipt, în mormântul reginei Zer și una dintre reginele din Pu - Abi Ur din civilizația sumeriană, au fost găsite primele bijuterii din aur, care datează din mileniul 3 î.Hr. e.

În antichitate, principalele centre de extracție a metalelor prețioase erau Egiptul de Sus, Nubia, Spania, Colchis (Caucaz); există informații despre producția în America Centrală și de Sud, în Asia (India, Altai, Kazahstan, China). Pe teritoriul Rusiei, aurul a fost exploatat deja în mileniul II - III î.Hr. e.

Metalele au fost extrase din placere prin spălarea nisipului pe piei animalelor cu lână tunsă (pentru a prinde boabe de aur), precum și folosind jgheaburi, tăvi și ladere primitive. Metalele au fost extrase din minereuri prin încălzirea rocii până la crăparea, urmate de zdrobirea blocurilor în mortare de piatră, abrazarea cu pietre de moară și spălare. Separarea mărimii a fost efectuată pe site. În Egiptul antic, era cunoscută o metodă pentru separarea aliajelor de aur și argint cu acizi, separarea aurului și argintului de un aliaj de plumb prin cupelare, extragerea aurului prin amalgamarea cu mercur sau colectarea particulelor folosind o suprafață grasă ( Grecia antică). Cupelarea a fost efectuată în creuzete de lut, la care s-au adăugat plumb, sare de masă, tablă și tărâțe.

În secolele XI-VI î.Hr. e. argintul a fost extras în Spania în văile râurilor Tajo, Duero, Minho și Guadiaro. În secolele VI-IV î.Hr. e. dezvoltarea zăcămintelor de aur primare și aluvionare a început în Transilvania și în Carpații occidentali.

Exploatarea aurului în Evul Mediu a fost efectuată prin măcinarea minereului de aur în făină. A fost amestecat în butoaie speciale cu mercur în partea de jos. Mercurul a umezit și a dizolvat parțial aurul pentru a forma un amalgam (amalgamare). A fost separat de restul stâncii și descompus prin încălzire. În același timp, mercurul s-a evaporat, iar aurul a rămas în aparatul de distilare.

În timpurile moderne, aurul a început să fie extras prin cianurarea minereurilor,

Geochimia aurului

Aurul se caracterizează printr-o formă nativă. Printre celelalte forme ale sale, electrum este demn de remarcat, un aliaj de aur și argint care are o nuanță verzuie și este relativ ușor distrus atunci când este transferat de apă. În roci, aurul este de obicei dispersat la nivel atomic. În depozite, este adesea închisă în sulfuri și arsenuri.

Aur acasă

Aurul, alături de cupru, a fost unul dintre primele metale folosite de om în viața de zi cu zi.

Ductilitatea ridicată a aurului și argintului a fost folosită pe scară largă, în special în Egipt sub formă de tablă - folie, pentru acoperirea cuprului și chiar a produselor din lemn. Placarea obiectelor de cupru cu aur le-a salvat de coroziune

Amuleta „Dumnezeul Soarelui”. Cultul Soarelui se găsește în toate religiile antice. Energia sa este asociată cu viața și prosperitatea. Razele dătătoare de viață ajută la creșterea fructelor care hrănesc întreaga lume. Celții au asociat această lumină puternică cu un simbol fertilizator masculin. Talismanul Soarelui ajută la simțirea plenitudinii vieții, la câștigarea încrederii în sine și la restabilirea forței mentale. Protejează de greutățile vieții, de slăbiciunea fizică și spirituală.

Ductilitatea ridicată a aurului și argintului a fost folosită pe scară largă, în special în Egipt sub formă de tablă - folie, pentru acoperirea cuprului și chiar a produselor din lemn. Placarea obiectelor de cupru cu aur le-a salvat de coroziune.

Bijuteriile erau realizate din argint - mărgele, inele, inele, accesorii vestimentare, vaze, vase, amulete etc.

