Kupari: Ihmiskunnan vanhin metalli. Metallien historia Kun ihmiset oppivat käsittelemään metallia

Kuten tiedät, tärkein materiaali, josta alkukantaiset ihmiset valmistivat työkaluja, oli kivi. Ei ole turhaa, että satoja tuhansia vuosia, jotka kuluivat ihmisen ilmestymisen maan päälle ja ensimmäisten sivilisaatioiden syntymisen välillä, kutsutaan kivikaudeksi. Mutta 5-6 tuhatta vuotta eKr. e. ihmiset löysivät metallin.

Todennäköisesti aluksi ihmiset kohtelivat metallia samalla tavalla kuin kiveä. Hän löysi esimerkiksi kuparihippuja ja yritti käsitellä niitä täsmälleen samalla tavalla kuin kiveä eli leikkaamalla, hiomalla, puristamalla hiutaleita jne. Mutta kiven ja kuparin ero tuli hyvin nopeasti selväksi. Ehkä alun perin ihmiset päättivät, että metallikimpaleista ei olisi hyötyä, varsinkin kun kupari oli melko pehmeää ja siitä tehdyt työkalut epäonnistuivat nopeasti. Kuka keksi ajatuksen kuparin sulattamisesta? Nyt emme koskaan tiedä vastausta tähän kysymykseen. Todennäköisesti kaikki tapahtui vahingossa. Turhautunut mies heitti tuleen kiven, joka vaikutti sopimattomalta kirveen tai nuolenpään tekemiseen, ja sitten yllättyneenä huomasi, että kivi levisi kiiltäväksi lätäkköksi, joka tulipalon sammuttua jäätyi. Sitten tarvittiin vain vähän pohdintaa - ja ajatus sulamisesta löydettiin. Nykyaikaisen Serbian alueelta löydettiin kuparikirves, joka luotiin 5500 vuotta ennen Kristuksen syntymää.

Totta, kupari oli tietysti monissa ominaisuuksissa huonompi kuin kivi. Kuten edellä mainittiin, kupari on liian pehmeä metalli. Sen tärkein etu oli sulavuus, joka mahdollisti monenlaisten esineiden valmistamisen kuparista, mutta lujuuden ja terävyyden suhteen se jätti paljon toivomisen varaa. Tietenkin, ennen kuin esimerkiksi Zlatoust-teräs löydettiin (artikkeli "Venäläinen damastiteräs Zlatoustista"), piti kulua useita vuosituhansia. Loppujen lopuksi teknologiat luotiin vähitellen, aluksi - epävarmoin, arkain askelin, kokeilujen ja lukemattomien virheiden kautta. Kupari korvattiin pian pronssilla, kuparin ja tinan seoksella. Totta, tinaa, toisin kuin kuparia, ei löydy kaikkialta. Ei ollut turhaa, että muinaisina aikoina Britanniaa kutsuttiin "tinasaariksi" - monet kansat lähettivät sinne kaupparetket tinaa varten.

Kuparista ja pronssista tuli antiikin Kreikan sivilisaation perusta. Iliadissa ja Odysseiassa luemme jatkuvasti, että kreikkalaiset ja troijalaiset olivat pukeutuneet kupari- ja pronssisiin panssariin ja käyttivät pronssisia aseita. Kyllä, muinaisina aikoina metallurgia palveli suurelta osin armeijaa. Maata kynnettiin usein vanhanaikaisesti puuauralla, ja esimerkiksi viemärit voitiin tehdä puusta tai savesta, mutta sotilaat menivät taistelukentälle vahvassa metallipanssarissa. Pronssilla asemateriaalina oli kuitenkin yksi vakava haittapuoli: se oli liian raskasta. Siksi ihminen oppi ajan myötä sulattamaan ja käsittelemään terästä.

Rauta tunnettiin jo aikoina, jolloin maapallolla oli pronssikausi. Matalan lämpötilan käsittelyn tuloksena saatu raakarauta oli kuitenkin liian pehmeää. Meteoriittirauta oli suositumpi, mutta se oli hyvin harvinainen ja löytyi vain sattumalta. Meteoriittirauta-aseet olivat kuitenkin kalliita ja niiden hankkiminen oli erittäin arvostettua. Egyptiläiset kutsuivat taivaalta pudonneista meteoriiteista taottuja tikareita taivaallisiksi.

On yleisesti hyväksyttyä, että raudankäsittely tuli laajalle Lähi-idässä asuneiden heettiläisten keskuudessa. Ne ovat noin 1200 eKr. e. oppinut sulattamaan oikeaa terästä. Lähi-idän vallasta tuli hetkeksi uskomattoman voimakas, heettiläiset haastoivat itse Rooman, ja Raamatussa mainitut filistealaiset hallitsivat laajoja alueita nykyaikaisella Arabian niemimaalla. Mutta pian heidän teknologinen etunsa haihtui, koska terässulatustekniikkaa, kuten kävi ilmi, ei ollut niin vaikea lainata. Suurin ongelma oli takomoiden luominen, joissa oli mahdollista saavuttaa lämpötila, jossa rauta muuttui teräkseksi. Kun ympäröivät kansat oppivat rakentamaan tällaisia ​​sulatusuuneja, teräksen tuotanto alkoi kirjaimellisesti kaikkialla Euroopassa. Tietysti paljon riippui raaka-aineista. Loppujen lopuksi ihmiset vasta suhteellisen hiljattain oppivat rikastamaan raaka-aineita lisäaineilla, jotka antavat teräkselle uusia ominaisuuksia. Esimerkiksi roomalaiset pilkkasivat keltaja, koska monilla kelttiheimoilla oli niin huono teräs, että heidän miekkansa taipuivat taistelussa ja soturien täytyi juosta takariville suoristaakseen terää. Mutta roomalaiset ihailivat Intiasta peräisin olevien aseseppien tuotteita. Ja joillakin kelttiheimoilla oli terästä, joka ei ollut huonompi kuin kuuluisalla Damaskuksella. (Artikkeli "Damaskoksen teräs: myytit ja todellisuus")

Mutta joka tapauksessa ihmiskunta astui rautakauteen, eikä sitä voitu enää pysäyttää. Edes muovien laajin leviäminen 1900-luvulla ei voinut syrjäyttää metallia useimmilta ihmisen toiminnan aloilta.

"Seitsemän metallia luotiin valolla seitsemän planeetan lukumäärän mukaan" - nämä yksinkertaiset säkeet sisälsivät yhden keskiaikaisen alkemian tärkeimmistä postulaateista. Muinaisina aikoina ja keskiajalla tunnettiin vain seitsemän metallia ja sama määrä taivaankappaleita (Aurinko, Kuu ja viisi planeettaa, Maata lukuun ottamatta). Tuon ajan tieteen valokuvien mukaan vain tyhmät ja tietämättömät eivät pystyneet näkemään tässä syvintä filosofista mallia. Harmoninen alkemian teoria väitti, että kultaa edustaa taivaassa aurinko, hopea on tyypillinen kuu, kupari on epäilemättä Venuksen sukua, rauta on Marsin personoima, elohopea vastaa elohopeaa, tina Jupiteria, lyijyä Saturnukseen. 1600-luvulle asti metallit nimettiin kirjallisuudessa vastaavilla symboleilla.

Kuva 1 - Metallien ja planeettojen alkemialliset merkit

Tällä hetkellä tunnetaan yli 80 metallia, joista suurinta osaa käytetään tekniikassa.

Vuodesta 1814 lähtien ruotsalaisen kemistin Berzeliuksen ehdotuksesta metallien osoittamiseen on käytetty aakkosymboleja.

Ensimmäinen metalli, jota ihminen oppi käsittelemään, oli kulta. Vanhimmat tästä metallista tehdyt asiat valmistettiin Egyptissä noin 8 tuhatta vuotta sitten. Euroopassa 6 tuhatta vuotta sitten Traakialaiset, jotka asuivat alueella Tonavasta Dnepriin, olivat ensimmäiset, jotka valmistivat koruja ja aseita kullasta ja pronssista.

Historioitsijat erottavat ihmiskunnan kehityksessä kolme vaihetta: kivikauden, pronssikauden ja rautakauden.

Vuonna 3 tuhatta eaa. ihmiset alkoivat käyttää metalleja laajalti taloudellisessa toiminnassaan. Siirtymisellä kivityökaluista metallisiin oli valtava merkitys ihmiskunnan historiassa. Ehkä mikään muu löytö ei ole johtanut näin merkittäviin yhteiskunnallisiin muutoksiin.

Ensimmäinen laajalle levinnyt metalli oli kupari (kuva 2).

