Prezentacija o sedam pretpovijesnih metala. Terapija metalom: obrada metalom

(Latinski Ferrum).

Gvožđe se može nazvati glavnim metalom našeg doba. Ovaj hemijski element je vrlo dobro proučen. Ipak, naučnici ne znaju kada je i ko otkrio gvožđe: bilo je to davno. Čovjek je počeo koristiti proizvode od željeza početkom 1. milenijuma prije nove ere. Bronzano doba zamijenilo je željezno doba. Metalurgija gvožđa u Evropi i Aziji počela se razvijati već u IX-VII vijeku. Pne. Prvo željezo koje je palo u ruke čovjeka, vjerovatno nezemaljskog porijekla. Godišnje na Zemlju padne više od hiljadu meteorita, neki od njih su gvožđe, koje se uglavnom sastoji od željeza od nikla. Najveći od otkrivenih željeznih meteorita težak je oko 60 tona. Pronađen je 1920. godine u jugozapadnom dijelu Afrike. "Nebesko" gvožđe ima jednu važnu tehnološku osobinu: kada se zagrije, ovaj se metal ne može kovati, već samo hladno meteorno željezo. Oružje od "nebeskog" metala ostalo je izuzetno rijetko i dragocjeno tokom mnogih vijekova. Gvožđe je metal rata, ali je i najvažniji metal miroljubive tehnologije. Kako vjeruju naučnici, željezo je srž Zemlje i općenito je na Zemlji jedan od najčešćih elemenata. Na Mjesecu se gvožđe nalazi u velikim količinama u bivalentnom stanju i samoniklo. Željezo je postojalo u istom obliku na Zemlji, sve dok reducirajuća atmosfera na njemu nije zamijenjena oksidirajućom, kiseoničnom. Još u davnim vremenima otkriven je izvanredan fenomen - magnetna svojstva gvožđa, koja se objašnjavaju strukturnim karakteristikama elektronske ljuske atoma gvožđa. U davna vremena željezo je bilo vrlo cijenjeno. Glavnina željeza nalazi se u naslagama koje se mogu industrijski razviti. Po zalihama u zemljinoj kori, željezo zauzima 4. mjesto među svim elementima, nakon kiseonika, silicija i aluminijuma. U jezgru planete ima mnogo više gvožđa. Ali ovaj hardver nije dostupan i teško da će postati dostupan u doglednoj budućnosti. Najviše gvožđa - 72,4% - je u magnetitu. Najveća nalazišta željezne rude u SSSR-u su Kurska magnetna anomalija, ležište željezne rude Krivoy Rog na Uralu (planine Magnitnaya, Vysokaya, Blagodat), u Kazahstanu, Sokolovskoe i Sarbayskoe ležišta. Gvožđe je sjajni, srebrnobijeli metal i jednostavan je za obradu: rez, kovanje, valjanje, pečat.

Sedam „praistorijskih metala“ Autor: Kozhina A. Učitelj: Kudryavtseva NV Kameno doba Bakarno doba Bronzano doba Gvozdeno doba Već je u davnim vremenima čovjeku bilo poznato sedam metala: zlato, bakar, srebro, kalaj, olovo, gvožđe, živa. Te se metale možemo nazvati "prapovijesnim", jer ih je čovjek koristio i prije izuma pisanja. Sat istorije čovječanstva počeo je brže odbrojavati vrijeme, kada su metali ušli u njegov život i, što je najvažnije, njihov "Sadržaj" 1. "Kralj metala" 2. "Nekoliko lakih teških kamenaca" 3. "Srebro u medicini" 4. "Živo srebro" 5. "Gvožđe" 6. "Bakar" 7. "Limenka" 8. "Olovo" "Kralj metala" "Oh, kad bi se moglo potpuno izbaciti iz života!" Plinije Stariji Njegov blistavi sjaj probudio je ljudsku pohlepu, privukao nebrojene avanturiste u daljinu i postao uzrok krvavih ratova. Još u davnim vremenima zlatna boja metala je u svijesti ljudi bila povezana sa sunčevom bojom. Prema jednoj verziji, ruski naziv metala dolazi od riječi "sunce". Latinsko ime (AURUM) u prijevodu "žuto" "Alhemičarev san" Zlato koje se ne mijenja kad se čuva u zraku, ne predaje se rđi, bilo je simbol vječnosti. U prirodi se zlato nalazi u obliku strnih žitarica pomiješanih s pijeskom. Ali ponekad se nađu i veliki grumenci - teški nekoliko desetina kilograma. Danas se oko polovine proizvedenog zlata koristi u nakitu. Zlatare nikada ne rade s čistim metalom. Zlato s nečistoćama ima različite nijanse: od žute i crveno-smeđe do ružičaste ili čak zelenkaste. "NEKI TEŠKI I SVIJETLI KAMENI ..." Najstariji latinski naziv za srebro je (a r g e n t u m) "bijelo", "sjajno". Ruska riječ "srebro" dolazi od riječi "srp" mjeseca. Kovani su kovani novci od srebra - čovječanstvo je objavilo ove metale kao mjerilo vrijednosti robe. Stari Rimljani počeli su kovati srebrni novac od 269. pne. - za srebro - sjajno, srebrnasto pola vijeka ranije od zlata - bijeli metal (tm = 962 ° S), kovan i žilav, najbolji provodnik topline i električne energije među metalima. U stara vremena od njega su se izrađivali novčići, vaze, šolje, nakit, kovčezi i ogrtači ukrašavali su se najfinijim srebrnim pločama. U Rusiji su crkvene posude i okviri ikona izrađivani od srebra. SREBRO U MEDICINI Srebro se već dugo koristi za liječenje raznih bolesti. Danas se srebreni nitrat koristi u medicinskoj praksi, u kojoj je ovaj metal u otopini u obliku najmanjih čvrstih čestica. Kako se ne bi taložio, u njega se uvode posebni stabilizirajući aditivi. Korištenje srebrovog nitrata rezultat je njegove antimikrobne aktivnosti. U malim koncentracijama lijek djeluje protuupalno, a u jačim otopinama sagorijeva tkivo. Najčešće se srebreni nitrat u obliku vodenih rastvora koristi spolja za lečenje očnih bolesti. Legura jednog dijela srebrnog nitrata i dva dijela kalijum nitrata pod nazivom "lapis" koristi se za vanjsko kauteriziranje. "ŽIVO SREBRNO" Živa - argentum vivum (živo srebro) hydrar-girum ("tečno srebro") Živa je bila poznata ljudima već u II milenijumu pre nove ere. NS. Alkemičari su je smatrali ženskim principom supstanci, majkom metala, osnovom filozofskog kamena. Nazvan je i Merkur, naglašavajući time njegovu blizinu kralja metala - zlata (Merkur je najbliža planeta Suncu. Simbol žive se poklapa s oznakom planete Merkur među astronomima. "Teška voda". Merkur ( t. Kip = 357 ° C) je najteža od svih poznatih tečnosti, litra tečnosti na 20 ° C teži 13,6 kg. Obična staklena tegla se lomi pod težinom žive, pa se velike količine žive skladište u Niska temperatura topljenja žive (-39 ° C) objašnjava se činjenicom da atomi Hg čvrsto drže svoje valentne elektrone i teško ih pružaju za "opštu upotrebu". Živa je korištena za dobivanje ogledala limeni amalgam do stakla. Sposobnost žive da rastvara natrijum i kalijum koristi se u elektrolitskoj proizvodnji lochey. Tečna živa se ravnomjerno širi zagrijavanjem, pa se njome pune termometri. Živa je, za razliku od susjeda u podskupini, slabo aktivni metal. Može se otopiti u akvariji ili koncentrovanoj azotnoj kiselini: Hg 4 IHN "O, = Hg (NO;), + 2NO, + 4- 2H, O," Gotovo svi metali, osim zlata, srebra i platine, sposobni su istiskivanje žive iz otopina njenih soli "Vuk koji proždire kralja" alegorija je koja odražava sposobnost žive da rastvara zlato. Slikana gravura. XVII vek k o g d a t o ingoti gvožđa. "GVOŽĐE" Slobodno konvertibilna valuta nije samo znak našeg vremena, ali teško možemo zamisliti da je gvožđe nekada bilo univerzalno mjerilo vrijednosti. U međuvremenu, u vrijeme Homera, „neki su kupovali stvari za goveđe kože, drugi za gvožđe i zatvorenike. oh, jedan dio gvožđa bio je jednak deset dijelova zlata. Prvo, bio je to najtrajniji metal u to vrijeme poznat, nezamjenjiv u proizvodnji oružja i alata. o drugom razlogu - složenosti ekstrakcije gvožđa. c (Gvožđe se u stara vremena dobivalo metodom "sirovog puhanja". Gvozdena ruda i ugalj punili su se u peći koje su imale oblik duge cijevi. Ugalj se potiskivao 1 ~ ali vjetar je puhao u cijev održavao visoku temperaturu l (oko 1400 ° C), neophodnu za redukciju gvožđa iz oksidne rude bw Rezultirajući metal (puzanje) je kovan, tokom procesa kovanja od njega je odvojeno čisto gvožđe. U nekim zemljama to su komadi šljake, a "Bakar" je ostao latinski naziv bakra - Cuprum - dolazi od imena ostrva Kipar, gde su rudnici bakra već postojali u 3. veku pre nove ere. Ruski "bakar" seže do reči "smida", koja značilo je metal među drevnim Nijemcima. Iako se bakar u prirodi ponekad nalazi u obliku grumenova (najveći pronađeni težak 420 tona), njegov glavni dio dio je sulfidnih ruda. U prvim metalurškim procesima nisu korištene sulfidne rude, naime malahit, za koji nije potrebno prethodno pucanje "Lim". Čovečanstvu je poznato najmanje od sredine III milenijuma pre nove ere, NS. U prirodi se javlja u obliku minerala kasiterit (od grč. "Cassiteros" - "kositar") čija su ležišta prilično rijetka: u antičko doba minirao se samo u Španiji, na Kavkazu i u Kini. Kalaj je cijenjen od vremena Trojanskog rata. I zvao se - "beli olovni" limenka - meka sjajna podatna. srebrnobijeli metal, duktilni i izliven u limu, štap se savija karakterističnim krckanjem uzrokovanim trljanjem pojedinih kristala jedan o drugi. Ali 13,2 "C, stabilna je još jedna modifikacija - sivi lim, koji ima dijamantsku strukturu. (Prijelaz iz bijelog kositra u sivi pri niskim temperaturama često se događa spontano, iako je za njegovo provođenje potrebno unijeti malo sjeme sivog kositra u laboratorijskim uvjetima. Taj se prijelaz naziva "kositrena kuga": metal se raspada u sivi prah gubeći svoja metalna svojstva. Uzrok je smrti britanske ekspedicije predvođene Robertom Scottom 1912. godine, usmjerene na Južni pol, putnici su pohranili kerozin u posudama zalemljenim limom.) "Lim" Moćno sredstvo za redukciju .. Upotrijebi se oko 60% svih legura kositra. Babit se koriste za proizvodnju ležajeva - legura na bazi kositra koje sadrže oko 10% antimona i oko 5% bakra Prvo takvo umrežavanje stvoreno je 1839. godine. američkog izumitelja Isaaca Babbitta. Na željezo se nanosi limeni film kako bi se spriječilo da zahrđa. Ovaj tretman se naziva kalajenje. Da bi se zaštitile od djelovanja organskih kiselina sadržanih u hrani, limenke za čuvanje konzervirane hrane također su prekrivene slojem kositra. "Olovni" komadići olova izuzetno su rijetki u prirodi. (Međutim, u obliku spoja sa sumporom - olovnim sjajem, olovo je bilo poznato još drevnim majstorima. Lijepi, sjajni kristali ove tvari privukli su pažnju. Ako ih stavite u vatru u plitkoj jami, rastaljeni metal će uskoro ispustite na dno, jer je tačka topljenja olova niska - 327 ° C.) Zanimljivo je da se u naše dane industrijska proizvodnja olova temelji na istim kemijskim reakcijama - kalcinaciji olovnog sjaja u zraku.