În epoca modernă, aurul și argintul erau folosite ca bani. Principala monedă metalică până în prezent este aurul.

Argintul, după saturația pieței, a pierdut de fapt această funcție.

Aurul este un element esențial al sistemului financiar mondial modern, deoarece acest metal nu este supus coroziunii, are multe domenii de aplicare tehnică, iar rezervele sale sunt mici. Aurul practic nu s-a pierdut în cursul cataclismelor istorice, ci doar s-a acumulat și s-a topit. În prezent, rezervele de aur ale băncii mondiale sunt estimate la 32 de mii de tone

Aurul pur este un metal din plastic galben moale. Tenta roșiatică a unor obiecte de aur, cum ar fi monedele, este dată de impuritățile altor metale, în special de cupru.

Cea mai importantă caracteristică a bijuteriilor este proba lor, care caracterizează conținutul de aur din ele. Compoziția unor astfel de aliaje este exprimată prin finețe, care indică numărul de părți din greutatea aurului în 1000 de părți din aliaj (în practica rusă). Finetea aurului chimic pur corespunde cu 999. 9 finețea este numită și aur „bancar”, deoarece lingourile sunt fabricate din acest aur.

În Rusia, este considerat a fi începutul exploatării aurului la 21 mai (1 iunie) 1745, când Erofei Markov, care a găsit aur în Ural, și-a anunțat deschiderea în Biroul Comitetului principal al fabricilor din Ekaterinburg. De-a lungul istoriei, omenirea a exploatat aproximativ 140 de mii de tone de aur.

Argintul este un element al unui subgrup lateral al primului grup, a cincea perioadă a Tabelului periodic al elementelor chimice ale lui D. I. Mendeleev, cu numărul atomic 47. Este desemnat prin simbolul Ag (latin Argentum)

Descoperirea argintului. Minerit

Fenicienii au descoperit zăcăminte de argint (minereuri de argint) în Spania, Armenia, Sardinia și Cipru. Argintul din minereuri de argint a fost combinat cu arsenic, sulf, clor și, de asemenea, sub formă de argint nativ. Desigur, metalul nativ a devenit cunoscut înainte de a învăța să-l extragă din compuși. Argintul nativ se găsește uneori sub forma unor mase foarte mari: cea mai mare pepită de argint este considerată a fi o pepită, care cântărea 13,5 tone. Argintul se găsește și în meteoriți și se găsește în apa de mare. Argintul este rar sub formă de pepite. Acest fapt, precum și culoarea mai puțin vizibilă (pepite de argint sunt de obicei acoperite cu un strat de sulf negru), au servit ca bază pentru descoperirea ulterioară a argintului nativ de către om. Acest lucru a explicat marea raritate și marea valoare a argintului la început. Dar apoi a avut loc a doua descoperire a argintului. Prin rafinarea aurului cu plumb topit, în unele cazuri, în loc de mai strălucitor decât aurul natural, s-a obținut un metal mai slab. Dar, pe de altă parte, a existat mai mult decât metalul original pe care doreau să îl purifice. Acest aur pal a fost utilizat încă din mileniul III î.Hr. Grecii l-au numit electron, romanii l-au numit electrum, iar egiptenii l-au numit asem. În prezent, termenul electrum poate fi folosit pentru a se referi la un aliaj de argint și aur. Aceste aliaje de aur și argint au fost considerate mult timp un metal special. În Egiptul antic, unde argintul era adus din Siria, acesta era folosit pentru fabricarea de bijuterii și monedă. Acest metal a venit în Europa mai târziu (aproximativ 1000 î.Hr.) și a fost folosit în aceleași scopuri. S-a presupus că argintul este un produs al transformării metalelor pe calea „transmutației” lor în aur. Timp de 2500 de ani î.Hr., în Egiptul antic au purtat bijuterii și au băgat monede din argint, crezând că este mai scump decât aurul. În secolul al X-lea, s-a arătat că există o analogie între argint și cupru, iar cuprul era privit ca roșu de culoare argintie. În 1250, Vincent Bove a sugerat că argintul se formează din mercur prin acțiunea sulfului. În Evul Mediu, „cobald” era numele dat minereurilor care erau folosite la obținerea metalului cu proprietăți diferite de argintul deja cunoscut. Ulterior s-a arătat că un aliaj de argint-cobalt este extras din aceste minerale, iar diferența de proprietăți a fost determinată de prezența cobaltului. În secolul al XVI-lea. Paracelsus a obținut clorură de argint din elemente, iar Boyle a determinat compoziția sa. Scheele a studiat efectul luminii asupra clorurii de argint, iar descoperirea fotografiei a atras atenția asupra altor halogenuri de argint. În 1663, Glaser a propus azotatul de argint ca agent cauterizant. DIN sfârșitul XIX la. cianurile de argint complexe sunt utilizate în galvanizarea. Se folosește la confecționarea de monede, premii - comenzi și medalii.