Kuva 2 - Kaavamainen kartta metallien alueellisesta ja kronologisesta jakautumisesta Euraasiassa ja Pohjois-Afrikassa

Kartasta näkyy selkeästi vanhimpien metallituotteiden löytöjen sijainti. Lähes kaikki tunnetut esineet, jotka ovat peräisin ajalta 9. ja 6. vuosituhannen lopusta eKr. (eli ennen kuin Uruk-tyyppinen kulttuuri levisi laajasti Mesopotamiassa), ovat peräisin vain kolmesta tusinasta monumentista, jotka ovat hajallaan valtavalla miljoonan km2:n alueella. Sieltä löydettiin noin 230 pientä näytettä, joista 2/3 kuuluu kahteen esikeraamiseen neoliittiseen asutukseen - Chayonu ja Ashikli.

Jatkuvasti tarvitsemiaan kiviä etsiessään esi-isämme kiinnittivät jo muinaisina aikoina huomiota punertavanvihreisiin tai vihertävänharmaisiin alkuperäisen kuparin palasiin. Rantojen ja kallioiden kallioilla he törmäsivät kuparipyriitteihin, kuparikiillotukseen ja punaiseen kuparimalmiin (kuprite). Aluksi ihmiset käyttivät niitä tavallisina kivinä ja käsitelivät niitä sen mukaisesti. Pian he huomasivat, että kun kuparia käsiteltiin kivivasaran iskuilla, sen kovuus kasvoi merkittävästi ja siitä tuli sopiva työkalujen valmistukseen. Näin otettiin käyttöön kylmämetallityöstön tai primitiivisen taontatekniikat.

Sitten tehtiin toinen tärkeä löytö - tulipalon tuleen putoavan metallia sisältävän alkuperäisen kuparin tai pintakiven pala paljasti uusia ominaisuuksia, jotka eivät ole ominaisia ​​kivelle: voimakkaasta kuumennuksesta metalli sulasi ja jäähtyessään sai uuden muodon. Jos muotti tehtiin keinotekoisesti, saatiin henkilön tarvitsema tuote. Muinaiset käsityöläiset käyttivät tätä kuparin ominaisuutta ensin korujen valamiseen ja sitten kuparityökalujen valmistukseen. Näin syntyi metallurgia. Sulatus alettiin suorittaa erityisissä korkean lämpötilan uuneissa, jotka olivat ihmisten hyvin tuntemia hieman muunneltuja keramiikkauuneja (kuva 3).

Kuva 3 - Metallin sulatus muinaisessa Egyptissä (puhallus tapahtuu eläinten nahoista valmistetuilla turkiksilla)

Kaakkois-Anatoliassa arkeologit löysivät hyvin muinaisen esi-keramiikka-neoliittisen asutuksen, Çayonü Tepesin (kuva 4), joka hämmästytti kiviarkkitehtuurinsa odottamattomalla monimutkaisuudella. Raunioiden joukosta tutkijat löysivät noin sata pientä kuparipalaa sekä monia kuparimineraalimalakiitin fragmentteja, joista osa työstettiin helmiksi.

Kuva 4 - Çayonü Tepesin asutus Itä-Anatoliassa: IX-VIII vuosituhat eKr. Täältä löydettiin planeetan vanhin metalli

Yleisesti ottaen kupari on pehmeä metalli, paljon vähemmän kova kuin kivi. Mutta kuparityökalut voitiin teroittaa nopeasti ja helposti. (S.A. Semenovin havaintojen mukaan kivikirveen korvaamisessa kuparisella leikkausnopeus kasvoi noin kolminkertaiseksi.) Metallityökalujen kysyntä alkoi kasvaa nopeasti.

Ihmiset aloittivat todellisen kuparimalmin "metsästyksen". Kävi ilmi, että sitä ei löydy kaikkialta. Niissä paikoissa, joissa runsaasti kupariesiintymiä löydettiin, niiden intensiivinen kehitys syntyi, malmi ja kaivostoiminta ilmestyivät. Kuten arkeologien löydöt osoittavat, jo muinaisina aikoina malmin louhintaprosessia tehtiin laajassa mittakaavassa. Esimerkiksi lähellä Salzburgia, jossa kuparin louhinta aloitettiin noin 1600 eKr., kaivokset saavuttivat 100 metrin syvyyteen ja kustakin kaivoksesta ulottuvien ajelehtien kokonaispituus oli useita kilometrejä.

Muinaisten kaivostyöläisten oli ratkaistava kaikki nykyaikaisten kaivostyöläisten kohtaamat ongelmat: holvien vahvistaminen, ilmanvaihto, valaistus, louhitun malmin vuorelle kiipeäminen. Astiat vahvistettiin puutuilla. Louhittu malmi sulatettiin lähistöllä matalissa paksuseinäisissä saviuuneissa. Vastaavia metallurgiakeskuksia oli muuallakin (kuvat 5,6).

Kuva 5 - Muinaiset kaivokset

Kuva 6 - Muinaisten kaivostyöläisten työkalut

3000 eKr. lopussa. muinaiset mestarit alkoivat käyttää metalliseosten ominaisuuksia, joista ensimmäinen oli pronssi. Pronssin löytämisen on täytynyt saada aikaan onnettomuus, joka oli väistämätön kuparin massatuotannon aikana. Jotkut kuparimalmilajikkeet sisältävät merkityksettömän (jopa 2 %) tinaseoksen. Sellaista malmia sulattaessa käsityöläiset huomasivat, että siitä saatu kupari oli paljon tavallista kovempaa. Tinamalmi olisi voinut päästä kuparin sulatusuuneihin jostain muusta syystä. Oli miten oli, havainnot malmien ominaisuuksista johtivat tinan arvon kehittymiseen, jota alettiin lisätä kupariin muodostaen keinotekoisen seoksen - pronssin. Tinalla kuumennettaessa kupari sulasi paremmin ja oli helpompi valaa, kun siitä tuli juoksevampaa. Pronssiset soittimet olivat kovempia kuin kuparisoittimet ja teroittivat hyvin ja helposti. Pronssimetallurgia on mahdollistanut työn tuottavuuden moninkertaisen lisäämisen kaikilla ihmisen toiminnan sektoreilla (kuvio 7).

Itse työkalujen valmistus yksinkertaistui huomattavasti: pitkän ja kovan työn kiven hakkaamisen ja kiillotuksen sijaan ihmiset täyttivät valmiit lomakkeet nestemäisellä metallilla ja saavuttivat tuloksia, joista edeltäjät eivät olleet koskaan uneksineetkaan. Valutekniikkaa parannettiin vähitellen. Aluksi valu tehtiin avoimissa savi- tai hiekkamuotteissa, jotka olivat yksinkertaisesti syvennyksiä. Ne korvattiin kivestä veistetyillä avoimilla muodoilla, joita voitiin käyttää toistuvasti. Avomuottien suuri haitta oli kuitenkin se, että ne tuottivat vain litteitä tuotteita. Ne eivät sovellu monimutkaisten muotoisten tuotteiden valamiseen. Ratkaisu löytyi, kun keksittiin suljetut jaettavat muotit. Ennen valua muotin kaksi puoliskoa liitettiin tiukasti toisiinsa. Sula pronssi kaadettiin sitten reiän läpi. Kun metalli jäähtyi ja kovetti, muotti purettiin ja valmis tuote saatiin.

Kuva 7 - Pronssityökalut

Tämä menetelmä mahdollisti monimutkaisen muotoisten tuotteiden valamisen, mutta se ei soveltunut kuviovalamiseen. Mutta tämä vaikeus voitettiin, kun suljettu muoto keksittiin. Tällä valumenetelmällä tulevan tuotteen tarkka malli muovattiin ensin vahasta. Sitten se päällystettiin savella ja poltettiin uunissa.

Vaha suli ja haihtui, ja savi otti mallin tarkan valun. Pronssia kaadettiin näin muodostuneeseen tyhjiöön. Kun se jäähtyi, muotti oli rikki. Kaikkien näiden toimintojen ansiosta käsityöläiset pystyivät valamaan jopa erittäin monimutkaisia ​​​​muotoisia onttoja esineitä. Vähitellen löydettiin uusia teknisiä tekniikoita metallien työstämiseen, kuten veto, niittaus, juottaminen ja hitsaus, jotka täydentävät jo tunnettua taontaa ja valua (kuva 8).

Kuva 8 - Kelttiläisen papin kultahattu

Ehkä suurimman metallivalukappaleen tekivät japanilaiset käsityöläiset. Tämä oli 1200 vuotta sitten. Se painaa 437 tonnia ja edustaa Buddhaa rauhan asennossa. Veistoksen korkeus jalustan kanssa on 22 m. Yhden varren pituus on 5 m. Neljä ihmistä sai tanssia vapaasti avoimella kämmenellä. Lisätään vielä, että kuuluisa antiikin kreikkalainen patsas - Rodoksen kolossi - 36 m korkea, painoi 12 tonnia, se on valettu 3. vuosisadalla. eKr e.