"Sedam metala stvorilo je svjetlost prema broju sedam planeta" - u ovim jednostavnim rimama zaključen je jedan od najvažnijih postulata srednjovjekovne alkemije. U antici i u srednjem vijeku bilo je poznato samo sedam metala i isto toliko nebeskih tijela (Sunce, Mjesec i pet planeta, ne računajući Zemlju). Prema tadašnjim svjetiljkama nauke, samo budale i neznalice nisu u tome mogli vidjeti najdublju filozofsku pravilnost. Vitka alhemijska teorija govorila je da je zlato na nebesima predstavljeno Suncem, srebro je tipičan Mjesec, bakar je nesumnjivo povezan srodstvom s Venerom, željezo je personificirano od Marsa, živa odgovara Merkuru, kositar Jupiteru, dovodi do Saturna. Do 17. vijeka metali su u literaturi također bili označavani odgovarajućim simbolima.

Slika 1 - Alhemijski znakovi metala i planeta

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

Od 1814. godine, na prijedlog švedskog kemičara Berzeliusa, slovni znakovi koriste se za označavanje metala.

Prvi metal koji je čovjek naučio raditi bilo je zlato. Najstarije stvari od ovog metala izrađene su u Egiptu prije oko 8 hiljada godina. U Evropi su Tračani, prije 6 hiljada godina, koji su živjeli na teritoriji od Dunava do Dnjepra, prvi izradili nakit i oružje od zlata i bronze.

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

U 3. milenijumu pr. ljudi su počeli široko koristiti metale u svojim ekonomskim aktivnostima. Prelazak sa kamenog na metalni alat bio je od izuzetne važnosti u istoriji čovječanstva. Možda nijedno drugo otkriće nije dovelo do tako značajnih društvenih promjena.

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

Slika 2 - Karta-dijagram teritorijalno-hronološke rasprostranjenosti metala u Evroaziji i sjevernoj Africi

Mapa jasno pokazuje mjesto najstarijih nalaza metalnih proizvoda. Gotovo svi poznati artefakti datiraju iz perioda od kraja 9. do 6. milenijuma pne. (to jest, prije nego što se kultura tipa Uruk široko proširila u Mezopotamiji), potječu sa samo tri desetine lokaliteta raštrkanih na ogromnoj teritoriji od milion km 2. Odavde je pronađeno oko 230 malih uzoraka, a 2/3 pripadaju dva naselja predkeramičkog neolita - Chaionu i Ashikli.

Neprestano tražeći kamenje koje im je trebalo, naši su preci, mora se pomisliti, već u davnim vremenima skretali pažnju na crvenkasto-zelene ili zelenkasto-sive komade domaćeg bakra. U liticama obala i kamenja naišli su na bakarni pirit, bakarni sjaj i crvenu bakarnu rudu (kuprit). U početku su ih ljudi koristili kao obično kamenje i obrađivali u skladu s tim. Ubrzo su otkrili da kada se bakar udara kamenim čekićem, njegova tvrdoća se znatno povećava i postaje pogodan za izradu alata. Tako su u upotrebu uvedene metode hladne obrade metala ili primitivnog kovanja.

Tada je došlo do još jednog važnog otkrića - komad prirodnog bakra ili površinska stijena koja sadrži metal, padajući u vatru požara, otkrio je nova svojstva koja nisu bila svojstvena kamenu: od jakog zagrijavanja metal se rastopio i, hladeći se, uzeo na novom obliku. Ako je obrazac izrađen umjetno, tada se dobiva proizvod potreban osobi. Drevni majstori koristili su ovo svojstvo bakra prvo za lijevanje nakita, a zatim za proizvodnju bakarnih alata. Tako je rođena metalurgija. Topljenje se počelo izvoditi u specijalnim visokotemperaturnim pećima, koje su bile donekle modificiran dizajn ljudi dobro poznatih lončarskih peći (slika 3).

Slika 3 - Topljenje metala u starom Egiptu (puhanje se vrši krznom, sašivenim od životinjske kože)

U jugoistočnoj Anadoliji arheolozi su otkrili vrlo drevno neolitsko naselje pre-keramike, Chaionu Tepesi (slika 4), koje je zadesilo neočekivanu složenost kamene arhitekture. Naučnici su među ruševinama pronašli stotinjak malih komada bakra, kao i mnoge fragmente minerala bakra - malahita, od kojih su neki prerađeni u kuglice.

Slika 4 - Naselje Chaionu Tepesi u istočnoj Anadoliji: IX-VIII milenijum pne Ovdje je otkriven najstariji metal na planeti

Općenito govoreći, bakar je mekani metal, tvrdoće znatno inferiorniji od kamena. Ali mesingani alati mogu se naoštriti brzo i jednostavno. (Prema zapažanjima S.A.Semenov-a, kada je kamena sjekira zamijenjena bakarnom, brzina rezanja povećala se približno trostruko.) Potražnja za metalnim alatima počela je brzo rasti.

Ljudi su započeli pravi "lov" na rudu bakra. Ispostavilo se da ga nema svuda. Na onim mjestima gdje su pronađena bogata nalazišta bakra, dogodio se njihov intenzivan razvoj, pojavile su se rudarske i rudarske radnje. Kao što otkrića arheologa pokazuju, već u davnim vremenima proces rudarenja bio je postavljen u velikim razmjerima. Na primjer, u blizini Salzburga, gdje je otkopavanje bakra započelo oko 1600. pne, rudnici su dosezali dubinu od 100 m, a ukupna dužina nanosa koji su se protezali od svakog rudnika bila je nekoliko kilometara.

Drevni rudari morali su riješiti sve zadatke s kojima se suočavaju moderni rudari: jačanje svodova, ventilacija, rasvjeta, penjanje na planinu iskopane rude. Aditivi su ojačani drvenim nosačima. Iskopana ruda topljena je u blizini u niskim glinenim pećima s debelim zidovima. Slična središta metalurgije postojala su i na drugim mjestima (slike 5 i 6).

Slika 5 - Drevne mine

Slika 6 - Alati drevnih rudara

Krajem 3. milenijuma p. drevni su majstori počeli koristiti svojstva legura, od kojih je prva bila bronza. Otkriće bronce trebalo je biti podstaknuto nesrećom koja je bila neizbježna u masovnoj proizvodnji bakra. Neke vrste ruda bakra sadrže beznačajne (do 2%) nečistoće kositra. Pri topljenju takve rude, majstori su primijetili da je bakar dobiven iz nje mnogo tvrđi nego inače. Kalajna ruda bi mogla doći u peći za topljenje bakra iz drugog razloga. Bilo kako bilo, zapažanja svojstava ruda dovela su do razvoja vrijednosti kalaja koji su počeli dodavati bakru, formirajući umjetnu leguru - bronzu. Zagrijavajući se kositrom, bakar se bolje topio i lakše ga je lijevati, jer je postajao tečniji. Brončani alati bili su tvrđi od bakarnih i dobro i lako naoštreni. Metalurgija bronze omogućila je nekoliko puta povećati produktivnost rada u svim granama ljudske djelatnosti (slika 7).

Sama proizvodnja alata postala je mnogo lakša: umjesto dugog i napornog rada čekićem i brušenjem kamena, ljudi su gotove forme punili tečnim metalom i dobili rezultate o kojima njihovi prethodnici nisu sanjali ni u snu. Tehnika lijevanja postepeno je poboljšavana. Isprva se lijevanje vršilo u otvorenim kalupima od gline ili pijeska, koji su jednostavno bili depresija. Zamijenili su ih otvoreni oblici isklesani od kamena koji su se mogli ponovo koristiti. Međutim, veliki nedostatak otvorenih kalupa bio je taj što su se u njima dobivali samo ravni proizvodi. Nisu bili pogodni za lijevanje složenih oblika. Pronađen je izlaz kada su izumljeni zatvoreni odvojivi obrasci. Prije lijevanja, dvije polovice kalupa bile su čvrsto povezane jedna s drugom. Zatim se kroz rupu sipala rastopljena bronza. Kad se metal ohladio i stvrdnuo, kalup je rastavljen i dobiven je gotov proizvod.

Slika 7 - Brončani alati

Ova metoda omogućila je lijevanje proizvoda složenih oblika, ali nije bila pogodna za oblikovano lijevanje. Ali čak je i ova poteškoća prevaziđena kada je izmišljen zatvoreni oblik. Ovom metodom lijevanja od voska je najprije oblikovan tačan model budućeg proizvoda. Zatim je premazana glinom i pečena u pećnici.

Vosak se topio i isparavao, a glina je poprimila precizan odljev modela. Bronza je izlivena u tako nastalu prazninu. Kad se ohladilo, kalup se slomio. Zahvaljujući svim tim operacijama, majstori su mogli lijevati čak i šuplje predmete vrlo složenih oblika. Postepeno su otkrivene nove tehnike za rad s metalima, poput crtanja, zakivanja, lemljenja i zavarivanja, nadopunjujući već poznato kovanje i lijevanje (slika 8).