Halogenurile de argint și azotatul de argint sunt utilizate în fotografie datorită fotosensibilității lor ridicate.

Datorită celei mai mari conductivități electrice și rezistență la oxidare, este utilizată: în ingineria electrică și electronică ca acoperire pentru contactele critice; în tehnologia cu microunde ca acoperire a suprafeței interioare a ghidurilor de undă.

Se folosește ca strat de acoperire pentru oglinzile cu un grad înalt de reflecție (aluminiul este utilizat în oglinzile convenționale).

Este adesea folosit ca catalizator în reacțiile de oxidare, de exemplu în producerea de formaldehidă din metanol.

Folosit ca dezinfectant, în principal pentru dezinfectarea apei. Cu ceva timp în urmă, o soluție de protargol și colargol, care erau argint coloidal, au fost folosite pentru tratarea răcelilor.

Una dintre utilizările importante ale argintului a fost alchimia, strâns legată de medicină. Deja de 3 mii de ani î.Hr. e. în China, Persia și Egiptul erau cunoscute proprietățile medicinale ale argintului nativ. Vechii egipteni, de exemplu, au aplicat o placă de argint pe răni pentru a-i vindeca rapid. Capacitatea acestui metal de a menține apa potrivită pentru băut mult timp a fost cunoscută și din cele mai vechi timpuri. De exemplu, regele persan Cyrus în campaniile militare transporta apa numai în vase de argint. Faimosul medic medieval Paracelsus a tratat unele boli cu o piatră „lunară” cu azotat de argint (lapis). Acest instrument este încă folosit în medicină astăzi.

Dezvoltarea farmacologiei și chimiei, apariția multor noi forme de dozare naturale și sintetice nu au diminuat atenția medicilor moderni asupra acestui metal. În zilele noastre, acesta continuă să fie utilizat pe scară largă în farmacologia indiană (pentru fabricarea medicamentelor tradiționale aurvedice indiene). Ayurveda (Ayurveda) este o metodă veche de diagnostic și tratament, puțin cunoscută în afara Indiei. Peste 500 de milioane de oameni din India iau astfel de medicamente, deci este evident că consumul de argint în farmacologia țării este foarte mare. Mai recent, studiile moderne privind celulele corpului pentru conținutul de argint au condus la concluzia că acesta este crescut în celulele creierului. Astfel, s-a ajuns la concluzia că argintul este un metal necesar vieții corpului uman și că proprietățile medicinale ale argintului descoperite în urmă cu cinci mii de ani nu și-au pierdut relevanța în prezent.