Metallurgian kehittyessä pronssituotteet alkoivat korvata kivituotteet kaikkialla. Mutta älä usko, että tämä tapahtui kovin nopeasti. Ei-rautametallimalmeja ei ollut saatavilla kaikkialla. Lisäksi tina oli paljon vähemmän yleistä kuin kupari. Metalleja piti kuljettaa pitkiä matkoja. Metallityökalujen hinta pysyi korkeana. Kaikki tämä esti niiden laajan leviämisen. Pronssi ei voinut täysin korvata kivityökaluja. Vain rauta pystyi tähän.

Kuparin ja pronssin lisäksi myös muita metalleja käytettiin laajalti.

Vanhimpina lyijystä valmistettuina esineinä pidetään Vähä-Aasiassa Çatalhöyükin kaivauksissa löydettyjä helmiä ja riipuksia sekä Yarym Tepestä (Pohjoinen Mesopotamia) löydettyjä sinettejä ja hahmoja. Nämä löydöt ovat peräisin 6. vuosituhannelta eKr. Ensimmäiset rautaharvinaisuudet ovat peräisin samasta ajasta, ja ne edustavat Çatalhöyükistä löydettyjä pieniä kritejä. Vanhimmat hopeaesineet löydettiin Iranista ja Anatoliasta. Iranissa ne löydettiin Tepe-Sialkin kaupungista: nämä ovat 5. vuosituhannen eKr. alusta peräisin olevia painikkeita. Anatoliassa, Beyjesultanissa, löydettiin hopeasormus, joka on peräisin saman vuosituhannen lopusta.

Esihistoriallisina aikoina kultaa saatiin paikoilleen paahtamalla. Se ilmestyi hiekan ja kimpaleiden muodossa. Sitten he alkoivat käyttää kullan jalostusta (epäpuhtauksien poistaminen, hopean erottaminen) 2. vuosituhannen eKr. toisella puoliskolla. 1200- ja 1300-luvuilla he oppivat käyttämään typpihappoa kullan ja hopean erottamiseen. Ja 1800-luvulla kehitettiin yhdistämisprosessi (vaikka se tunnettiin muinaisina aikoina, ei ole todisteita siitä, että sitä olisi käytetty kullan uuttamiseen hiekasta ja malmeista).

Hopeaa louhittiin galeenista yhdessä lyijyn kanssa. Sitten, vuosisatoja myöhemmin, niitä alettiin sulattaa yhteen (noin 3. vuosituhannella eKr. Vähässä-Aasiassa), ja tämä yleistyi vielä 1500-2000 vuotta myöhemmin.

Noin 640 eaa e. alkoi lyödä kolikoita Vähä-Aasiassa ja noin vuonna 575 eaa. e. - Ateenassa. Itse asiassa tämä on leimaustuotannon alku.

Aikoinaan tinaa sulatettiin yksinkertaisissa kuiluuuneissa, minkä jälkeen se puhdistettiin erityisillä hapetusprosesseilla. Nyt metallurgiassa tinaa saadaan käsittelemällä malmeja monimutkaisten integroitujen järjestelmien mukaisesti.

Elohopeaa tuotettiin paahtamalla malmia kasoissa, jolloin se tiivistyi kylmiin esineisiin. Sitten ilmestyi keraamiset astiat (retortit), jotka korvattiin rautaisilla. Ja elohopean kysynnän kasvaessa he alkoivat tuottaa sitä erityisissä uuneissa.

Rauta tunnettiin Kiinassa jo vuonna 2357 eaa. e. ja Egyptissä - vuonna 2800 eKr. e., vaikka jo vuonna 1600 eKr. e. rautaa nähtiin uteliaisuutena. Rautakausi alkoi Euroopassa noin 1000 eaa. e., kun raudansulatuksen taito tunkeutui Välimeren valtioihin Mustanmeren alueen skyytiiltä.

Raudan käyttö alkoi paljon aikaisemmin kuin sen tuotanto. Joskus löydettiin harmahtavan mustia metallikappaleita, jotka tikariksi tai keihäänkärkeksi taottuna tuottivat pronssia vahvemman ja sitkeämmän aseen ja pitivät terävän reunan pidempään. Vaikeus oli, että tämä metalli löydettiin vain vahingossa. Nyt voimme sanoa, että se oli meteoriittirautaa. Koska rautameteoriitit ovat rauta-nikkeli-seosta, voidaan olettaa, että esimerkiksi yksittäisten ainutlaatuisten tikarien laatu voisi kilpailla nykyaikaisten kulutustavaroiden kanssa. Sama ainutlaatuisuus johti kuitenkin siihen, että tällaiset aseet eivät päätyneet taistelukentälle, vaan seuraavan hallitsijan kassaan.

Rautatyökalut laajensivat ratkaisevasti ihmisen käytännön kykyjä. Tuli mahdolliseksi esimerkiksi rakentaa hirsistä leikattuja taloja - loppujen lopuksi rautakirves kaatoi puun ei kolme kertaa nopeammin kuin kupari, vaan 10 kertaa nopeammin kuin kivi. Myös leikatusta kivestä rakentaminen on yleistynyt. Luonnollisesti sitä käytettiin myös pronssikaudella, mutta suhteellisen pehmeän ja kalliin metallin suuri kulutus rajoitti ratkaisevasti tällaisia ​​kokeita. Myös viljelijöiden mahdollisuudet ovat laajentuneet merkittävästi.

Anatolian kansat oppivat ensimmäisenä käsittelemään rautaa. Muinainen kreikkalainen perinne piti Khalib-kansaa raudan löytäjänä, jolle kirjallisuudessa käytettiin vakaa ilmaisu "raudan isä", ja kansan nimi tulee juuri kreikan sanasta Χ?λυβας ("rauta"). ).

"Rautavallankumous" alkoi 1. vuosituhannen vaihteessa eKr. e. Assyriassa. 8. vuosisadalta eKr. Takorauta alkoi nopeasti levitä Euroopassa 3. vuosisadalla eKr. e. korvasi pronssin Galliassa, ilmestyi Saksassa 2. vuosisadalla jKr., ja 6. vuosisadalla jKr sitä käytettiin jo laajalti Skandinaviassa ja tulevan Venäjän alueella asuvien heimojen keskuudessa. Japanissa rautakausi alkoi vasta 800-luvulla jKr.

Aluksi rautaa saatiin vain pieniä määriä, ja useiden vuosisatojen ajan se maksoi joskus neljäkymmentä kertaa enemmän kuin hopea. Rautakauppa palautti Assyrian vaurauden. Tie avautui uusille valloituksille (kuva 9).

Kuva 9 - raudan sulatusuuni muinaisten persialaisten keskuudessa

Metallurgit pystyivät näkemään nestemäisen raudan vasta 1800-luvulla, mutta jo rautametallurgian kynnyksellä - 1. vuosituhannen alussa eKr. - intialaiset käsityöläiset pystyivät ratkaisemaan ongelman valmistaa elastista terästä sulattamatta rautaa. Tätä terästä kutsuttiin damastiteräkseksi, mutta valmistuksen monimutkaisuuden ja tarvittavien materiaalien puutteen vuoksi suurimmassa osassa maailmaa tämä teräs pysyi Intian salaisuutena pitkään.

Teknologisesti edistyneempi tapa valmistaa elastista terästä, joka ei vaatinut erityisen puhdasta malmia, grafiittia tai erityisiä uuneja, löydettiin Kiinasta 200-luvulla jKr. Teräs taottiin monta kertaa, jokaisen takomisen yhteydessä työkappale taitettiin puoliksi, jolloin saatiin erinomainen asemateriaali nimeltä Damascus, josta valmistettiin erityisesti kuuluisat japanilaiset katanat.

(Dia 1) Ihminen käyttää erilaisia ​​materiaaleja täyttääkseen elintärkeitä tarpeitaan. Koko ihmiskunnan historia liittyy materiaalien kehitykseen. Materiaalit antoivat nimet kokonaisille aikakausille: kivikausi, pronssikausi, rautakausi.

Kivikausi, vanhin ajanjakso ihmiskunnan kehityksessä. Kivikausi on jaettu muinaiseen (paleoliittiseen), keskimmäiseen (mesoliittiseen) ja uuteen (neoliittiseen).

Paleoliitti - muinainen kivikausi, kivikauden ensimmäinen ajanjakso, fossiilisten ihmisten (paleoantrooppien jne.) olemassaolon aika. Paleoliitti kesti ihmisen syntymisestä (yli 2 miljoonaa vuotta sitten) noin 10. vuosituhannelle eKr.