Slika 8 - Zlatni šešir keltskog svećenika

Možda najveći odljev od metala napravili su japanski majstori. Bilo je to prije 1200 godina. Težak je 437 tona i predstavlja Budu u pozi mira. Visina skulpture zajedno sa postoljem je 22 m. Dužina jednog kraka je 5 m. Četiri osobe mogle su slobodno plesati na otvorenom dlanu. Dodajemo da je čuveni antički grčki kip - Kolos s Rodosa - visok 36 m i težak 12 tona, izliven je u III vijeku. Pne NS.

Razvojem metalurgije, brončani proizvodi počeli su svuda istiskivati kamene. Ali ne treba pomisliti da se to dogodilo vrlo brzo. Rude obojenih metala nisu bile svuda dostupne. Štaviše, kalaj je pronađen mnogo rjeđe od bakra. Metali su se morali transportovati na velike udaljenosti. Troškovi metalnih alata i dalje su visoki. Sve je to spriječilo njihovu široku distribuciju. Bronza nije mogla u potpunosti zamijeniti kameni alat. To je mogla učiniti samo žlijezda.

Pored bakra i bronze, široko su se koristili i drugi metali.

Perle i privjesci pronađeni u Maloj Aziji tijekom iskopavanja Chatal-Huyuka i pečati i figurice pronađeni u Yarim-Tepeu (Sjeverna Mezopotamija) smatraju se najstarijim predmetima od olova. Ovi nalazi datiraju iz 6. milenijuma pne. Prve gvozdene rijetkosti, male krytsy pronađene u Chatal Huyuku, datiraju u isto vrijeme. Najstariji srebrni predmeti pronađeni su u Iranu i Anadoliji. U Iranu su ih pronašli u gradu Tepe-Sialk: to su dugmad s početka 5. milenijuma pne. U Anadoliji, u Beyjesultanu, pronađen je srebrni prsten s kraja istog milenijuma.

U prapovijesno doba zlato se dobivalo iz placera pranjem. Izašao je u obliku pijeska i grumenčića. Tada su počeli koristiti prečišćavanje zlata (uklanjanje nečistoća, odvajanje srebra), u drugoj polovini 2. milenijuma pne. U 13-14 vekovima naučili su da koriste azotnu kiselinu za odvajanje zlata i srebra. A u 19. stoljeću razvijen je postupak spajanja (iako je bio poznat u antici, nema dokaza da je korišten za vađenje zlata iz pijeska i ruda).

Iz galene se vadilo srebro, zajedno sa olovom. Zatim, stoljećima kasnije, počeli su se topiti zajedno (otprilike do 3. milenijuma prije nove ere u Maloj Aziji), a to je postalo rašireno čak i nakon 1500-2000 godina.

Oko 640. pne NS. počeo kovati novčiće u Maloj Aziji, i oko 575. pne. NS. - u Atini. U stvari, ovo je početak proizvodnje žigova.

Kalaj je nekada davno topljen u jednostavnim osovinskim pećima, nakon čega je pročišćen posebnim oksidacionim postupcima. Sada se u metalurgiji kalaj dobija preradom ruda prema složenim složenim shemama.

Pa, živa se proizvodila prženjem rude na gomilama, u kojoj se kondenzovala na hladnim predmetima. Tada su se pojavile keramičke posude (retorte), koje su zamijenjene željeznim. I sa sve većom potražnjom za živom, počeli su je dobivati u posebnim pećima.

Gvožđe je u Kini bilo poznato već 2357. pne. e., a u Egiptu - 2800. pne. e., iako već 1600. pne. NS. na gvožđe se gledalo kao na znatiželju. Gvozdeno doba u Evropi započelo je oko 1000. pne. e., kada je umjetnost topljenja gvožđa prodrla u države Mediterana od Skita iz regije Crnog mora.

Upotreba željeza započela je mnogo ranije od njegove proizvodnje. Ponekad su pronalazili komade sivkasto-crnog metala koji su, iskovani u bodež ili koplje, davali oružje izdržljivije i duktilnije od bronze i duže držali oštru oštricu. Teškoća je bila u tome što je ovaj metal pronađen samo slučajno. Sada možemo reći da je to bilo meteorsko željezo. Budući da su željezni meteoriti legura željezo-nikal, može se pretpostaviti da bi se kvaliteta pojedinih jedinstvenih bodeža, na primjer, mogla nadmetati s modernom robom široke potrošnje. Međutim, ista jedinstvenost dovela je do činjenice da takvo oružje nije bilo na bojnom polju, već u riznici sljedećeg vladara.

Gvozdeni alati drastično su proširili praktične mogućnosti čovjeka. Na primjer, postalo je moguće graditi kuće izrezane od trupaca - uostalom, željezna sjekira srušila je drvo ne tri puta, poput bakrenog, već 10 puta brže od kamenog. Izgradnja rezanog kamena takođe je postala široko rasprostranjena. Prirodno, koristio se i u bronzanom dobu, ali velika potrošnja relativno mekog i skupog metala presudno je ograničila takve eksperimente. Mogućnosti poljoprivrednika su se takođe značajno proširile.

Po prvi put su narodi Anadolije naučili kako se obrađuje gvožđe. Drevna grčka tradicija smatrala je narod Khalib otkrivačem gvožđa, za koga se u literaturi upotrebljavao stabilan izraz „otac gvožđa“, a samo ime naroda dolazi od grčke riječi Χ? Λυβας („gvožđe“) ).

Gvozdena revolucija započela je na prijelazu u 1. milenijum pne. NS. u Asiriji. Od VIII vijeka pne. Zavareno gvožđe počelo se brzo širiti u Evropi, u 3. veku pne. NS. raseljena bronza u Galiji, u II veku nove ere pojavila se u Nemačkoj, a u VI veku naše ere već se široko koristila u Skandinaviji i u plemenima koja su živela na teritoriji buduće Rusije. U Japanu gvozdeno doba započinje tek u 8. veku nove ere.

U početku su se primale samo male količine željeza, a nekoliko stoljeća je ponekad koštalo i četrdeset puta više od srebra. Trgovina gvožđem vratila je prosperitet Asirije. Otvoren je put za nova osvajanja (slika 9).

Slika 9 - Peć za topljenje gvožđa kod starih Perzijanaca

Metalurzi su mogli vidjeti gvožđe kao tečnost tek u 19. vijeku, međutim, čak i u osvit metalurgije gvožđa - početkom 1. milenijuma prije nove ere, indijski zanatlije uspjeli su riješiti problem dobijanja elastičnog čelika bez topljenja gvožđa. Taj se čelik nazivao damast čelikom, ali zbog složenosti proizvodnje i nedostatka potrebnih materijala u većini svijeta, ovaj je čelik dugo vremena ostao indijska tajna.

Tehnološki napredniji način proizvodnje elastičnog čelika, za koji nisu bile potrebne visoko čiste rude, grafit ili posebne peći, pronađen je u Kini u 2. stoljeću nove ere. Čelik je reformiran mnogo puta, preklapajući slijepu probnu ploču sa svakim kovanjem, što je rezultiralo izvrsnim oružnim materijalom zvanim Damask, od kojeg su posebno izrađene poznate japanske katane.

Ne bi bilo pretjerano reći da su metali prisutni u bilo kojem području ljudske aktivnosti. Ima ih svuda. Pribor za jelo, mnogi alati, automobili, željeznice - sve su to dostignuća čovječanstva koja su postignuta zahvaljujući metalima i njihovim legurama. Metali se koriste mnogo milenijuma, a od davnina su se cijenili oni koji su znali rukovati metalom i od njega izrađivati razne alate.

Kao dokaz bih naveo jednu parabolu koja govori o stvarnoj važnosti onih koji "posjeduju" metal:

Kralj Salomon na kraju gradnje jeruzalemskog hrama odlučio je proslaviti najbolje graditelje i pozvao ih u palatu. Čak se i za vrijeme gozbe odrekao svog kraljevskog prijestolja najboljem od najboljih - onome koji je puno učinio za izgradnju hrama.

Kad su pozvani stigli u palatu, jedan od njih brzo se popeo stepenicama zlatnog trona i sjeo na njega. Njegov čin izazvao je zaprepašćenje prisutnih.

Ko ste vi i s kojim pravom ste zauzeli ovo mjesto? - zaprijeti ljutiti car prijeteći.

Neznanac se okrenuo zidaru i upitao ga:

Ko je izradio vaše instrumente?

Kovač - odgovorio je.

Sjedeći se okrenuo stolaru, stolaru:

Ko je napravio alate za vas?

Kovač, - odgovorili su.

I svi kojima se neznanac obratio, odgovorili su:

Da, kovač je kovao naš alat koji je sagradio hram.

Tada stranac reče kralju:

Ja sam kovač. Kralju, vidite, niko od njih ne bi mogao raditi svoj posao bez željeznog alata koji sam izradio. S pravom posjedujem ovo mjesto.

Uvjeren argumentima kovača, kralj je prisutnima rekao:

Da, kovač je u pravu. Zaslužuje najveću čast među graditeljima hrama ...

U davna vremena rad kovača nije bio samo u obradi metala... Posao kovača obuhvaćao je sve kompletno lanac od vađenja rude do stvaranja gotovog proizvoda... A to je podrazumijevalo prisustvo ogromnog znanja i vještina. Stoga se zanimanje kovača oduvijek cijenilo, pa čak i jedna od finskih poslovica napominje da s kovačem ne biste trebali govoriti „ti“. Kovačko znanje najčešće se prenosi s koljena na koljeno.... I u mnogim povijesnim filmovima možete razmišljati o ocu kovača i djeci koja se vrzmaju oko oca, koji se žele okušati u poslu.