Argintul mărunțit fin este utilizat pe scară largă pentru dezinfectarea apei. Apa infuzată cu pulbere de argint (de regulă se folosește nisip argintat) sau filtrată prin acest nisip este aproape complet dezinfectată. Argintul sub formă de ioni interacționează activ cu diferiți alți ioni și molecule. Concentrațiile scăzute sunt benefice, deoarece argintul ucide multe bacterii cauzatoare de boli. De asemenea, s-a constatat că ionii de argint în concentrații scăzute contribuie la o creștere a rezistenței generale a organismului la boli infecțioase... Dezvoltând această direcție de utilizare, pe lângă pastele de dinți, creioanele de protecție, plăcile ceramice acoperite cu argint, în Japonia au început chiar să facă tămâie, care conține argint ionizat și, atunci când este ars, eliberează ioni care ucid bacteriile. Această proprietate a argintului stă la baza acțiunii unor medicamente precum protargol, colargol etc., care sunt forme coloidale de argint și ajută la vindecarea leziunilor purulente ale ochilor.

2.4 Fier. Epoca fierului

Fierul este un element al unui subgrup secundar al celui de-al optulea grup al celei de-a patra perioade a sistemului periodic al elementelor chimice ale lui D. I. Mendeleev, numărul atomic 26. Este desemnat prin simbolul Fe (latin Ferrum) O substanță simplă fier-ductil metal alb-argintiu cu reactivitate chimică ridicată: fierul se corodează rapid la temperaturi ridicate sau umiditate ridicată în aer. În oxigen pur, fierul arde și, într-o stare fin dispersată, se aprinde spontan în aer. Fierul are o proprietate specială - magnetismul.

În natură, fierul se găsește rar în forma sa pură. Cel mai adesea se găsește în meteoriții de fier-nichel. În ceea ce privește prevalența în scoarța terestră, fierul ocupă locul 4 după O, Si, Al (4,65%). Se crede, de asemenea, că fierul reprezintă cea mai mare parte a miezului pământului.

Fierul în cele mai vechi timpuri

Primele unelte de fier găsite în regiunea Carpați - Dunăre-Pontice, care datează din secolul al XII-lea î.Hr. e.

Fierul ca material pentru scule a fost cunoscut din cele mai vechi timpuri; cele mai vechi obiecte de fier găsite în timpul săpăturilor arheologice datează din mileniul IV î.Hr. e. și aparțin vechilor civilizații sumeriene și antice egiptene. Acestea sunt vârfuri de săgeată și decorațiuni realizate din fier de meteorit, adică un aliaj de fier și nichel (conținutul acestuia din urmă variază de la 5 la 30%), din care sunt compuși meteoriți. Din originea lor cerească provine, aparent, unul dintre numele fierului în limba greacă: „cidru” (iar în latină acest cuvânt înseamnă „stea”)

Articolele realizate din fier artificial au fost cunoscute de la stabilirea triburilor ariene din Europa până în Asia și insulele Mării Mediterane (4-3 mileniu î.Hr.). Cel mai vechi instrument de fier cunoscut este o dalta de oțel găsită în zidăria piramidei faraonului Khufu din Egipt (construită în jurul anului 2550 î.Hr.).

Dar utilizarea fierului a început mult mai devreme decât producția sa. Uneori găseau bucăți de metal negru-cenușiu, care, forjat într-un pumnal sau vârf de lance, dădeau o armă mai durabilă și mai ductilă decât bronzul și țineau o lama ascuțită mai mult timp. Dificultatea a fost că acest metal a fost găsit doar accidental. Acum putem spune că a fost fier meteoric. Deoarece meteoriții de fier sunt un aliaj de fier-nichel, se poate presupune că calitatea pumnalelor unice individuale, de exemplu, ar putea concura cu bunurile de consum moderne. Cu toate acestea, aceeași unicitate a dus la faptul că astfel de arme nu se aflau pe câmpul de luptă, ci în tezaurul următorului conducător.