(Dia 2) Satoja tuhansia vuosia sitten, vanhalla kivikaudella (paleoliitti), ihmiset käyttivät kivestä valmistettuja työkaluja. Tällaiset työkalut valmistettiin halkaisemalla sopivan muotoisia kiviä. Aluksi nämä olivat karkeita, kiillottamattomia kiiloja.

(Dia 3) Ihminen käytti kehityksensä alkuvaiheessa myös muita luonnonmateriaaleja: puuta, luuta. Ihmiset metsästivät ja keräsivät hakattua kiveä, puuta ja luuta työkaluja käyttäen. Noin 500 000 vuotta sitten ihmiset alkoivat sytyttää tulta kivellä.

(Dia 4) Mesoliitti - keski kivikausi, siirtymä paleoliittista neoliittiseen (X - V vuosituhat eKr.). Mesoliittikaudella ilmestyi jouset ja nuolet, mikroliittiset työkalut, ja koira kesytettiin. He alkoivat käyttää tulta saven polttamiseen kotitalousvälineiden valmistukseen.

(Dia 5) Ensimmäiset neoliittiset kulttuurit ilmestyivät noin 7000 eKr. e. Neoliittisella aikakaudella, uudella kivikaudella, ihminen oppi prosessoimaan kiveä: poraamaan, hiomaan, sahaamaan, kiillottamaan jne. Kivityökaluja ilmestyi monenlaisia, puun ja luun käsittelyä parannettiin ja keramiikkaa ilmestyi.

(Dia 6) Kuparikausi (kalkoliitti) on siirtymäkausi kivikaudelta pronssikaudelle (IV–III vuosituhat eKr.). Kivityökalut ovat vallitsevia, mutta myös kuparia esiintyy. Väestön pääammatit ovat kuokkaviljely, karjankasvatus ja metsästys.

Tässä ihmisen kehityksen vaiheessa alettiin käyttää metalleja, jotka ovat yksi yleisimmistä materiaaleista. Metalleilla materiaaliryhmänä, joka tunnettiin muinaisista ajoista lähtien, oli valtava rooli ihmisyhteiskunnan aineellisen kulttuurin kehityksessä. Ihmisyhteiskunnan kehittyessä myös metallien käyttö laajeni. Vähitellen metallit tulivat yhä tärkeämmiksi ja tarpeellisiksi ihmisille.

(Dia 7) Pronssikausi, historiallinen ajanjakso, joka korvasi eneoliitin ja jolle on ominaista pronssimetallurgian, pronssityökalujen ja aseiden leviäminen 4. vuosituhannen lopulla – 1. vuosituhannen alussa eKr. e. Pronssikaudella ilmaantui paimentolaiskarjankasvatus ja kasteluviljely, kirjoittaminen ja orjuus (Lähi-itä, Kiina, Etelä-Amerikka jne.).

(Dia 8) Rautakausi, ihmiskunnan kehityskausi, joka alkoi rautametallurgian leviämisestä ja rautatyökalujen ja -aseiden valmistuksesta. Korvattiin pronssikaudella 1. vuosituhannen alussa eKr. e. Raudan käyttö antoi voimakkaan sysäyksen tuotannon kehitykselle ja vauhditti yhteiskunnallista kehitystä.

Nykytekniikkaa ei voi kuvitella ilman metallimateriaaleja.

Nyt on mahdotonta määrittää tarkasti, milloin ihmiset alkoivat louhia ja käsitellä metalleja. Voimme vain arvailla, mikä metalli löysi ensimmäisenä käytännön sovelluksen. Ilmeisesti ensimmäisinä käytettiin metalleja, joita esiintyy luonnossa puhtaassa, alkuperäisessä muodossaan.

(Dia 9) Kaivausten ja arkeologisen tutkimuksen tulosten perusteella kulta on ollut ihmiskunnan tiedossa muinaisista ajoista lähtien. Ehkä kulta oli ensimmäinen metalli, johon ihminen tutustui. Se on aina houkutellut ihmisiä loistollaan. Luonnossa kultaa esiintyy ensisijaisesti kimpaleina, muihin metalleihin verrattuna sitä on helppo käsitellä.

(Dia 10) Kultaa on muinaisista ajoista lähtien käytetty erilaisten esineiden valmistukseen. Tosin kullasta oli mahdotonta valmistaa työkaluja tai aseita, mutta kullan tuntemus ja käsittely toi ihmisille kokemuksia, joista oli hyötyä jatkossa muiden metallien käsittelyssä.

Sumerit, jotka asuivat 3. - 4. vuosituhannen vaihteessa eKr. Tigris- ja Eufrat-jokien varrella he valmistivat kultatuotteita, jotka ovat nykyään yhtä kiiltäviä ja puhtaita kuin ne olivat noina kaukaisina aikoina.

On todisteita kullan louhinnasta ja siitä valmistettujen tuotteiden valmistuksesta muinaisessa Egyptissä (4100-3900 eKr.), Intiassa ja Indokiinassa (2000-1500 eKr.), missä kullalla tehtiin rahaa, kalliita koruja ja taideteoksia. kultti ja taide.

Joidenkin tietojen mukaan Kiinassa jo noin 2250 eKr. e. siellä oli kultakolikko. Länsi-Aasiassa ja Afrikassa kultakolikko ilmestyi paljon myöhemmin. Foinikialaiset käyttivät kultaa erityisesti myöhempinä aikoina vaihtovälineenä ja olivat innokkaita sen tuotannossa.

Egypti oppi käsittelemään kultaa myöhään neoliittisella kaudella. Vuonna 2900 eaa. muinaisen Egyptin valtion perustaja Menes käski nimetä 14 g painavan kultaharkon arvoyksikön, joka tuli faaraoille Nubiasta, jossa he omistivat kultakaivoksia.

(Dia 11) Arkeologisista kaivauksista tiedämme nuorena noin vuonna 1350 eKr. kuolleen farao Tutankhamonin haudan aarteista. Hänen hienostunut kultainen sarkofaginsa painoi yksin 110,4 kg. Nykyäänkin ihaillaan metallinkäsittelytekniikan täydellisesti hallittujen kultaseppien taitoa.

(Dia 12) Farao Mererubin (Vanhan kuningaskunnan VI-dynastian) haudasta löydetyistä kuvista voi päätellä Egyptissä neljätuhatta vuotta sitten saavutetun metallinkäsittelytekniikan. Ensimmäisessä kuvassa virkamies punnitsee metallin (kulta) ja kirjuri kirjoittaa määrän. Toisessa kuvassa kuusi ihmistä puhaltaa sulavaa takoa lasipuhaltimia muistuttavilla putkilla. Sitten mestari kaataa sulan metallin upokkaasta maassa seisovaan muottiin, kun taas avustaja pitää kuonaa. Harkko hakataan kivillä (vasaroilla) ja tuodaan valmiiseen tuotteeseen. Kuvan yläreunassa näet valmistetut astiat.

Tanskan muinaisten hautausmäkien kaivaukset ovat osoittaneet, että aseet ja taloustavarat valmistettiin pääasiassa kullasta ja vain tietyt osat rautaa. Ilmeisesti valmistajat saattoivat hävittää kuparin ja kullan melko vapaasti, mutta heidän piti säästää raudassa. Amerikan ja Afrikan mantereiden alkuperäisasukkaiden havainnot osoittivat myös, että kullan ja hopean käyttö edelsi muiden hyödyllisten metallien käyttöä. Kun muita metalleja löydettiin ja niiden käsittelymenetelmiä löydettiin, kultasta tuli harvinaisuutensa ja kauneutensa vuoksi erityisen arvokas koriste-esine ja se sai oikeuden nimitykseen "jalometalli", joka on parempi kuin kaikki muut metallit. Kulta on säilyttänyt tämän merkityksen tähän päivään asti.

(Dia 13) Nykyään on yleisesti hyväksyttyä, että pronssikautta edelsi ajanjakso, jolloin aseita ja työkaluja valmistettiin kuparista. Joidenkin arkeologisten tietojen mukaan egyptiläiset tunsivat kuparin hyvin jo 4000 eKr. e. Ihmiskunnan tuntemus kuparin kanssa juontaa juurensa aikaisemmasta aikakaudesta kuin raudan kanssa. Tämä selittyy toisaalta sillä, että kuparia esiintyy luonnossa kimpaleina, ja toisaalta sillä, että sitä on suhteellisen helppo saada yhdisteistä. On mahdollista, että ensimmäiset pienet kupariesineet, kuten nuolen ja keihään kärjet, on taottu löydetyistä kimpaleista. Muinainen Kreikka ja Rooma saivat kuparin Kyproksen saarelta (Kyprom), mistä johtuu sen nimi Cuprum.