Veliki filozof starog Rima Tit Lukrecije Kar u 1. stoljeću prije nove ere napisao je:

"Prije su moćne ruke, kandže, zubi, kamenje, ulomci grana sa drveća i plamena služili kao oružje, nakon što je potonje postalo poznato ljudima. Nakon toga pronađeni su bakar i vrsta gvožđa. Ipak, bakar je počeo da se koristi prije gvožđe. Budući da je bilo mekše, osim toga, mnogo obilnije. Tlo je preorano bakarnim oruđem, a bakar je bitku zbunio, rasipajući svuda teške rane. Uz pomoć bakra oteta je stoka i polja, jer je bilo lako za sve nenaoružane, gole da se pokore oružju. Malo po malo, mačevi su počeli od viđenja oružja od bakra kod ljudi počeo je izazivati prezir. U ovo vrijeme počeli su obrađivati zemlju gvožđem, a u ratu sa nepoznat ishod, izjednačili su svoje snage. "

Ovaj spis nam jasno pokazuje podjelu čitave ljudske istorije na razdoblja: kameno, bakarno i željezno doba. U prvoj polovini 19. vijeka, znanstvenici K. Thomsen i E. Vorso dodali su na ovaj popis još jednu stavku. Kao rezultat toga, vi i ja vidimo ono što mnogi znaju od škole:

KAMENO DOBA

BAKRA DOBA

BRONZANA DOBA

ŽELJEZNO DOBA

Vrijeme kada je osoba u svojim aktivnostima koristila ono što joj je bilo pod rukom. Koristili su kamenje, kosti, drvo i druge materijale koje je priroda dala. Vremenom je osoba naučila obrađivati ove alate. Kao posljedica toga, poboljšalo se njihovo korisno svojstvo. Kamenje je bilo najvažnije... Osoba je odmah shvatila koliko je korisna. Ako su se kamenčići u početku koristili u svom uobičajenom obliku, onda je osoba postepeno naučila cijepati ih, poboljšavajući time učinkovitost ovog alata. A nakon nekog vremena, kamenje se počelo bušiti, polirati i polirati, dajući im dodatne prednosti. Bez pretjerivanja, kamen stotinama godina igra jednu od najvažnijih uloga u svakodnevnom životu čovječanstva.

pokriva približno period od IV do III milenijuma pne... U to vrijeme započinje aktivna upotreba bakra. U knjizi R. Malinove i J. Malina "Skok u prošlost: eksperiment otkriva tajne drevnih doba" pretpostavlja se da je bakar slučajno pao u ruke osobe zajedno sa kamenjem koje je koristila. Budući da se u prirodi, u svom izvornom obliku, bakar i zlato nalaze češće od, na primjer, srebra i još više željeza, onda prvi metal koji je osoba upoznala bio je bakar i zlato... Od njih su naši preci počeli izrađivati nakit i razne alate za rad. Prvi proizvodi od bakra izrađeni su uobičajenim udarcima. Ali ti su predmeti bili mekani i krhki, pa su se brzo slomili i postali dosadni. Prošlo je puno vremena, ali naši su preci otkrili da se bakar, kada je izložen visokim temperaturama, počinje topiti i pretvoriti u fluidnu supstancu koja može dobiti bilo koji oblik. Naviknuvši se, osoba je mogla stvoriti zaista oštre alate pogodne za oštrenje. Pa čak i ako se instrument pokvari, ništa nije spriječilo da se instrument rastopi u novi predmet. Prvi eksperimenti s bakrom poslužili su kao početak u razvoju metalurgije i kovaštva. Nakon hiljada godina ljudi su počeli koristiti ne samo čiste metale, već i rude koje sadrže metale. Naučnici još uvijek ne mogu odgovoriti na pitanje kako je osoba počela vaditi metale iz rudnog kamenja. Svuda uokolo možete čuti samo jednu pretpostavku. Međutim, to je omogućilo povećanje produktivnosti metalnih proizvoda.

Nastavljajući eksperimentiranje, naši preci su izumili zatvorena pećnica... Da bi povećali temperaturu u peći, smislili su sistem za dovod kisika neophodnog za to. U početku je to bio prirodni protok zraka, ali s vremenom se razvijao sistem vještačke inflacije... U iste svrhe počeo se koristiti ugalj koja poseduje ogromna toplotna vrijednost.

U jednom trenutku, eksperimenti naših predaka omogućili su dobivanje novog metala. Legura bakra i kositra omogućila je stvaranje bronze... Ovo je bio početak nove ere - Bronzano doba... Prema naučnicima, bronza je čovječanstvu postala poznata godine 3500 pne Naši preci su kalaj dobivali topljenjem od kamena - kasiterit. Tin po svom svojstvu je mekan i krhak, ali u kombinaciji s bakrom, metal se dobija mnogo tvrđe od bakra... Došavši do savršenijeg znanja u polju metalurgije, naši preci počeli su izrađivati alate od bronze. To je omogućilo još jedan napredak u razvoju čovječanstva.

I u jednom trenutku čovek je počeo da koristi gvožđe... Njegova aktivna upotreba u metalurgiji započela je približno od 1200. pne NS. do 340. god NS. Razlozi za tako kasni razvoj ovog metala su sljedeći. Prvo, tačka topljenja gvožđa je prilično visoka i bilo je nemoguće postići takav stepen u starim metalurškim pećima. Drugi razlog, i možda najvažniji, je taj što željezo samo po sebi nije tako tvrd metal. Tek kada je osoba eksperimentalno došla do "legure" željeza i ugljika, započela je aktivna upotreba željeza u proizvodnji alata, jer upravo ova veza omogućila je željezu davanje konkurentske tvrdoće.

Razmatra se najstariji način dobivanja željeza sirovi proces... Kada se gvožđe dobivalo iz rude u malim pećima stvorenim prvo u zemlji. Ova metoda se naziva duvanje sira zbog činjenice da se zrak dovodio u peć puhanje hladnog "sirovog" atmosferskog zraka... Ovaj proces nije omogućavao postizanje
temperatura topljenja gvožđa je 1537 stepeni i održavana je na maksimumu 1200 stepeni, što je omogućilo stvaranje atmosfere kuhanja željeza. Nakon termičke obrade, željezo je koncentrirano u tijestastom obliku na dnu peći, formirajući vrištati(gvozdena spužvasta masa sa česticama neizgorenog ugljena i primjesama troske). Bilo je moguće učiniti nešto samo od kristala koji je izvađen u usijanom stanju nakon čišćenja od šljake i uklanjanja spužvastosti... Za to je izvedeno hladno i toplo kovanje, koje se sastojalo u periodičnom kalcinaciji kristala i njegovom kovanju. Kao rezultat, stvorene su slijepe probe koje bi se mogle koristiti za stvaranje proizvoda od željeza. Čitav postupak je, kao što ste primijetili, prilično složen i dugotrajan, zbog čega se željezo u metalurgiji počelo koristiti tako kasno. Pa čak i danas, u doba visokih tehnologija, obrada gvožđa se mnogo promijenila, ali glavno je da ovaj metal ostaje glavni materijal u svim sferama ljudskog života.

Temu „Metali u antici“ nismo slučajno odabrali. Sada ne možemo zamisliti svoj život bez metala. Koristimo metale i njihove legure - kao jedan od glavnih strukturnih materijala moderne civilizacije. To je prvenstveno određeno njihovom velikom čvrstoćom, jednolikošću i nepropusnošću za tekućine i plinove. Uz to, promjenom formulacije legura, mogu se promijeniti njihova svojstva u vrlo širokom rasponu.

Metali se koriste i kao dobri provodnici električne energije (bakar, aluminijum) i kao materijali sa povećanim otporom za otpornike i električne grejne elemente (ihrom, itd.).

Metali i njihove legure se široko koriste za proizvodnju alata (njihov radni dio). To su uglavnom alatni čelici i legure karbida. Dijamant, borov nitrid i keramika se takođe koriste kao materijali za alat.

Broj 7 često se može naći u raznim mističnim učenjima, pa čak i u svakodnevnom životu: 7 duginih boja, 7 antičkih metala, 7 planeta, 7 dana u sedmici, 7 bilješki.

Zadržimo se na 7 metala iz davnine - bakar, srebro, zlato, kalaj, olovo, živa, gvožđe, kao i neke legure na njihovoj osnovi.

Drevni filozofi su različite metale identifikovali s kostima božanstava. Egipćani su posebno željezo smatrali Marsovim kostima, a magnet magnetnom kostju Horusa. Prema njihovom mišljenju, olovo je bio kostur Saturna, a bakar Venera. Drevni filozofi su živu pripisivali kosturu Merkura, zlato - Sunce, srebro - Mjesec, antimon - Zemlja.

Dugo je čovjek vjerovao da planete utječu na funkcije ljudskog tijela.

Vjerovalo se da se uz pomoć metala možete boriti protiv štetnog djelovanja zvijezda.

Od davnina su iscjelitelji koristili metale. Ali njihov omiljeni lijek i dalje je bilo bilje. Tretman mineralima u prahu, uzimani interno, počeo se koristiti tek u srednjem vijeku. U tom se pogledu češća upotreba metala u davnim vremenima sastojala u nošenju ili upotrebi kao talismani, zajedno sa kamenim talismanima. Eliphas Levi, opisujući čarobnjaka u njegovoj odjeći, kaže da:

„U nedjelju (dan Sunca) u rukama je držao zlatnu šipku, ukrašenu rubinom ili krizolitom; u ponedjeljak (mjesečev dan) nosio je tri niti - bisere, kristal i selenit; u utorak (Marsov dan) imao je čeličnu šipku i prsten od istog metala; u srijedu (na dan Merkura) nosio je ogrlicu od bisera ili staklene perle sa živom i prstenom od agenta; u četvrtak (na dan Jupitera) imao je gumenu šipku i prsten s imeraldom ili safirom; u petak (dan Venere) imao je mesinganu šipku, tirkizni prsten i krunu s berilima; u subotu (dan Saturna) imao je štap od oniksa, kao i prsten od ovog kamena, a na vratu lanac od kositra. "

Kada se astrologija razvila, sedam tada poznatih metala počelo se uspoređivati sa sedam planeta, što je simboliziralo vezu između metala i nebeskih tijela i nebeskog porijekla metala.

Svaki metal je djelovao kao posrednik između bogova i zemaljskih pojava, stoga su bili povezani sa znakovima planeta: zlato - sa Suncem, srebro - sa Mjesecom, bakar - s Venerom, željezo - s Marsom, olovo - sa Saturnom , kalaj - sa Jupiterom, a živa - sa Merkurom. Ova usporedba postala je uobičajena prije više od 2000 godina i u literaturi se neprestano susreće sve do 19. vijeka.

Očigledno je da se osoba prvi put upoznala s onim metalima koji su u prirodi pronađeni u matičnoj državi. To su zlato, srebro, bakar, meteorno gvožđe. S ostatkom metala - jer ih je naučio dobivati iz spojeva smanjenjem topljenja.

Dok smo radili na projektu, saznali smo da su ljudi koristili prve metalne alate, nakon kamenih, nekoliko milenijuma prije naše ere. Izrađivani su od prirodnog bakra i, prema tome, bili su bakar. Izvorni bakar se često nalazi u prirodi. Obradu bakrenih grumenova prvi su izveli drevni ljudi uz pomoć kamenja (tj. Zapravo je koristio hladno kovanje metala da bi od njih dobivao proizvode). Zašto je to moguće? Pronašli smo odgovor na ovo naše pitanje. Bakar je prilično mekan metal.

U teorijskom dijelu projekta Antički metali nudimo odgovore na druga pitanja koja su se pojavila tokom našeg rada:

Zašto je bakar prvi metal koji je osoba počela koristiti u svom životu?