Fier metalic natural de origine nepământeană - fierul meteoric a fost folosit în zorii „Epocii Fierului”. Calea transformării chimice a minereului de fier a necesitat dezvoltarea unor temperaturi suficient de ridicate. Pentru reducerea fierului din oxizii săi cu monoxid de carbon, care are loc în procesul metalurgic obișnuit, o temperatură este suficientă doar puțin peste 700 ° C - chiar și un foc de tabără dă o astfel de temperatură. Cu toate acestea, fierul obținut în acest mod este o masă sinterizată formată din metal, carburi, oxizi și silicați ai acestuia; se sfărâmă când este forjat. Pentru a realiza practic posibilitățile procesului de reducere pentru a obține fier potrivit pentru procesare, au fost necesare trei condiții: 1) introducerea oxizilor de fier în zona de încălzire în condiții de reducere; 2) atingerea temperaturii la care se obține metalul, potrivit pentru prelucrarea mecanică; 3) descoperirea acțiunii aditivilor - fluxuri care facilitează separarea impurităților sub formă de zgură, ceea ce asigură producția de metal maleabil la temperaturi nu prea ridicate.

Primul pas în metalurgia feroasă născută a fost obținerea fierului prin reducerea acestuia din oxid. Minereul a fost amestecat cu cărbune și introdus în cuptor. La temperatura ridicată creată de arderea cărbunelui, carbonul a început să se combine nu numai cu oxigenul atmosferic, ci și cu cel asociat cu atomii de fier.

FeO + C \u003d Fe + CO

FeO + CO \u003d Fe + CO2

După ce căderea cărbunelui, așa-numita kritsa a rămas în cuptor - o bucată de substanțe cu un amestec de fier redus. Gritele au fost apoi reîncălzite și supuse forjării, scoțând fierul din zgură. Pentru o lungă perioadă de timp în metalurgia fierului, forjarea a fost elementul principal al procesului tehnologic, mai mult, a fost conectată în ultima rundă cu modelarea produsului. Materialul în sine a fost falsificat.

"Epoca fierului"

Epoca fierului a înlocuit epoca bronzului în principal la începutul mileniului I î.Hr. eh

Epoca fierului a înlocuit epoca bronzului în principal la începutul mileniului I î.Hr. e. Acest lucru s-a întâmplat din următoarele motive: 1) fierul este mai abundent în natură decât cuprul, staniul și plumbul; 2) aliajele sale au o ductilitate bună, ductilitate; 3) rezistență mai mare decât bronzul; 4) bună rezistență la influențele mediului; 5) o persoană a stăpânit principala metodă de producție (topire prin reducere) a fierului și a aliajelor sale. Toate acestea luate împreună au devenit o condiție prealabilă pentru înlocuirea epocii bronzului cu epoca fierului.

Epoca fierului continuă până în prezent.

De fapt, fierul este numit de obicei aliajele sale cu un conținut scăzut de impurități (până la 0,8%), care păstrează moliciunea și ductilitatea metalului pur. Dar, în practică, aliajele fier-carbon sunt mai des utilizate: oțel (până la 2% carbon) și fontă (mai mult de 2% carbon), precum și oțel inoxidabil (aliat) cu adăugarea de metale aliate (crom, mangan, nichel etc.). Setul de proprietăți specifice fierului și aliajelor sale îl fac „metalul nr. 1” ca importanță pentru oameni.

Utilizarea fierului a dat un impuls puternic dezvoltării producției și, prin urmare, a accelerat dezvoltarea socială. În epoca fierului, majoritatea popoarelor din Eurasia au cunoscut descompunerea sistemului comunitar primitiv și trecerea la o societate de clasă.

Progresul nu a stat pe loc: primul dispozitiv pentru extragerea fierului din minereu a fost o suflantă de unică folosință. Cu un număr imens de dezavantaje, pentru o lungă perioadă de timp aceasta a fost singura modalitate de a obține metal din minereu

O etapă superioară în dezvoltarea metalurgiei feroase a fost reprezentată de cuptoarele permanente înalte numite în Europa stuc. Era într-adevăr un cuptor înalt - cu un coș de fum de patru metri pentru a crește tracțiunea. Burduful lui Stukofen se balansa deja de mai mulți oameni și, uneori, de un motor cu apă. Stukofen avea uși prin care se extragea kritsa o dată pe zi. Stukofenul a fost inventat în India la începutul primului mileniu î.Hr. La începutul erei noastre, au venit în China, iar în secolul al VII-lea, alături de cifre „arabe”, arabii au împrumutat această tehnologie din India. La sfârșitul secolului al XIII-lea, stukofenul a început să apară în Germania și Republica Cehă (și chiar înainte de aceasta se aflau în sudul Spaniei) și în secolul următor s-a răspândit în toată Europa.