(Dia 14) Sitten ihmiset havaitsivat, että kylmätakomisen aikana kupari ei vain saa haluttua muotoa, vaan myös kovenee ja vahvistuu, ja jos kovettunutta metallia kuumennetaan tulella, se pehmenee jälleen. Mutta ennen kuin ihmiset oppivat sulattamaan kuparia ja valamaan sitä muotteihin, kului paljon aikaa. Kuparin louhinta alkoi muinaisen Egyptin eri alueilla farao Snefrun aikana, noin 3. vuosituhannen puolivälissä eKr.

Kaikkien etujensa lisäksi kuparilla oli erittäin merkittävä haittapuoli: kuparityökalut ja -työkalut, kuten veitset, tylsisivät nopeasti. Kuparityökalut ja -välineet eivät voineet täysin korvata kivityökaluja, koska niillä ei ollut suurta lujuutta ja kulutuskestävyyttä edes kylmäkarkaistussa tilassa. Kivityökalujen ja työkalujen korvaamisen mahdollisti kupariseos - pronssi.

(Dia 15) Pronssilla tarkoitetaan kuparin ja tinan seoksia eri suhteissa sekä kuparin ja tinan ja sinkin ja joidenkin muiden metallien tai metalloidien (lyijy, mangaani, fosfori, pii jne.) seoksia. Pronssilla on paremmat valuominaisuudet verrattuna kupariin, suurempi lujuus ja kovuus sekä voimakkaampi kovettuminen kylmän muodonmuutoksen seurauksena.

Tinapronssi on vanhin ihmisen sulattama seos. Ensimmäiset pronssituotteet valmistettiin noin 3000 eaa. e. kuparin ja tinamalmien sulatusta vähentävä seos hiilen kanssa. Paljon myöhemmin tinaa ja muita metalleja lisättiin kupariin pronssin tuottamiseksi. Pronssia käytettiin muinaisina aikoina aseiden ja työkalujen (nuolenpäiden, tikarien, kirveiden), korujen, kolikoiden ja peilien valmistukseen.

On mahdollista, että pronssia saatiin alun perin vahingossa malmista, joka sisälsi sekä kuparia että tinaa. Sitten pronssi valmistettiin tietyn reseptin mukaan, kuten muinaisten pronssiesineiden analyysien tulokset osoittavat.

Voidaan olettaa, että pronssikauden metallurgia ja metallintyöstö saivat alkunsa antiikin ensimmäisistä suurista kulttuurikeskuksista - Tigris- ja Eufratin laaksoista sekä Niilistä. Uskotaan, että pronssituotteita alettiin valmistaa Egyptissä 2. vuosituhannen alussa eKr. Lähi-idässä pronssikausi alkoi hieman aikaisemmin.

18. dynastian (Uusi kuningaskunta, noin 1450 eKr.) korkea-arvoisen egyptiläisen virkamiehen haudasta löydettiin kuva valukappaleiden hankinnan teknologisesta prosessista niinä päivinä.

Euroopassa pronssikauden alku osuu 2. vuosituhannelle eKr.

Monia erinomaisia ​​pronssia eri kansoista on tullut meille. Aseet, työkalut, korut, astiat ja muut esineet todistavat muinaisten käsityöläisten hämmästyttävästä taiteesta, jotka olivat hyvin tietoisia kuparin ja sen seoksen - pronssin - erityisominaisuuksista.

(Dia 16) Liioittelematta voidaan sanoa, että taiteellisen pronssin historia on samalla sivilisaation historiaa. Karkeassa ja primitiivisessä tilassa löydämme pronssia ihmiskunnan syrjäisimmiltä esihistoriallisilta aikakausilta. Egyptiläisten, assyrialaisten, foinikialaisten ja etruskien keskuudessa taiteellinen pronssi saavutti merkittävän kehityksen ja laajan käytön. 7. vuosisadalla eKr. e. Opimme valamaan patsaita pronssiin - löytö, jonka ansiosta olemme velkaa jäljittelemättömien taideteosten olemassaolon alkaen Athena Phidiasista ja päättyen Firenzen museon etruskien puhujaan ja Marcus Aurelius Capitolineen.

(Dia 17) Taiteellista pronssia käytetään laajalti arkkitehtuurissa, temppelin tai palatsin pääkomponenttina tai yksinkertaisesti ulkoisena koristeena. Homeroksen Odysseiassa kuvaama palatsi oli pronssisen seinän ympäröimä. Agrippa käski pronssisilla koristeilla koristellun Assyrian palatseja jäljitelläkseen roomalaisen Pantheonin. Muinaisista ajoista lähtien pronssia on käytetty aseiden, amulettien, maljakoiden koristeluun sekä erilaisten taloustarvikkeiden ja huonekalujen valmistukseen. Faaraoiden aikana Tyyron ja Sidonin asukkaat kävivät laajaa pronssituotteiden kauppaa Välimeren rannoilla. Pompejin kaivausten ansiosta tiedämme, että pronssituotteet olivat suuressa käytössä Roomassa ja Rooman provinsseissa.

(Dia 18) Jos uskot kreikkalaisia ​​kirjailijoita, taito valaa erilaisia ​​esineitä pronssista (pääasiassa patsaita) syntyi ensimmäisen kerran Samoksen saarella Kyyroksen tai Kroisoksen aikana eli 7.-6. vuosisadalla eKr. e. Raamattu mainitsee pronssiset veistokset, jotka Tyrolainen Hiram teki Jerusalemin temppelin rakentamisen aikana kuningas Salomon hallituskaudella.

(Dia 19) Assyriassa, Palestiinassa, muinaisessa Persiassa, Egyptissä, Intiassa, Kiinassa ja Japanissa pronssia esineitä löytyy valtavia määriä ja ne ovat taiteellisesti merkittäviä. Kaldean ja Assyrian haudoista löydettiin pronssisia rannekoruja ja sylinterin muotoisia, päistään kapenevia korvakoruja. Louvressa on tuolta ajalta peräisin oleva pronssinen rannekoru, joka päättyy leijonan päähän. Tiedetään, että foinikialaiset työläiset rakensivat Jerusalemin temppelin ja se oli koristeltu pronssisilla koristeilla. Kuvaus tästä temppelistä ja sen koristeista löytyy Raamatusta.

Arvokkaan pronssin suuri kysyntä vauhditti muiden talouden alojen kehitystä. Kaivostoiminta parani ja kauppa laajeni. Italiasta löydettiin jopa 130 metrin syvyisiä pronssikautisia kaivoksia, joissa kaivostuki säilytti edelleen puupylväillä ja vuorauksella.

(Dia 20) Toinen ensimmäisistä ihmisen hallitsemista metalleista on tina. Egyptiläiset tiesivät sen 3000-4000 eKr. e. ja siitä puhutaan Raamatussa. Aristoteleen mukaan muinaisina aikoina kolikot lyötiin tinasta; Rooman vallan aikana Englannissa astiat valmistettiin tinasta. Henrik VIII:n aikana tinan hinta oli sama kuin hopean hinta. Plinius mainitsi jo tinauksen.

Tiedetään, että tinaa alettiin louhia aikaisemmin kuin rautaa. Tinakaivokset toimivat Mesopotamiassa (nykyinen Irak) ja Euroopassa jo 4000 vuotta sitten.

Tina on pehmeä valkoinen metalli, jota voidaan seostaa kuparilla pronssin muodostamiseksi. Pronssin sulattamiseen tarvittavaa tinaa ei löydy kaikkialta. Foinikialaiset, antiikin parhaat merimiehet ja kauppiaat, saavuttivat Brittein saarten lounaisosan ja löysivät sieltä tinamalmiesiintymän (kasiteriitti). Foinikialaiset kauppiaat kävivät kauppaa tinalla Välimeren koko Euroopan rannikolla, he vaihtoivat tätä metallia kankaisiin ja jalokiviin.

(Dia 21) Tina on melko harvinainen, mutta erittäin hyödyllinen metalli. Se ei ruostu. Metalli oli ilmeisesti saavuttamaton ja kallis, koska tinaesineitä löytyy harvoin roomalaisten ja kreikkalaisten muinaisten tuotteiden joukosta, vaikka Vanhan testamentin varhaisissa kirjoissa (neljäs Mooseksen kirja - Numerot) mainitaan tina.

(Dia 22) Pronssin lisäksi ihmiset alkoivat yhä useammin käyttää toista metallia, joka soveltuu entistä paremmin työkalujen ja aseiden valmistukseen - rautaa. Sen historia alkaa myös muinaisista ajoista. Raudan käyttö antoi voimakkaan sysäyksen tuotannon kehitykselle ja vauhditti yhteiskunnallista kehitystä. Rautaa kutsutaan myös sivilisaatioiden voiman metalliksi. Rautakauden tulo liittyy siihen, että löydettiin menetelmä raudan saamiseksi maan suolistossa olevista malmeista.