(već smo odgovorili, vidi gore)

Zašto bakar nije mogao potpuno istisnuti kameni alat? U kojoj su se istorijskoj prošlosti pojavila "metalna doba" - bakar, bronza i gvožđe? Zašto je bronzano doba zamijenilo bakreno i željezno doba? Koja je nova svojstva metala i legura čovjek otkrio za sebe, što mu je dalo priliku da izrađuje naprednije alate, oružje, predmete za domaćinstvo? Zašto je osoba koristila talismane? Kako i koje starine je osoba koristila u svom svakodnevnom životu? O kakvoj bismo koristi ili šteti mogli razgovarati kada bi se pokušali liječiti "drevnim metalima"? Kako su se metali dobivali ili vadili u davnim vremenima? Kakvo je porijeklo imena drevnih metala?

U praktičnom dijelu našeg rada odlučili smo istražiti:

Koja svojstva metala ili legura antiknih stvari osiguravaju njihovo očuvanje do danas?

Zašto se razlikuje stepen očuvanosti predmeta?

Kako bismo riješili praktične probleme, mi smo: 1) sproveli hemijski eksperiment kako bismo utvrdili hemijsku aktivnost drevnih metala i njihovu hemijsku otpornost na određene hemijske i atmosferske uticaje; 2) donio odgovarajuće zaključke.

2.1 BAKAR. BAKRA DOBA

Simbol Cu potječe od latinskog cyproum (kasnije Cuprum), budući da su se rudnici bakra starih Rimljana nalazili na Kipru.

Čisti bakar je viskozni, viskozni metal svijetloružičaste boje, koji se lako valja u tanke listove. Izvrsno provodi toplinu i električnu struju, u ovom pogledu slijedeći samo srebro. Na suhom zraku bakar se gotovo ne mijenja, jer najtanji oksidni film formiran na njegovoj površini daje bakaru tamniju boju, a služi i kao dobra zaštita od dalje oksidacije. Ali u prisustvu vlage i ugljen-dioksida, površina bakra prekrivena je zelenkastom prevlakom bakarnog hidroksokarbonata - (CuOH) 2CO3.

Bakar se široko koristi u industriji zbog visoke toplotne provodljivosti, visoke električne provodljivosti, podatnosti, dobrih svojstava lijevanja, velike vlačne čvrstoće, hemijske otpornosti

Bakar je prvi metal koji su ljudi prvi počeli koristiti u antici, nekoliko milenijuma prije nove ere. Prvi bakarni alati izrađeni su od prirodnog bakra, koji se u prirodi javlja vrlo često, jer je bakar neaktivni metal. Najveći grumen bakra pronađen je u Sjedinjenim Državama, bio je težak 420 tona.

Ali s obzirom na činjenicu da je bakar mekani metal, bakar u davna vremena nije mogao u potpunosti zamijeniti kameni alat. Tek kad je čovjek naučio topiti bakar i izumio bronzu (legura bakra i kositra), metal je zamijenio kamen.

Raširena upotreba bakra započela je u 4. milenijumu pne. NS.

Smatra se da se bakar počeo koristiti oko 5000. pne. NS. U prirodi se bakar rijetko može naći u obliku metala. Prvi metalni alati izrađivani su od bakrenih grumenova, moguće uz pomoć kamenih sjekira. Indijanci koji su živjeli na njegovoj obali jezera. Gornja (Sjeverna Amerika), gdje postoji vrlo čist izvorni bakar, metode njegovog hladnog rada bile su poznate do vremena Kolumba.

Bakarno doba je prijelazno doba između neolita i bronzanog doba. Karakterizira ga pojava prvih bakrenih alata s širokom primjenom kamenih. Za južne predele Volge, 4 hiljade pne. NS. , za šumarstvo - 3 hiljade pne. NS. U šumskim područjima Volge, ribolov i lov ostaju glavna trgovina, na jugu, specijalizirani lov na konje zamijenjen je uzgojem i poljoprivredom. Oko 3500. pne NS. na Bliskom Istoku su naučili vaditi bakar iz ruda, dobiven je redukcijom ugljem. U starom Egiptu postojali su i rudnici bakra. Poznato je da su blokovi za poznatu Keopsovu piramidu obrađivani bakarnim alatom.

U južnoj Mezopotamiji najstariji metalni predmet bio je vrh koplja pronađen u Uru, u slojevima koji datiraju iz 4. milenijuma pne. NS. Hemijska analiza pokazala je da sadrži 99,69% Cu, 0,16% As, 0,12% Zn i 0,01% Fe. Na Kavkazu i Zakavkazju metal se počeo koristiti od prve polovine 4. milenijuma p. NS. Bio je to bakar, koji se dobivao metalurškim topljenjem oksidiranih ruda bakra, ponekad zajedno sa mineralima arsena.

Čak i kasnije, metal se počeo koristiti u srednjoj Evropi, barem ne prije III milenijuma pne. NS. Primitivna ravna bakrena sjekira pronađena u Gorne Lefantovce u zapadnoj Slovačkoj datira oko sredine 3. milenijuma prije nove ere. NS. Prema spektralnoj analizi, sjekira je izrađena od bakra koji sadrži nečistoće arsena (0,10%), antimona (0,35%) i male količine drugih metala, što ukazuje da bakar od kojeg je izrađena sjekira nije izvornog porijekla. , a najvjerovatnije je dobiven smanjenjem topljenja ruda malahita.

Preci starih Slovena, koji su živjeli u slivu Dona i u Dnjepru, bakar su koristili za proizvodnju oružja, nakita i predmeta za domaćinstvo. Prema nekim istraživačima, ruska reč "bakar" dolazi od reči "mida", koja je među drevnim plemenima koja su naseljavala istočnu Evropu uopšte označavala metal.

MEDICINSKA SVOJSTVA BAKRA

Ljekovita svojstva bakra poznata su vrlo dugo. Drevni su vjerovali da je ljekovito djelovanje bakra povezano s njegovim analgetičkim antipiretičkim antibakterijskim i protuupalnim svojstvima. Čak su i Avicenna i Galen bakar opisali kao lijek, a Aristotel je, ukazujući na jačajući učinak bakra na tijelo, radije zaspao s bakrenom kuglicom u ruci. Kraljica Kleopatra nosila je najfinije bakarne narukvice, preferirajući ih od zlata i srebra, poznavajući dobro medicinu i alkemiju. U bakarnom oklopu drevni ratnici bili su manje umorni, a rane su im manje gnojile i brže zarastale. Sposobnost bakra da pozitivno utiče na „mušku snagu“ uočena je i široko se koristi u drevnom svijetu.

Lutajući narodi koristili su se bakarnim posuđem u svakodnevnom životu, koje ih je štitilo od zaraznih bolesti, a Cigani su u iste svrhe nosili bakarni obruč na glavi. Istorijska činjenica: epidemija kolere i kuge zaobišla je ljude koji rade sa bakrom ili žive u blizini rudnika bakra. Nije slučajno što su se ranije kvake na vratima u bolnicama izrađivale od bakra kako bi se isključio prenos zaraze sa zaraznih pacijenata na zdrave ljude.

Kao dijete, nanoseći bakrenu kunu na kvržicu prema savjetu naše bake, smanjili smo bol i upale, iako je sadržaj bakra u kovanici od 5 kopejki izdanoj u sovjetsko vrijeme bio nizak.

U današnje vrijeme upotreba proizvoda od bakra je široko rasprostranjena. U Srednjoj Aziji se bakarni proizvodi nose i praktički ne obolijevaju od reumatizma. U Egiptu i Siriji čak i djeca nose proizvode od bakra. U Francuskoj se bakar koristi za liječenje poremećaja sluha. U Sjedinjenim Državama bakarne narukvice nose se protiv artritisa. U kineskoj medicini bakarni diskovi se postavljaju na aktivne tačke. A u Nepalu se bakar smatra svetim metalom.

2. 2 Bronza. Bronzano doba

Do 3000. pne NS. u Indiji, Mezopotamiji i Grčkoj bakar je dodan kalaju da bi se topljivala tvrđa bronza. Otkriće bronce moglo se dogoditi slučajno, ali njegove prednosti u odnosu na čisti bakar brzo su dovele ovu leguru na prvo mjesto.

Tako je započelo „bronzano doba“.

Bronzano doba karakteriše širenje bronzane metalurgije, bronzanog oruđa i oružja na Bliskom Istoku, Kini, Južnoj Americi itd.

Riječ "bronza" zvuči gotovo isto na mnogim evropskim jezicima. Njegovo porijeklo povezano je s imenom male talijanske luke na obali Jadranskog mora - Brindisija. Kroz ovu luku se bronza u stara vremena dopremala u Evropu, a u starom Rimu ta se legura zvala "es brindisi" - bakar iz Brindisija.

Asirci, Egipćani, Hindusi i drugi antički narodi imali su predmete izrađene od bronze. Međutim, drevni majstori naučili su lijevati čvrste bronzane statue ne prije 5. vijeka. Pne NS. Oko 290. pne NS. Kolos s Rodosa stvorio je Hares u čast boga sunca Heliosa. Bila je visoka 32 m i stajala je iznad ulaza u unutrašnju luku drevne luke ostrva Rodos u istočnom Egejskom moru, ovo je ogromna bronzana statua.

Zašto se bakarno doba prešlo u bronzano doba?

Bronza ima veću čvrstoću i otpornost na habanje od bakra; dobra duktilnost, otpornost na koroziju, dobra svojstva lijevanja

Bronze i mesing u modernom svijetu

Po kemijskom sastavu mesing se razlikuje između jednostavnog i složenog, a po strukturi - jednofaznog i dvofaznog. Obični mesing legiran je jednom komponentom: cinkom.

Mehovi s nižim sadržajem cinka (tombakovi i polukompakti) inferiorni su od mesinga L68 i L70 u duktilnosti, ali su ih nadmašili u električnoj i toplotnoj provodljivosti.

Limene bronze

Bronze su superiorne od mesinga u čvrstoći i otpornosti na koroziju (posebno u morskoj vodi).

Limene bronze - imaju visoka svojstva lijevanja. Nedostatak odljevaka od limene bronze je njihova značajna mikroporoznost. Stoga se aluminijumske bronze koriste za rad pri povišenim pritiscima.

Zbog visokih troškova kositra češće se koriste bronze u kojima je dio kositra zamijenjen cinkom (ili olovom).

Aluminijumske bronze

Ove bronze sve više zamjenjuju mesingane i kositrene bronze.