Productivitatea plutoniului a fost incomparabil mai mare decât cea a unui cuptor de suflare a gazului - a produs până la 250 kg de fier pe zi, iar temperatura de topire în acesta a fost suficientă pentru a carburiza o parte din fier la starea fontei. Cu toate acestea, când cuptorul a fost oprit, fierul din stuc a înghețat la fundul său, amestecându-se cu zgură, iar apoi au putut curăța metalul de zgură doar prin forjare, dar fonta nu a cedat acestuia. Trebuia aruncat.

Următoarea etapă în dezvoltarea metalurgiei a fost apariția furnalelor. Sunt folosite și astăzi. Datorită creșterii dimensiunii, preîncălzirii aerului și suflării mecanice, într-un astfel de cuptor, tot fierul din minereu a fost transformat în fontă brută, care a fost topită și eliberată periodic în exterior. Producția a devenit continuă - cuptorul a funcționat non-stop și nu s-a răcit. A produs până la o tonă și jumătate de fontă pe zi. Era mult mai ușor să distilezi fonta în fier în forje decât să o scoți din pârâu, deși forjarea era încă necesară - dar acum zgura era scoasă din fier și nu fierul din zgura.

Utilizarea fierului în timpurile străvechi

Prima formă de organizare a producției de produse din fier au fost fierarii amatori. Țărani obișnuiți care, în timpul liber de la cultivarea pământului, făceau comerț cu o astfel de ambarcațiune. Un fierar de acest fel a găsit el însuși „minereu” (mlaștină ruginită sau nisip roșu), a ars el însuși cărbune, a topit el însuși fierul, s-a forjat, a prelucrat el însuși produsul.

Abilitatea maestrului în această etapă s-a limitat în mod firesc la forjarea obiectelor de cea mai simplă formă. Instrumentația sa consta din blănuri, ciocan și nicovală de piatră și o piatră grea. Uneltele de fier erau fabricate folosind cele din piatră.

Dacă în apropiere existau zăcăminte de minereu convenabile pentru dezvoltare, atunci un întreg sat ar putea fi angajat în producția de fier, dar acest lucru a fost posibil doar dacă ar exista o oportunitate stabilă pentru comercializarea profitabilă a produselor, care practic nu ar fi putut fi în condiții barbare.

Dacă, de exemplu, pentru un trib de 1000 de persoane ar exista o duzină de producători de fier, fiecare dintre aceștia construind câteva cuptoare care aruncă brânză într-un an, atunci munca lor a furnizat o concentrație de produse din fier de doar aproximativ 200 de grame pe cap de locuitor. Și nu un an, ci în general. Această cifră, desigur, este foarte aproximativă, dar faptul este că, deși producea fier în acest mod, nu a fost niciodată posibil, pe cheltuiala sa, să acopere pe deplin toate nevoile de cele mai simple arme și cele mai necesare instrumente. Toporile au continuat să fie din piatră, iar cuiele și plugurile din lemn. Armurile metalice au rămas inaccesibile chiar și pentru lideri.

Rolul fierului în lumea modernă

Secolul 21 este epoca polimerilor, dar epoca fierului nu s-a terminat încă.

În lumea modernă, există multe tipuri de polimeri superiori fierului în luminozitate, ductilitate și rezistență la coroziune, dar în același timp sunt mult inferiori față de fier, așa că este prea devreme să vorbim despre fier la timpul trecut.