Vielä ei ole voitu selvittää, missä ja miten rautaa louhittiin ensimmäisen kerran suuria määriä. Vanhin Egyptistä löydetty rautaesine on peräisin 4. vuosituhannelta eKr., se on kaulakoru, joka on tehty taotuista meteoriittiraudan kaistaleista.

(Dia 23) Meteorinen rauta on kemiallisesti puhdasta (ei sisällä epäpuhtauksia), eikä siksi vaadi työvoimavaltaisia ​​tekniikoita niiden poistamiseen. Malmeissa oleva rauta päinvastoin vaatii useita puhdistusvaiheita. Arkeologia, etymologia ja joidenkin kansojen keskuudessa laajalle levinneet myytit jumalista tai demoneista, jotka pudottivat taivaalta rautaisia ​​esineitä ja työkaluja, todistavat sen, että ihminen tunnisti ensimmäisenä "taivaallisen" raudan.

Ensimmäinen rauta - jumalien lahja, puhdas, helppo käsitellä - käytettiin yksinomaan "puhtaiden" rituaaliesineiden valmistukseen: amuletit, talismaanit, pyhät kuvat (helmet, rannekorut, sormukset, tulisijat). Rautameteoriitteja palvottiin, uskonnollisia rakennuksia rakennettiin niiden putoamispaikalle, ne jauhettiin jauheeksi ja juotettiin parannuskeinona moniin vaivoihin ja kuljetettiin mukana amuletteina. Ensimmäiset meteoriittirauta-aseet koristeltiin kullalla ja jalokivillä ja niitä käytettiin hautaamisessa.

Etelä-Mesopotamiassa, missä sumerilainen Urin kaupunkivaltio aikoinaan sijaitsi, löydettiin noin vuonna 3100 eaa. meteoriittiraudasta valmistettu tikari, jossa oli kullattu kahva. Meteorinen rauta käsiteltiin samalla tavalla kuin kuparia. Kylmätakouksessa se saa halutun muodon ja samalla vahvistuu ja kovettuu, ja tulessa hehkuttaminen taas tekee taotusta metallista pehmeämmän.

Muinaisessa maailmassa rautaa ympäröi mysteeri aura, ilmeisesti sen alkuperän vuoksi. Sumerit kutsuivat sitä "taivaalliseksi kupariksi". Heettiläisissä nuolenpäätauluissa, jotka osoittavat kaikkien silloin tunnettujen metallien maantieteellisen sijainnin, raudan sanotaan "tulevan taivaalta". Egyptiläiset kuvasivat rautaesineitä aina sinisenä, taivaan värinä.

(Dia 24) Ensinnäkin rautaa ilmestyi suurina määrinä kalibreiden, legendaarisen kansan keskuudessa, joka asui Transkaukasiassa noin vuonna 1500 eaa. He oppivat sulattamaan sen rautaa sisältävästä malmista. Agricolan kirja "On Metals" kuvaa kryogeenisen raudan tuotantoa juustouuneissa.

(Dia 25) Aluksi rauta oli erittäin kallista. Babylonissa kuningas Hammurabin (1728 - 1686 eKr.) aikana rauta oli 8 kertaa kalliimpaa kuin kulta ja 40 kertaa kalliimpi kuin hopea. Yksi Assyrian kuninkaista, joka eli kolmetuhatta vuotta sitten, oli kuuluisa rautaaarteistaan, jotka olivat hänelle arvokkaampia kuin kulta. Akhilleus, antiikin kreikkalaisen myytin sankari, tappoi vastustajansa ottaakseen haltuunsa hänen rautahaarniskansa.

(Dia 26) Muinaisen Intian metallurgit loivat vaikuttavia mestariteoksia. Delhissä on kuuluisa Kutub-pylväs, joka painaa 6 tonnia, on 7,5 m korkea ja halkaisijaltaan 40 cm. Se koostuu yksittäisistä takomoon hitsatuista pisteistä. Pylvään kokoa yllättävämpää on se, ettei siihen ole toistaiseksi muodostunut ruostetta.

(Dia 27) Muinaiset Intian metallurgit olivat myös kuuluisia terästään. Intialaisia ​​miekkoja arvostettiin muinaisina aikoina. Muinaisten hautausten kaivauksissa löydettiin teräsaseita, jotka on valmistettu 1. vuosituhannen puolivälissä eKr. Intialaiset käsityöläiset hallitsivat jo tuolloin "todellisen" Damaskoksen teräksen valmistuksen taidon.

(Dia 28) Kiinassa valurauta sulatettiin ensin malmista, joka sitten sulatettiin teräkseksi tai valuraudasta valmistettiin valukappaleita. Siellä valimotekniikka saavutti korkean täydellisyyden aikaisemmin kuin muissa maissa. Muinaisessa Kiinassa pronssi ja valurauta olivat suosikkimateriaaleja monumentaalisten hahmojen valamiseen. Muinaisen buddhalaisen luostarin puutarhassa on 6 m korkea valurautaleijona.

(Dia 29) Pehmeää ja suhteellisen helposti saatavilla olevaa lyijyä käytettiin muinaisina aikoina eri tarkoituksiin. Putket tehtiin taivutetuista lyijylevyistä. Lyijystä lyötiin kolikoita, mitaleja ja sinettejä sekä tehtiin upotuskalustoja kalastusvälineisiin ja laivojen ankkureita. Ohuille lyijylevyille kaiverrettiin tekstiä ja niitä ompelemalla tehtiin lyijykirjoja.

Oletettavasti ensimmäinen tieto lyijystä tulee Intiasta. Tiilien muodossa olevat lyijyharkot toimivat kauppana, ja ne mainitaan myös tavaraluetteloissa, jotka Egyptin faaraot saivat kunnianosoituksena. Välimeren saarilla, Italiassa, Kreikan rannikolla ja monin paikoin Länsi- ja Keski-Euroopassa on säilynyt jälkiä muinaisista lyijykaivoksista.

(Dia 30) Antimoni tunnettiin paljon vähemmän kuin lyijy - hopeanvalkoinen, erittäin kiiltävä, erittäin hauras metalli. Babylonissa siitä valmistettiin astioita jo 3000 eaa. Ei kuitenkaan metallista antimonia, vaan sen yhdisteitä käytettiin paljon laajemmin, erityisesti kosmetiikassa. Ilmeisesti antimoni toimi myös seosaineena antimonipronssien sulatuksessa, joilla on erinomaiset valuominaisuudet.

Paljon myöhemmin, alkemian kiehtomisen aikana, antimoni sai erityisen merkityksen, pääasiassa siksi, että se sulassa muodossaan liuottaa monia muita metalleja hyvin - "nielee" ne. Alkemistit valitsivat suden tämän metallin symboliksi.

Antimoni näyttää tavalliselta metallilta, jolla on perinteinen harmaa-valkoinen väri ja hieman sinertävä sävy. Mitä enemmän epäpuhtauksia, sitä vahvempi sininen sävy. Tämä metalli on kohtalaisen kovaa ja erittäin hauras: posliinihuhmaressa ja survimessa tämä metalli voidaan helposti murskata jauheeksi.

(Dia 31) Roomalaiset kutsuivat elohopeaa "argentum vivum" - eläväksi hopeaksi. Tämä hämmästyttävä metalli on ainoa, joka pysyy nestemäisessä tilassa normaaleissa lämpötiloissa. Elohopeaa ei ole vaikea saada sen luonnollisesta rikkiyhdisteestä - tunnetusta sinoberista. Ensimmäinen kirjallinen maininta elohopeasta kuuluu Aristoteleelle ja juontaa juurensa noin 350 eKr., mutta kuten arkeologiset löydöt osoittavat, se tunnettiin paljon aikaisemmin.

(Dia 32) Muinaisina aikoina elohopeaa käytettiin laajasti kultaukseen. Kulta liukenee helposti elohopeaan ja muodostaa sen kanssa seoksen - kulta-amalgaamin, joka levitetään prosessoitavaan tuotteeseen. Sitten se kuumennetaan, elohopea haihtuu ja kultakerros jää tuotteen päälle.

(Dia 33) Hopeaa, jota ihminen on tuntenut muinaisista ajoista lähtien, löytyy luonnosta alkuperäisen metallin muodossa . Tämä määräsi hopean merkittävän roolin eri kansojen kulttuuriperinteissä. Hopeasta valmistettiin erilaisia ​​koruja, joita käytettiin kolikoiden lyömiseen. Assyriassa ja Babylonissa hopeaa pidettiin pyhänä metallina ja se oli Kuun symboli. Keskiajalla hopea ja sen yhdisteet olivat erittäin suosittuja alkemistien keskuudessa. 1200-luvun puolivälistä lähtien hopeasta on tullut perinteinen astioiden valmistusmateriaali. Hopeaa käytetään edelleen kolikoiden lyömiseen.