Koriste se za lim i štancanje sa značajnim deformacijama. Jači su i otporniji, ne stvaraju poroznost, što osigurava proizvodnju gušćih odljevaka. Svojstva lijevanja poboljšavaju se unošenjem male količine fosfora u ove bronze. Sve aluminijske bronze, poput kalaja, dobro su otporne na koroziju u morskoj vodi i u vlažnoj tropskoj atmosferi, stoga se koriste u brodogradnji, zrakoplovstvu itd. U obliku vrpci, limova, žica koriste se za elastične elemente, posebno za opruge koje nose struju.

Silicijske bronze

Ove bronze se koriste za armature i cijevi koje rade u alkalnim (uključujući otpadne) okoline.

Berilijeve bronze

Berilijeve bronze kombiniraju vrlo visoku čvrstoću (do 120 kgf / mm2) i otpornost na koroziju s povećanom električnom provodljivošću. Međutim, zbog visoke cijene berilija, ove se bronze koriste samo u posebno kritičnim slučajevima u proizvodima malog presjeka u obliku vrpci, žice za opruge, membrana, mijeha i kontakata u električnim strojevima, aparatima i uređajima.

2. 3 zlata. Srebro

Zajedno s bakrenim grumenima, novčani komadići zlata i srebra također su privlačili ljudsku pažnju u novom kamenom dobu. Ljudi vade zlato od pamtivijeka. Čovječanstvo se sa zlatom susrelo već u 5. milenijumu prije nove ere. NS. u neolitskoj eri zbog svoje rasprostranjenosti u svom izvornom obliku. Prema arheolozima, početak sistemskog rudarstva položen je na Bliskom Istoku, odakle se zlatni nakit, posebno, dostavljao u Egipat. U Egiptu je u grobnici kraljice Zer i jedne od kraljica Pu - Abi Ura u sumerskoj civilizaciji pronađen prvi zlatni nakit koji datira iz 3. milenijuma pne. NS.

U antička vremena glavni centri za vađenje plemenitih metala bili su Gornji Egipat, Nubija, Španija, Kolhida (Kavkaz); postoje informacije o proizvodnji u Centralnoj i Južnoj Americi, u Aziji (Indija, Altaj, Kazahstan, Kina). Na teritoriji Rusije zlato se kopalo već u 2. - 3. milenijumu pre nove ere. NS.

Metali su vađeni iz posuda pranjem pijeska na koži životinja obrubljenom vunom (za hvatanje zrna zlata), kao i primitivnim koritima, tacnama i loncima. Metali su vađeni iz ruda zagrijavanjem stijene do pucanja, praćeno drobljenjem gruda u kamenim malterima, abrazijom mlinskim kamenjem i pranjem. Razdvajanje veličine izvedeno je na sitima. U starom Egiptu bila je poznata metoda za odvajanje legura zlata i srebra kiselinama, odvajanje zlata i srebra od olovne legure cupeliranjem, vađenje zlata amalgamacijom sa živom ili sakupljanje čestica pomoću masne površine (Stara Grčka). Kupelacija je vršena u glinenim loncima, kojima su dodavani olovo, kuhinjska sol, kalaj i mekinje.

U XI-VI veku pre nove ere. NS. srebro se vadilo u Španiji u dolinama rijeka Tejo, Duero, Minho i Guadiaro. U VI-IV veku pre nove ere. NS. razvoj primarnih i aluvijalnih nalazišta zlata započeo je u Transilvaniji i zapadnim Karpatima.

Vađenje zlata u srednjem vijeku vršilo se mljevenjem zlatonosne rude u brašno. Miješalo se u posebnim bačvama sa živom na dnu. Živa je vlažila i djelomično rastvarala zlato da bi stvorila amalgam (amalgamaciju). Odvojen je od ostatka stijene i razložen zagrijavanjem. Istodobno, živa je isparila, a zlato je ostalo u uređaju za destilaciju.

U moderno doba zlato je počelo vaditi cijanizacijom ruda,

Geokemija zlata

Zlato se odlikuje prirodnim oblikom. Među ostalim oblicima vrijedi istaknuti elektrum, leguru zlata i srebra koja ima zelenkastu nijansu i relativno se lako uništava kad se prenese vodom. U stijenama se zlato obično raspršuje na atomskom nivou. U naslagama je često zatvoren u sulfidima i arsenidima.

Zlato kod kuće

Zlato je, zajedno s bakrom, bio jedan od prvih metala koje je čovjek koristio u svakodnevnom životu.

Visoka duktilnost zlata i srebra bila je široko korištena, posebno u Egiptu u obliku lima - folije, za pokrivanje bakra, pa čak i proizvoda od drveta. Oblaganje predmeta od bakra zlatom spasilo ih je od korozije

Amulet "Bog sunca". Kult Sunca nalazi se u svim drevnim religijama. Njegova energija povezana je sa životom i prosperitetom. Zraci koji daju život pomažu rast voća koje hrani čitav svijet. Kelti su ovaj snažni svjetiljci povezali sa muškim simbolom oplodnje. Sunčev talisman pomaže osjetiti puninu života, steći samopouzdanje i vratiti mentalnu snagu. Štiti od životnih poteškoća, fizičke i duhovne slabosti.

Nakit je izrađivan od srebra - perle, prstenje, prstenje, dodaci za odjeću, vaze, posude, amajlije itd.

Već u moderno doba zlato i srebro koristili su se kao novac. Glavni valutni val do danas je zlato.

Srebro je nakon zasićenja tržišta zapravo izgubilo ovu funkciju.

Zlato je bitan element modernog svjetskog financijskog sistema, budući da ovaj metal nije podložan koroziji, ima mnoga područja tehničke primjene, a rezerve su mu male. Zlato praktično nije izgubljeno tokom istorijskih kataklizmi, već se samo akumuliralo i topilo. Trenutno se svjetske rezerve zlata procjenjuju na 32 hiljade tona

Čisto zlato je mekani žuti plastični metal. Crvenkastu boju nekim zlatnim predmetima, poput kovanica, daju nečistoće drugih metala, posebno bakra.

Najvažnija karakteristika nakita je njihov uzorak koji karakterizira sadržaj zlata u njima. Sastav takvih legura izražava se finoćom, koja ukazuje na težinski udio zlata u 1000 dijelova legure (u ruskoj praksi). Finoća hemijski čistog zlata odgovara 999. 9 finoće naziva se i "bankarskim" zlatom, jer se ingoti prave od takvog zlata.

U Rusiji se smatra početkom eksploatacije zlata 21. maja (1. juna) 1745. godine, kada je Erofei Markov, koji je pronašao zlato na Uralu, najavio svoje otvaranje u Uredu glavnog odbora fabrika u Jekaterinburgu. Kroz istoriju čovječanstvo je iskopalo oko 140 hiljada tona zlata.

Srebro je element sekundarne podskupine prve grupe, petog perioda Periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendelejeva, sa atomskim brojem 47. Označeno je simbolom Ag (lat. Argentum)

Otkriće srebra. Rudarstvo

Feničani su otkrili nalazišta srebra (srebrne rude) u Španiji, Jermeniji, Sardiniji i na Cipru. Srebro iz srebrnih ruda kombinirano je s arsenom, sumporom, klorom, a takođe i u obliku nativnog srebra. Nativni metal, naravno, postao je poznat prije nego što su naučili da ga vade iz spojeva. Izvorno srebro ponekad se može naći u obliku vrlo velikih masa: najvećim grumenom srebra smatra se grumen koji je težio 13,5 tona. Srebro se nalazi i u meteoritima, a nalazi se u morskoj vodi. Srebro je rijetko u obliku grumenčića. Ova činjenica, kao i manje uočljiva boja (grumenci srebra obično su presvučeni crnim sulfidnim slojem), poslužila je kao osnova za kasnije otkriće ljudskog roda u srebru. Ovo je u početku objašnjavalo veliku rijetkost i veliku vrijednost srebra. Ali onda se dogodilo drugo otkriće srebra. Rafiniranjem zlata rastopljenim olovom, u nekim slučajevima, umjesto sjajnijeg od prirodnog zlata, dobiven je tamniji metal. Ali s druge strane, bilo ga je više od izvornog metala koji su željeli pročistiti. Ovo blijedo zlato koristi se od trećeg milenijuma prije nove ere. Grci su ga zvali elektron, Rimljani elektrum, a Egipćani asem. Trenutno se pojam elektrum može koristiti za označavanje legure srebra i zlata. Ove legure zlata i srebra dugo su se smatrale posebnim metalom. U drevnom Egiptu, gdje je srebro donijeto iz Sirije, koristilo se za izradu nakita i kovanje kovanica. Ovaj metal je u Europu došao kasnije (oko 1000. pne.) I korišten je u iste svrhe. Pretpostavljalo se da je srebro proizvod transformacije metala na putu njihove "transmutacije" u zlato. 2500 godina pne u drevnom Egiptu nosili su nakit i kovali novčiće od srebra, vjerujući da je skuplje od zlata. U 10. stoljeću pokazalo se da postoji analogija između srebra i bakra, a na bakar se gledalo kao u crvenu boju srebrne boje. Vincent Bove je 1250. godine sugerirao da se srebro stvara od žive djelovanjem sumpora. U srednjem vijeku "kobald" je bio naziv za rude koje su se koristile za proizvodnju metala svojstava različita od već poznatog srebra. Kasnije se pokazalo da je od tih minerala vađena legura srebra i kobalta, a razlika u svojstvima određena je prisustvom kobalta. U XVI vijeku. Paracelsus je iz elemenata dobio srebreni klorid, a Boyle je odredio njegov sastav. Scheele je proučavao efekat svjetlosti na srebreni klorid, a otkriće fotografije skrenulo je pažnju na druge halogenide srebra. Glaser je 1663. godine predložio srebreni nitrat kao sredstvo za uspavljivanje. Od kraja XIX vijeka. složeni cijanidi srebra koriste se u galvanizaciji. Koristi se za kovanje kovanica, nagrada - ordena i medalja.

Srebrni halogenidi i srebrni nitrat koriste se u fotografiji zbog njihove visoke fotosenzibilnosti.

Zbog najveće električne provodljivosti i otpornosti na oksidaciju koristi se: u elektrotehnici i elektronici kao obloga za kritične kontakte; u mikrotalasnoj tehnologiji kao premaz unutarnje površine valovoda.

Koristi se kao premaz za visoko reflektirajuća ogledala (aluminij se koristi u konvencionalnim ogledalima).

Često se koristi kao katalizator u reakcijama oksidacije, na primjer u proizvodnji formaldehida iz metanola.

Koristi se kao dezinficijens, uglavnom za dezinfekciju vode. Prije izvesnog vremena otopina protargola i kolargola, koji su bili koloidno srebro, koristila se za liječenje prehlade.