Fierul a jucat un rol important în dezvoltarea societății umane și nu și-a pierdut importanța în prezent. Aliaje de fier - fontă, oțel sunt baza industriei moderne.

CAPITOLUL III CONCLUZII DIN CERCETAREA TEORETICĂ

În studiile noastre teoretice, am ajuns la următoarele concluzii:

Principala concluzie

Schimbarea „vârstelor metalelor” a fost asociată cu descoperirea pentru om a unor metale și aliaje noi cu calități îmbunătățite în comparație cu metalele și aliajele anterioare (în plus, metalele sunt destul de frecvente în natură); stăpânirea metodelor de extracție sau producție a acestora, precum și stăpânirea metodelor de turnare și forjare a produselor din metale și aliaje noi. Schimbarea materialelor pentru muncă și producție a influențat și afectează progresul tehnologic din societate. Rolul chimiei a fost și rămâne întotdeauna semnificativ.

Concluzii pe „secole” (confirmând concluzia principală)

1. Epoca cuprului. Cuprul este primul metal pe care oamenii au început să îl folosească pentru prima dată în antichitate, câteva milenii î.Hr. (4-3 mii î.Hr.). Conținutul total de cupru din scoarța terestră este relativ scăzut (0,01% în greutate), dar este mai des decât alte metale găsite în starea nativă, iar pepite de cupru ating o dimensiune semnificativă.

Acest lucru, precum și ușurința comparativă de prelucrare a cuprului, explică faptul că a fost folosit de oameni mai devreme decât alte metale.

Cuprul este un metal moale. Prin urmare, în cele mai vechi timpuri, cuprul nu era în măsură să deplaseze uneltele din piatră. Numai când o persoană a învățat să topească cuprul și a inventat bronzul (un aliaj de cupru și staniu), metalul a înlocuit piatra.

Anticii credeau că efectul curativ al cuprului se datorează proprietăților sale antibacteriene și antiinflamatorii. În armura de cupru a războinicilor antici, rănile s-au înfundat mai puțin și s-au vindecat mai repede.

2. Epoca bronzului a durat de la sfârșitul anului 4 - devreme. Mileniul I î.Hr. e. S-a răspândit metalurgia bronzului, a instrumentelor și armelor din bronz (Orientul Mijlociu, China, America de Sud etc.). Bronzul este un aliaj pe bază de cupru (în antichitate este cupru + staniu, mai rar - cupru + plumb. Bronzul avea o rezistență mai mare decât cuprul; ductilitate bună, rezistență mai mare la coroziune, calități bune de turnare. Prin urmare, epoca cuprului a fost înlocuită cu bronzul.

3. Epoca fierului. În vremuri foarte vechi, produsele din fier erau fabricate din fier cu meteorit, din „piatra cerească”. Fierul cu meteorit era ușor de lucrat. Din ea se făceau doar bijuterii și cele mai simple instrumente. Topirea fierului era inaccesibilă oamenilor antici - obținându-l din compuși. Prin urmare, epoca fierului în Egipt a început abia în secolul al XII-lea.

Î.Hr. e. , și în alte țări chiar mai târziu - la început. Mileniul I î.Hr. e.

Epoca fierului a venit odată cu răspândirea metalurgiei fierului și fabricarea uneltelor și armelor. În ceea ce privește prevalența metalelor în natură, fierul ocupă locul al doilea după aluminiu. Odată cu debutul epocii fierului, fierul nu a fost practic folosit în forma sa pură. În viața de zi cu zi, produsele din oțel sau fontă (aliaje de fier cu carbon și alte elemente) sunt adesea numite și se numesc fier.

Buna ductilitate, maleabilitatea fierului și a aliajelor sale, precum și rezistența specială a produselor realizate din acestea au dus la schimbarea de la epoca bronzului la epoca fierului, care continuă până în prezent.

Aliaje de fier - fontă, oțel sunt baza industriei moderne.

Fierul este esențial pentru viața organismelor. Face parte din hemoglobină.