(Dia 34) Pronssin ja teräksen lisäksi tunnettiin lyijyn ja tinan sekä messingin seokset. Messinkiä käytettiin jo Homeroksen aikana (8. vuosisadalla eKr.). Keisari Augustuksen aikana (63 eKr. – 14 jKr.) Roomassa lyötiin messinkirahoja. Messinki soveltuu hyvin painekäsittelyyn, joten osat siitä valmistetaan usein syvävetämällä.

Vielä ei kuitenkaan tiedetty, että messinki sisältää toista metallia - sinkkiä. Eurooppa oppi sinkistä vasta 1700-luvulla Freibergin metallurgi Johann Friedrich Henckeliltä (1675–1744). Kiinalaiset tunsivat tämän metallin aiemmin.

(Dia 35) Rooman valtakunnan romahtamisen aikana ihmisillä oli jo vankka tietämys metallurgian alalta. He hallitsivat monien metallien uuttamisen ja käsittelyn: kullan, hopean, kuparin, raudan, tinan, lyijyn, elohopean ja antimonin.

(Dia 36) Kiitos huomiostanne.

Luettelo käytetyistä lähteistä.

1. Beckert M. Metallin maailma./Toim. V.G. Lutzau. – M.: Mir, 1980

2. Golden Fund of Encyclopedias (sähköinen versio):

• Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja
• Kuvitettu tietosanakirja
• venäjän tietosanakirja
• Brockhausin ja Efronin tietosanakirja
• Suuri Kyrilloksen ja Metodiuksen tietosanakirja.

Ensimmäiset metallit, joiden kanssa ihmiset oppivat työskentelemään, olivat kupari ja kulta. Syynä tähän oli se, että sekä kuparia että kultaa löytyy luonnosta paitsi malmeissa myös puhtaassa muodossa. Ihmiset löysivät kokonaisia ​​kultahippuja ja kuparinpalasia ja antoivat niille halutun muodon vasaralla. Lisäksi näitä metalleja ei tarvinnut edes sulattaa. Ja vaikka emme vieläkään tiedä tarkalleen, milloin ihmiset oppivat käyttämään metalleja, tiedemiehet voivat taata sen tosiasian, että ihminen käytti kuparia ensimmäisen kerran viidennellä vuosituhannella ja kultaa viimeistään neljännellä vuosituhannella eKr.

Noin kolmannella vuosituhannella eKr. ihmiset löysivät joitakin metallien tärkeimmistä ominaisuuksista. Siihen mennessä ihminen oli jo tutustunut hopeaan ja lyijyyn, mutta useimmiten hän käytti edelleen kuparia lähinnä sen lujuuden vuoksi ja ehkä myös siksi, että kuparia löytyi runsaasti.

Aloitettuaan työskennellä metallien kanssa, ihmiset oppivat antamaan niille haluttuja muotoja ja valmistamaan niistä astioita, työkaluja ja aseita. Mutta heti kun henkilö tutustui metalleihin, hän ei voinut olla kiinnittämättä huomiota niiden hyödyllisiin ominaisuuksiin. Jos metallia kuumennetaan, se pehmenee, ja jos se sitten jäähdytetään uudelleen, se kovettuu uudelleen. Ihminen oppi valamaan, keittämään ja sulattamaan metalleja. Lisäksi ihmiset oppivat uuttamaan metalleja malmeista, koska ne ovat luonnossa paljon yleisempiä kuin kimpaleet.

Myöhemmin ihminen löysi tinan, ja oppiaan sekoittamaan ja sulattamaan kuparia ja tinaa hän alkoi valmistaa pronssia. Ajanjaksolla 3500 - noin 1200 eKr. pronssista tuli tärkein materiaali, josta valmistettiin aseita ja työkaluja. Tätä ihmiskunnan historian ajanjaksoa kutsutaan pronssikaudeksi.

Löytämällä maapallollemme putoaneita meteoriitteja ihmiset oppivat raudasta - kauan ennen kuin he oppivat saamaan sitä maallisista malmeista. Noin 1200 eKr. ihminen ylitti tämän esteen ja oppi sulattamaan rautaa. Tämä taito levisi nopeasti ympäri maailmaa. Rauta on korvannut kuparin lähes kaikilla alueilla. Tämä oli seuraavan rautakauden alkua. Muuten, Rooman valtakunnan aikana ihmiset tunsivat kultaa, kuparia, hopeaa, tinaa, rautaa, lyijyä ja elohopeaa.

Milloin metallia käytettiin ensimmäisen kerran?

Noin 6000 vuotta sitten ihminen eli kivikaudella. Se on saanut nimensä, koska suurin osa työ- ja metsästystyökaluista oli tehty kivestä. Ihminen ei ole vielä oppinut valmistamaan niitä metallista.

Todennäköisesti ensimmäiset metallit, joita ihminen alkoi käyttää, olivat kupari ja kulta. Syynä on se, että näitä metalleja oli luonnossa sekä puhtaassa muodossa että osana malmia. Ihminen löysi kuparin ja kullan kimpaleita ja pystyi muotoilemaan niistä erilaisia ​​muotoja sulamatta. Emme voi sanoa tarkalleen, milloin ihminen löysi nämä metallit, mutta tiedetään, että kuparia alettiin käyttää viidennen vuosituhannen vaihteessa eKr. Vähän ennen neljättä vuosituhatta eKr. kultaa alettiin käyttää.

Kolmannella vuosituhannella eKr. ihminen oli jo oppinut paljon metallin käsittelystä.

Siihen mennessä oli löydetty myös hopeaa ja lyijyä, mutta siitä huolimatta kupari oli useimmiten käytetty metalli lujuutensa ja runsautensa vuoksi.

Ensin ihminen oppi takomaan metallista hyödyllisiä asioita - astioita, työkaluja ja aseita. Metallin taontaprosessissa hän löysi karkaisu-, sulatus-, valu- ja sulatusprosessin. Hän oppi myös louhimaan kuparia malmista, jota oli runsaammin kuin kimpaleita. Myöhemmin ihminen löysi tinan ja oppi sekoittamaan sitä kuparin kanssa kovemman pronssin luomiseksi. Noin vuosina 3500–1200 eKr. pronssi oli tärkein materiaali työkalujen ja aseiden valmistuksessa. Tätä ajanjaksoa kutsutaan pronssikaudeksi.

Ihminen sai tietää raudan olemassaolosta löytämällä meteoriitteja kauan ennen kuin hän keksi kuinka sulattaa se sen malmista. Vuoteen 1200 eKr mennessä ihminen oli oppinut työstämään rautaa, ja hänen taitonsa siirtyivät sukupolvelta toiselle. Rauta on suurelta osin korvannut pronssin. Tämä oli rautakauden alkua.

Rooman valtakunnan syntyessä ihmiset tunsivat seitsemän metallia: kulta, kupari, hopea, lyijy, tina, rauta ja elohopea.

Milloin ensimmäiset sahat ilmestyivät?

Historioitsijat katsovat sahan ulkonäön johtuvan pronssikaudesta, jolloin ihmiset oppivat käsittelemään metallia. Ehkä tämä on totta. Pääkysymys oli laivojen rakentaminen. Kaikki ensimmäiset alukset olivat puisia. Laivan rakentamiseen tarvitset lautoja. Ja vain laudat. On mahdotonta rakentaa laivaa pyöreistä rungoista. Lautaa ei voi repäistä rungosta kirveellä, ja vaikka tekisitkin, se on erittäin työvoimavaltainen prosessi. Mutta kuten tiedämme, laivat olivat hyvin yleisiä muinaisessa Kreikassa. Heistä, heidän laivastonsa, tuli perusta antiikin Kreikan koko Välimeren kolonisaatiolle. Kreikkalaiset rakensivat paljon laivoja, mikä tarkoitti, että he tarvitsivat paljon lankkuja. Siellä oli siis sahoja. Muinaisessa Kreikassa rauta- ja terästyökaluja käytettiin jo täysimääräisesti. Koska siellä oli miekkoja ja kirveitä, tästä seuraa, että siellä saattoi olla myös sahoja.

Kysymys kuuluu - mitkä? Todennäköisesti nämä olivat rautasahatyyppisiä sahoja, eli vain pitkiä sahalaitaisia ​​veitsiä. Ja vaihtoehtona niiden kehittämiseen - kahden käden sahat suurien runkojen leikkaamiseen. Voit nähdä, miltä muinaiset sahat näyttivät muinaisista piirustuksista tai historiallisista elokuvista. Yksi mies on päällä, yksi on alhaalla, keskellä on tukki, ja he sahaavat sitä. Prosessi on työvoimavaltainen ja yksitoikkoinen. Luonnollisesti mikä tahansa yksitoikkoinen prosessi on helpompi automatisoida, ja näin syntyivät ensimmäiset vesivoimalla toimivat mekaaniset sahat. Sitten tietysti höyryvoimalla.