Jedna od važnih upotreba srebra bila je alkemija, usko povezana s medicinom. Već 3 hiljade godina pr. NS. u Kini, Perziji i Egiptu bila su poznata ljekovita svojstva izvornog srebra. Drevni Egipćani su, na primjer, nanosili srebrnu pločicu na rane kako bi ih brzo zacijelili. Sposobnost ovog metala da dugo drži vodu pogodnu za piće poznata je još od davnina. Na primjer, perzijski kralj Kir u vojnim pohodima prevozio je vodu samo u srebrnim posudama. Poznati srednjovjekovni liječnik Paracelsus liječio je neke bolesti "lunarnim" kamenom sa srebrnim nitratom (lapis). Ovaj se alat i danas koristi u medicini.

Razvoj farmakologije i hemije, pojava mnogih novih prirodnih i sintetičkih oblika doziranja nisu umanjili pažnju savremenih ljekara prema ovom metalu. U naše se godine nastavlja široko koristiti u indijskoj farmakologiji (za proizvodnju tradicionalnih indijskih aurvedskih lijekova). Ayurveda (Ayurveda) je drevna metoda dijagnoze i liječenja, malo poznata izvan Indije. Više od 500 miliona ljudi u Indiji uzima takve lijekove, pa je očito da je potrošnja srebra u farmakologiji te zemlje vrlo velika. U novije vrijeme, moderna ispitivanja tjelesnih stanica na sadržaj srebra doveli su do zaključka da je on povećan u moždanim ćelijama. Dakle, zaključeno je da je srebro metal neophodan za život ljudskog tijela i da ljekovita svojstva srebra otkrivena prije pet hiljada godina u današnje vrijeme nisu izgubila na značaju.

Fino drobljeno srebro široko se koristi za dezinfekciju vode. Voda infuzirana srebrnim prahom (u pravilu se koristi posrebreni pijesak) ili filtrirana kroz takav pijesak, gotovo je u potpunosti dezinficirana. Srebro u obliku jona aktivno komunicira sa raznim drugim ionima i molekulima. Niske koncentracije su korisne jer srebro uništava mnoge bakterije koje uzrokuju bolesti. Takođe je utvrđeno da joni srebra u niskim koncentracijama doprinose povećanju opšte otpornosti organizma na zarazne bolesti. Razvijajući ovaj smjer upotrebe, osim pasta za zube, zaštitnih olovaka, keramičkih pločica presvučenih srebrom, u Japanu su čak počeli izrađivati i tamjan koji sadrži jonizirano srebro i kada sagorijeva oslobađa jone koji ubijaju bakterije. Ovo svojstvo srebra osnova je za djelovanje lijekova poput protargola, kolargola itd., Koji su koloidni oblici srebra i pomažu u zacjeljivanju gnojnih lezija oka.

2.4 Gvožđe. Gvozdeno doba

Gvožđe je element bočne podskupine osme grupe četvrtog perioda periodičnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendelejeva, atomski broj 26. Označeno je simbolom Fe (latinski Ferrum) pri visokim temperaturama ili visokoj vlažnosti u zrak. U čistom kiseoniku gvožđe gori, a u fino raspršenom stanju spontano se pali u zraku. Gvožđe ima posebno svojstvo - magnetizam.

U prirodi se gvožđe rijetko može naći u čistom obliku. Najčešće se nalazi u meteoritima željezo-nikl. Po zastupljenosti u zemljinoj kori, željezo zauzima 4. mjesto nakon O, Si, Al (4,65%). Također se vjeruje da gvožđe čini većinu zemljine jezgre.

Gvožđe u davnim vremenima

Prvo oruđe od gvožđa pronađeno u karpatsko-dunavsko-pontskom regionu, koje datira iz 12. vijeka pne. NS.

Gvožđe kao materijal za oruđe poznato je od davnina, a najstariji proizvodi od gvožđa pronađeni tokom arheoloških iskopavanja datiraju iz 4. milenijuma pne. NS. i pripadaju drevnoj sumerskoj i drevnoj egipatskoj civilizaciji. To su vrhovi strela i ukrasi izrađeni od meteoritnog gvožđa, odnosno legure gvožđa i nikla (sadržaj potonjeg se kreće od 5 do 30%), od kojih su meteoriti sastavljeni. Iz njihovog nebeskog porijekla dolazi, očigledno, jedno od imena željeza u grčkom jeziku: "jabukovača" (a na latinskom ova riječ znači "zvijezda")

Artikli od umjetnog gvožđa poznati su još od naseljavanja arijskih plemena od Evrope do Azije i ostrva Sredozemnog mora (4-3 milenijuma prije nove ere). Najstarije poznato gvozdeno oruđe je čelično dlijeto pronađeno u kamenolomu piramide faraona Khufua u Egiptu (sagrađeno oko 2550. pne.).

Ali upotreba željeza započela je mnogo ranije od njegove proizvodnje. Ponekad su pronalazili komade sivkasto-crnog metala koji su, iskovani u bodež ili koplje, davali oružje izdržljivije i duktilnije od bronze i duže držali oštru oštricu. Teškoća je bila u tome što je ovaj metal pronađen samo slučajno. Sada možemo reći da je to bilo meteorsko željezo. Budući da su željezni meteoriti legura željezo-nikal, može se pretpostaviti da bi se kvaliteta pojedinih jedinstvenih bodeža, na primjer, mogla nadmetati s modernom robom široke potrošnje. Međutim, ista jedinstvenost dovela je do činjenice da takvo oružje nije bilo na bojnom polju, već u riznici sljedećeg vladara.

Prirodno metalno gvožđe nezemaljskog porijekla - meteorsko gvožđe korišteno je u zoru "željeznog doba". Put hemijske transformacije željezne rude zahtijevao je razvoj dovoljno visokih temperatura. Za redukciju željeza iz njegovih oksida ugljičnim monoksidom, što se događa u uobičajenom metalurškom procesu, dovoljna je temperatura tek nešto viša od 700 oS - čak i logorska vatra daje takvu temperaturu. Međutim, željezo dobiveno na ovaj način je sinterovana masa koja se sastoji od metala, njegovih karbida, oksida i silikata; raspada se kad je kovan. Da bi se praktično shvatile mogućnosti procesa redukcije kako bi se dobilo gvožđe pogodno za preradu, bila su potrebna tri uslova: 1) uvođenje oksida gvožđa u zonu zagrevanja pod uslovima redukcije; 2) postizanje temperature pri kojoj se dobija metal pogodan za mehaničku obradu; 3) otkrivanje djelovanja aditiva - fluksa koji olakšavaju odvajanje nečistoća u obliku troske, što osigurava proizvodnju kovnog metala na ne previsokim temperaturama.

Prvi korak u crnoj metalurgiji u nastajanju bila je proizvodnja željeza redukcijom iz oksida. Ruda se miješala s ugljenom i stavljala u peć. Na visokoj temperaturi stvorenoj sagorijevanjem ugljena, ugljenik se počeo kombinirati ne samo s atmosferskim kisikom, već i s onim koji je povezan s atomima željeza.

FeO + C = Fe + CO

FeO + CO = Fe + CO2

Nakon izgaranja ugljena, u peći je ostala takozvana kritsa - nakupina supstanci s primjesom reduciranog željeza. Zrno je zatim podgrijano i podvrgnuto kovanju, izbacujući gvožđe iz troske. Dugo je u metalurgiji gvožđa kovanje bilo glavni element tehnološkog procesa, štoviše, u posljednjem je koraku bilo povezano s oblikovanjem proizvoda. Sam materijal je kovan.

"Gvozdeno doba"

Gvozdeno doba zamijenilo je bronzano doba uglavnom početkom 1. milenijuma prije nove ere. NS

Gvozdeno doba zamijenilo je bronzano doba uglavnom početkom 1. milenijuma prije nove ere. NS. To se dogodilo iz sljedećih razloga: 1) gvožđa je više u prirodi nego bakra, kalaja i olova; 2) njegove legure imaju dobru duktilnost, duktilnost; 3) veća čvrstoća od bronze; 4) dobra otpornost na uticaje okoline; 5) osoba je savladala glavni način proizvodnje (redukcijsko topljenje) gvožđa i njegovih legura. Sve ovo skupa postalo je preduvjet za zamjenu bronzanog doba željeznim dobom.

Gvozdeno doba traje do danas.

Zapravo se gvožđem obično nazivaju njegove legure s malim udjelom nečistoća (do 0,8%), koje zadržavaju mekoću i duktilnost čistog metala. Ali u praksi se češće koriste legure željeza s ugljikom: čelik (do 2% ugljika) i lijevano željezo (više od 2% ugljika), kao i nehrđajući čelik (legirani) čelik s aditivima legirajućih metala (hrom, mangan, nikal itd.). Skup specifičnih svojstava gvožđa i njegovih legura čini ga "metalom br. 1" po značaju za ljude.

Korištenje željeza dalo je snažan poticaj razvoju proizvodnje i time ubrzalo društveni razvoj. U željezno doba većina naroda Euroazije iskusila je raspadanje primitivnog komunalnog sistema i prelazak u klasno društvo.

Napredak nije stao: prvi uređaj za vađenje gvožđa iz rude bio je puhač za jednokratnu upotrebu. Uz ogroman broj nedostataka, dugo je to bio jedini način dobivanja metala iz rude.

Viši stupanj u razvoju crne metalurgije predstavljale su trajne visoke peći nazvane u Europi štukaturom. To je zaista bila visoka peć - s dimnjakom od četiri metra za povećanje vuče. Nekoliko ljudi, a ponekad i vodeni motor, već je zamahnulo Stukofenovim mijehom. Stukofen je imao vrata kroz koja se vadio kritsa jednom dnevno Stukofen je izumljen u Indiji početkom prvog milenijuma pne. Početkom naše ere došli su u Kinu, a u 7. stoljeću, zajedno s "arapskim" brojevima, Arapi su ovu tehnologiju posudili od Indije. Krajem 13. vijeka stukofeni su se počeli pojavljivati u Njemačkoj i Češkoj (a čak i prije toga bili su na jugu Španjolske) i tokom sljedećeg stoljeća širili su se širom Evrope.

Performanse plutonijuma bile su neuporedivo veće od performansi peći za puhanje gasa - proizvodilo je do 250 kg gvožđa dnevno, a temperatura topljenja u njemu bila je dovoljna da deo gvožđa karbarizira u stanje livenog gvožđa. Međutim, kada je peć zaustavljena, štuko se na svom dnu smrznuo, miješajući se s troskom, a tada je samo kovanje uspjelo očistiti metal od šljake, ali upravo mu željezo nije podleglo. Morao je biti bačen.