Anticii credeau că fierul era influențat de Marte. Cu ajutorul unui talisman metalic din fier, au încercat să vindece oamenii anemici: talismanul trebuia să îndepărteze influența nocivă a lui Marte, energia acestuia și să normalizeze conținutul de fier din sânge.

4. Aurul și argintul sunt cunoscute și de om din cele mai vechi timpuri. Aceste metale se caracterizează prin moliciune, ductilitate, ductilitate și ductilitate foarte bune. Prin urmare, aurul și argintul sunt ușor de prelucrat. Articolele realizate din aceste metale datează din 5-1 mii î.Hr. e. Culoare frumoasă,

Strălucirea „magică”, densitatea mare, ușurința, rezistența ridicată la intemperii au fost mult timp apreciate de om.

Dar aurul și argintul sunt metale rare în natură. Prin urmare, din cele mai vechi timpuri, acestea au fost utilizate în principal pentru confecționarea decorațiunilor și a obiectelor de uz casnic.

Dar, în timp, aurul (și, într-o măsură mai mică, argintul) a devenit o măsură a valorilor materiale, a început să fie folosit ca schimb de mărfuri, iar mai târziu - a devenit un echivalent monetar și, astfel, „regele metalelor”.

Încă din cele mai vechi timpuri, au fost folosite și proprietățile curative ale argintului și aurului: proprietăți antiseptice ale apei de argint; iar pentru tratamentul bolilor de piele s-au folosit proprietățile argintului, aurului și cuprului.

CAPITOLUL III CERCETAREA NOASTRĂ PRACTICĂ

3.1 Experiment chimic

„Relația„ metalelor din antichitate ”cu anumite influențe chimice”

La întrebările - „ce proprietăți ale metalelor sau aliajelor de antichități le-au asigurat siguranța până în prezent?” și „de ce este diferit gradul de conservare a diferitelor obiecte?” am încercat să dăm un răspuns recurgând la un experiment chimic.

La început, am propus următoarele ipoteze: 1 - produsele antice au supraviețuit până în vremurile noastre, deoarece metalele sau aliajele din care sunt fabricate au o activitate chimică redusă; 2 - gradul de siguranță al produselor depinde de: a) rezistența la coroziune a materialelor la influențele mediului (rezistența la coroziune depinde, în primul rând, de activitatea chimică a metalelor și aliajelor); b) timpul de expunere la diferiți factori (inclusiv „factorul chimic”) pe produs sau - vârsta produsului.

Am efectuat un astfel de experiment chimic

Esența sa este următoarea: am examinat raportul dintre metalele antice și unele dintre aliajele acestora la reactivi și substanțe naturale precum: oxigenul din aer (în condiții normale și efecte de temperatură); aer umed; apă - distilată, de la robinet, naturală; soluții de acizi și alcalii.

Este important ca toți să fie principalii distrugători (sau similaritatea acestor distrugători) pentru metale și aliaje în natură. Am efectuat reacții adecvate și am primit rezultate care confirmă corectitudinea ipotezelor (ipotezelor) noastre.

Concluzii din cercetările practice

Un experiment chimic dezvoltat și efectuat de noi a arătat că

Activitatea chimică a metalelor și aliajelor studiate (de fapt, „metale din antichitate”) - scăzută

Rezistență la coroziune la atac chimic - ridicată.

Rezultatele experimentale sunt prezentate în tabel

Concluzionăm că aceste caracteristici ale materialelor pot fi decisive în faptul că produsele din antichitate au supraviețuit până la vremea noastră

A fost testată reacția metalelor și aliajelor la durata acțiunii chimice a reactivilor de laborator și naturali (timp de 2 luni)

Experimentul a arătat: distrugerea metalelor și aliajelor crește cu timpul

Experimentul a confirmat, de asemenea, presupunerea noastră că activitatea chimică a materialelor investigate este relativ scăzută; există încă diferențe în activitatea lor chimică