Mutta mielenkiintoisin asia tässä asiassa on pyörösahan tai pyörösahan ulkonäkö. Sahausalalla pyörösahan keksiminen on merkitykseltään yhtä tärkeä ilmiö kuin pyörän keksiminen! Ei ole myöskään tarkkaa tietoa siitä, milloin ja missä pyörösaha ilmestyi ensimmäisen kerran. Voimme kuitenkin olettaa, että kyseessä on keskiaika, keski- tai myöhäiskeskiaika, jolloin kaikenlaisten mekaanisten keksintöjen räjähdysmäisesti tapahtui. Käsikäyttöisten vannesahojen tuloon asti.

Seuraava askel sahaliiketoiminnan kehityksessä oli metallien käsittely sahoilla. Tätä helpotti ultravahvojen metallien ja metalliseosten ilmaantuminen sekä tekniikat timanttileikkureiden ja hioma-aineiden kiinnittämiseksi sahojen leikkauspintoihin. Tällaisia ​​sahoja on käytetty pitkään kiskojen sahaamiseen ja muiden massiivisten metalliosien leikkaamiseen. On myös suuria koneita, jotka suorittavat nämä prosessit.

Miten ihmiset käsittelivät metalleja?

Ensimmäiset metallit, joita ihmiset oppivat louhimaan ja käsittelemään, olivat kulta, kupari ja pronssi. Metallityöstö tehtiin iskutyökaluilla, ns. kylmätaivutusmenetelmällä. Juustouuneja käytettiin monenlaisten metallien valmistukseen. Jotta osat saisivat oikean muodon, muinaiset käsityöläiset kiillottivat työkappaleen kivellä pitkän ja kovan työn aikana. Sen jälkeen keksittiin uusi menetelmä - valu. Irrotettavat ja yksiosaiset muodot leikattiin puusta tai kivestä, sitten seos kaadettiin niihin, minkä jälkeen metalli jäähtyi, valmis tuote saatiin.

Muotoiltujen tuotteiden valmistukseen käytettiin suljettua muottia, jota varten vahasta muotoiltiin tuotteen malli, jonka jälkeen se peitettiin savella ja laitettiin uuniin, jossa vaha suli ja savi toisti tarkan mallin. Metalli kaadettiin tyhjiöön, täydellisen jäähdytyksen jälkeen muotti rikottiin ja käsityöläiset saivat monimutkaisen muotoisen tuotteen.

Ajan myötä opittiin uusia tapoja työskennellä metallin kanssa, kuten juottaminen ja hitsaus, taonta ja valu.

Nykyään on syntynyt uusia teknologioita, jotka mahdollistavat metallin käsittelyn paljon nopeammin. Koneistus suoritetaan sorveilla, jonka avulla voit saada valmiin tuotteen suurella tarkkuudella.

Kääntäminen on suosituin tapa. Se valmistetaan erityisillä metallinleikkauskoneilla, jotka on konfiguroitu suorittamaan työtä tietyntyyppisestä metallista. Sorveja, automaattisessa ja puoliautomaattisessa tilassa, käytetään pyörivän rungon muotoisten tuotteiden massatuotantoon.

Numeroohjattuja koneita käytetään myös metallin työstöön. Nämä koneet ovat täysin automatisoituja ja kuljettajan päätavoitteena on ohjata toimintaa, asentaa laitteet, asentaa työkappale ja poistaa valmiin tuotteen.

Jyrsintätyö on mekaaninen prosessi metallien työstämiseksi yleisjyrsinkoneilla, joka vaatii kokeneen asiantuntijan, jolla on syvällinen metallitieteen ja metallinkäsittelymenetelmien tuntemus.

Laadukkaan jyrsintätyön suorittamiseksi on tärkeää käyttää erittäin tarkkoja laitteita. Jyrsintäaste riippuu suoraan tehokkuudesta ja tuottavuudesta. Siksi epätarkkuuksia ja virheitä tässä asiassa ei yksinkertaisesti voida hyväksyä.

Lähteet: otvet.mail.ru, potomy.ru, esperanto-plus.ru, operator-cnc.ru, www.protochka.su

Noin neljätuhatta vuotta eKr. Sumerin kaupungissa tehtiin uusi löytö: jos tietyn tyyppisiä kiviä sulatetaan pitkään korkeassa lämpötilassa, puhdasta metallia alkaa virrata niistä! Kupari oli ensimmäinen metalli, jonka ihminen oppi sulattamaan.

Mutta valitettavasti ei tiedetä tarkasti, kuinka kupari löydettiin. Voidaan olettaa, että se avattiin vahingossa. Todennäköisesti savenvalaja halusi lisätä kuvion keramiikkaan ja alkoi sulattaa moniväristä kiveä, joka osoittautui kuparimalmiksi. Pian kävi selväksi, että voimakkaasti kuumennettaessa malmista vuoti nestemäistä kuparia ulos. Aluksi ihmiset eivät ymmärtäneet, mitä se oli ja mitä tälle metallille voitaisiin tehdä. Kävi ilmi, että nestemäiselle kuparille voi antaa halutun muodon, ja kun se kovettuu, se pysyy sellaisena.

Pari vuotta löydön jälkeen luotiin kuparin sulatusuunit ja keksittiin valimoprosessi.

Käsityöläiset valitsivat valmiiksi muotin keraamiseen astiaan, johon kaadettiin nestemäistä kuparia. Kun kupari kiinteytyi, se otti astian sisävuorauksen muodon.

Kuparin sulatusmenetelmän löytämisen jälkeen luotiin tuotantolinja, joka koostui sarjasta peräkkäisiä prosesseja. Koska kuparia löytyy harvoin alkuperäisessä muodossaan, ihmisten oli opittava louhimaan kuparimalmia.

Kuparimalmin saamiseksi kaivoksista se oli tarpeen jakaa erillisiin osiin. Ja tätä leikkausta varten ihmiset kehittivät myös erityisen teknologian. Valtaville kivipaloille sytytettiin tulipaloja ja hetken kuluttua kaadettiin kylmää vettä tuleen, minkä seurauksena kivi halkesi. Syntyneeseen halkeamaan työnnettiin kiiloja. Kun kiilat olivat jo kivessä, ne myös kasteltiin. Niinpä kiilat tehtiin puusta, ne turposivat ja kivi halkesi.

Saatu malmi sulatettiin. Kävi ilmi, että aiemmin olemassa olevilla keramiikkauunilla oli vähän tehoa tähän prosessiin. Siksi monien Sumerissa tehtyjen kokeiden jälkeen paikalliset käsityöläiset oppivat valmistamaan erityisiä masuuneja. Nämä uunit käytettiin hiilellä ja ne tuottivat korkeaa lämpöä.

Kerrotaanpa mitä puhallus on. Joten valimotyöntekijät toimittivat aluksi ilmaa uuniin erityisten puhallusputkien kautta ja puhalsivat ne omilla keuhkoillaan. Tehtävä helpotti 3. vuosituhannella eKr., kun käsityöläiset alkoivat käyttää eläinten nahoista valmistettuja turkiksia. Puhaltamista varten turkit ommeltiin yhteen kuin haitari.

Sulatettu kupari kaadettiin sitten muotteihin erityisten tuotteiden luomiseksi.

Valimoprosessia varmistettiin paitsi erityisillä korkealämpö-uunilla, myös sulatussäiliöillä - upokkaalla. Tarvittiin myös muotteja, joihin sulaa metallia kaadettiin.

Muotit tehtiin savesta tai kivestä, ja ne koostuivat useista osista. Ne yhdistettiin ennen sulan kuparin kaatamista ja erotettiin jäähdytyksen jälkeen, kun valmis valu oli tarpeen vapauttaa.

Sumerilaiset metallurgit käyttivät erilaisia ​​metalliaihioiden käsittelymenetelmiä: sekä kuuma- että kylmätaontaa sekä kylmätyöstöä työkaluilla. Käsityöläiset kaiversivat kuparituotteita ja koristelivat ne ohjeilla - näin taiteelliset tekniikat ilmestyivät.

Kuparin sulatus ja syntyneen kuparin myöhempi käsittely vaati erilaisten käsityöläisten osallistumista prosessin eri vaiheisiin. Jotkut heistä harjoittivat malmin kehittämistä, toiset sulattivat kiveä ja toiset hallitsivat valua tai taontaa. Lisäksi kuparimalmiesiintymät sijaitsivat usein kaukana paikoista, joissa niitä tarvittiin, joten töitä ilmestyi erityisille kuljettajille.

Näin teknologinen kehitys kehitti taloudellisia suhteita valtion sisällä. Sitä vastoin taloudelliset suhteet stimuloivat teknologista kehitystä.