Sljedeća faza u razvoju metalurgije bila je pojava visokih peći. Koriste se i danas. Zbog povećanja veličine, predgrijavanja zraka i mehaničkog puhanja, u takvoj peći sve željezo iz rude pretvoreno je u sirovo željezo koje se topilo i povremeno ispuštalo prema van. Proizvodnja je postala kontinuirana - peć je radila danonoćno i nije se hladila. Dnevno je proizvodila do jednu i po tonu sirovog željeza. Bilo je mnogo lakše destilirati lijevano željezo u željezo u kovačnicama, nego ga izbaciti iz potoka, iako je kovanje i dalje bilo potrebno - ali sada su šljake izbačene iz željeza, a ne željezo iz troske

Upotreba gvožđa u antici

Prvi oblik organizacije proizvodnje proizvoda od željeza bili su kovači amateri. Obični seljaci koji su u slobodno vrijeme od obrade zemlje trgovali takvim zanatom. Kovač ove vrste sam je pronašao "rudu" (zarđala močvara ili crveni pijesak), sam je sagorio ugljen, sam topio željezo, kovao se, sam obrađivao proizvod.

Vještina majstora u ovoj fazi bila je prirodno ograničena na kovanje proizvoda najjednostavnijeg oblika. Njegova instrumentarija sastojala se od krzna, kamenog čekića i nakovnja i brusnog kamena. Gvozdeni alati izrađivani su od kamena.

Da su u blizini bila nalazišta rude pogodna za razvoj, onda bi se cijelo selo moglo baviti proizvodnjom željeza, ali to je bilo moguće samo ako je postojala stabilna mogućnost profitabilnog marketinga proizvoda, što praktično nije moglo biti u uvjetima varvarstva .

Ako bi, na primjer, za pleme od 1000 ljudi postojalo desetak proizvođača željeza, od kojih bi svaki sagradio par peći za sirenje u godinu dana, tada je njihov rad osiguravao koncentraciju proizvoda od željeza od samo oko 200 grama po stanovniku . I ne godinu dana, već općenito. Ta je brojka, naravno, vrlo približna, ali činjenica je da, dok se na taj način proizvodilo željezo, nikada nije bilo moguće na njegov račun u potpunosti pokriti sve potrebe za najjednostavnijim oružjem i najneophodnijim alatima rada. Sjekire su i dalje izrađivane od kamena, čavala i plugova od drveta. Metalni oklop ostao je nedostupan čak i vođama.

Uloga gvožđa u modernom svijetu

21. vijek je doba polimera, ali doba željeza još nije gotovo.

U suvremenom svijetu postoje mnoge vrste polimera superiorne željezu u lakoći, plastičnosti i otpornosti na koroziju, ali istodobno su znatno slabije od željeza u svojoj čvrstoći, pa je prerano govoriti o željezu u prošlom vremenu.

Gvožđe je igralo veliku ulogu u razvoju ljudskog društva i u današnje vrijeme nije izgubilo svoju važnost. Legure gvožđa - liveno gvožđe, čelik osnova su moderne industrije.

POGLAVLJE III ZAKLJUČCI IZ TEORIJSKOG ISTRAŽIVANJA

U našim teorijskim studijama došli smo do sljedećih zaključaka:

Glavni zaključak

Promena "starosti metala" povezana je sa otkrićem za ljude novih metala i legura poboljšanih kvaliteta u poređenju sa prethodnim metalima i legurama (štaviše, metali su u prirodi prilično česti); ovladavanje metodama njihove ekstrakcije ili proizvodnje, kao i ovladavanje metodama lijevanja i kovanja proizvoda od novih metala i legura. Promjena materijala za rad i proizvodnju utjecala je i utječe na tehnički napredak u društvu. Uloga hemije u ovom slučaju uvijek je bila i ostaje značajna.

Zaključci za "vijekove" (koji potvrđuju glavni zaključak)

1. Bakarno doba. Bakar je prvi metal koji su ljudi počeli upotrebljavati u antici, nekoliko milenijuma prije nove ere (4-3 hiljade godina prije nove ere). Ukupan sadržaj bakra u zemljinoj kori je relativno nizak (0,01 mas.%), Ali je češći od ostalih metala koji se nalaze u izvornoj državi, sa grumenima bakra koji dostižu značajnu veličinu.

To, kao i komparativna jednostavnost obrade bakra, objašnjava činjenicu da su ga ljudi koristili ranije od ostalih metala.

Bakar je mekani metal. Stoga u antička vremena bakar nije mogao istisnuti kameni alat. Tek kad je čovjek naučio topiti bakar i izumio bronzu (legura bakra i kositra), metal je zamijenio kamen.

Drevni su vjerovali da je ljekovito djelovanje bakra posljedica njegovih antibakterijskih i protuupalnih svojstava. U bakarnom oklopu drevnih ratnika rane su manje gnojile i brže zarastale.

2. Bronzano doba trajalo je od kraja 4. - početka. 1. milenijum pne NS. Proširila se metalurgija bronze, bronzanog oruđa i oružja (Bliski Istok, Kina, Južna Amerika itd.). Bronza je legura na bazi bakra (u davnim vremenima to je bakar + kalaj, rjeđe - bakar + olovo. Bronza je imala veću čvrstoću od bakra; dobra duktilnost, veća otpornost na koroziju, dobre osobine lijevanja. Stoga je zamijenjeno doba bakra bronzom.

3. Gvozdeno doba. U vrlo davna vremena proizvodi od gvožđa su se izrađivali od meteoritskog gvožđa, od „nebeskog kamena“. Sa meteoritskim gvožđem bilo je lako raditi. Od njega su izrađivani samo nakit i najjednostavniji alati. Topljenje gvožđa bilo je nedostupno drevnim ljudima - dobivajući ga iz jedinjenja. Stoga je željezno doba u Egiptu započelo tek u 12. vijeku.

Pne NS. , a u drugim zemljama i kasnije - na početku. 1. milenijum pne NS.

Gvozdeno doba dolazi sa širenjem metalurgije gvožđa i proizvodnjom alata i oružja. Po rasprostranjenosti metala u prirodi, željezo zauzima drugo mjesto nakon aluminijuma. S početkom željeznog doba željezo se praktično nije koristilo u svom čistom obliku. U svakodnevnom životu proizvodi od čelika ili lijevanog željeza (legure željeza s ugljikom i drugi elementi) često se nazivaju i nazivaju se željezom.

Dobra duktilnost, podatnost gvožđa i njegovih legura, kao i posebna čvrstoća proizvoda izrađenih od njih doveli su do promjene bronzanog u gvozdeno doba, koje traje i danas.

Legure gvožđa - liveno gvožđe, čelik osnova su moderne industrije.

Gvožđe je neophodno za život organizama. Dio je hemoglobina.

Drevni su vjerovali da je Mars utjecao na željezo. Uz pomoć metalnog talismana izrađenog od željeza, pokušali su izliječiti slabokrvne ljude: talisman je trebao odbiti štetni utjecaj Marsa, njegove energije i normalizirati sadržaj željeza u krvi.

4. Zlato i srebro su takođe poznati čovjeku od davnina. Ovi metali se odlikuju mekoćom, duktilnošću, vrlo dobrom duktilnošću i duktilnošću. Zlato i srebro se stoga lako obrađuju. Proizvodi od ovih metala datiraju iz perioda od 5-1 hiljada pne. NS. Prelijepa boja,

"Čarobni" sjaj, velika gustina, lakoća, velika otpornost na vremenske utjecaje čovjek je odavno cijenio.

Ali zlato i srebro su rijetki metali u prirodi. Stoga se od davnina uglavnom koriste za izradu nakita i predmeta za domaćinstvo.

Ali s vremenom je zlato (i, u manjoj mjeri, srebro) postalo mjerilo materijalnih vrijednosti, počelo se koristiti kao razmjena robe, a kasnije - postalo je novčani ekvivalent i, prema tome, "kralj metala".

Od davnina su se koristila i ljekovita svojstva srebra i zlata: antiseptička svojstva srebrne vode; a za liječenje kožnih bolesti korištena su svojstva srebra, zlata i bakra.

POGLAVLJE III NAŠA PRAKTIČNA ISTRAŽIVANJA

3.1 Hemijski eksperiment

"Odnos" antičkih metala "prema određenim hemijskim uticajima"

Na pitanja - "koja su svojstva metala ili legura starina osigurala njihovo očuvanje do danas?" i "zašto je stepen očuvanosti različitih predmeta različit?" pokušali smo dati odgovor pribjegavajući kemijskom eksperimentu.

Prvo iznesemo sljedeće hipoteze: 1 - antički proizvodi preživjeli su do naših vremena, budući da metali ili legure od kojih su izrađeni imaju malu hemijsku aktivnost; 2 - stupanj sigurnosti proizvoda ovisi o: a) otpornosti materijala na koroziju na utjecaje okoline (otpornost na koroziju ovisi, prije svega, o hemijskoj aktivnosti metala i legura); b) vrijeme izloženosti različitih čimbenika (uključujući "hemijski faktor") na proizvodu, ili - starost proizvoda.

Izveli smo takav hemijski eksperiment

Njegova suština je sljedeća: ispitali smo odnos starih metala i nekih njihovih legura prema reagensima i prirodnim supstancama kao što su: kiseonik u zraku (u normalnim uvjetima i temperaturnim efektima); vlažni zrak; voda - destilirana, slavina, prirodna; rastvori kiselina i lužina.

Važno je da su svi oni glavni razarači (ili sličnost ovih razarača) za metale i legure u prirodi. Proveli smo odgovarajuće reakcije i dobili rezultate koji potvrđuju ispravnost naših pretpostavki (hipoteza).

Zaključci iz praktičnih istraživanja

To je pokazao hemijski eksperiment koji smo mi razvili i izveli

Hemijska aktivnost istraženih metala i legura (u stvari, "antički metali") - niska

Otpornost na koroziju na hemijske udare - visoka.

Rezultati eksperimenta su predstavljeni u tabeli

Zaključujemo da ove karakteristike materijala mogu biti presudne u činjenici da su antički proizvodi preživjeli do našeg doba

Testirana je reakcija metala i legura na trajanje hemijskog delovanja laboratorijskih i prirodnih reagensa (tokom 2 meseca)

Eksperiment je pokazao: uništavanje metala i legura raste s vremenom

Eksperiment je takođe potvrdio našu pretpostavku da je hemijska aktivnost ispitivanih materijala relativno niska; i dalje postoje razlike u njihovoj hemijskoj aktivnosti