Az ókor kohászata. Az érckohászat eredete. A réz az első fém, amelyet az ember mesterkélt Az első fém, amelyet az ember mesterkélt, a vas volt

17

a Kedvencekhez a Kedvencekhez a Kedvencekből 7

Sok ezer éven át a kőből készült termékek voltak az emberek fő eszközei. A követ feldolgozó iparosok, mint egy szobrász, új minőséget fedeztek fel benne, és a felesleget levágva elkészítették a szükséges tárgyat. Az ókori ember azonban lényegében csak a természetes folyamatokat reprodukálta, elpusztítva a sziklákat.

A több ezer éven át elsajátított termékek tervezése a térbeli gondolkodás fejlesztését és alapvetően új ismeretek kialakítását követelte meg a több részből és összekötő elemekből álló kompozit szerszámok gyártásában. De ebben az esetben is a mester szeme előtt állt a természetes eredetű alapanyag. Már a kerámiagyártás elsajátítása során is utánozták az agyag égetésének természetes folyamatait a tűz lángjában. A termékek készítése ércfémből forradalmi technológia, olyan technológia, amelyet a természetben nem lehetett „látni”! Ez az első teljesen mesterséges technológia a civilizáció történetében. Hogyan tanulta meg az ember a fémek beszerzését és feldolgozását? Nézzük ennek a csodálatos folyamatnak a modern változatát.

Mi a közös a homárhéjban és a közeljövő „szuperacéljában”? A tudósok megállapították, hogy a héj szénből, hidrogénből és nitrogénből álló kitin alapja egy nanométeres nagyságrendű polimer kristályokból álló méhsejt szerkezet, amelynek szabad terét fehérje tölti ki. Ez lehetővé teszi, hogy az anyag egyidejűleg lebegjen a vízben, és nagyobb szilárdságú legyen, mint sok speciális acél. Marad a természeti technológia tanulmányozása és gyakorlati alkalmazása. A természeti folyamatok és struktúrák elemzése tehát a 21. század innovatív technológiáinak sikerének kulcsa. Az ember azonban már az ókorban megtanulta kezelni ezt a kulcsot, és a kohászati ​​technológiák fejlődése ennek egyértelmű példája.

Natív fémek

A neolitikus civilizációt az ember által használt eszközök és eszközök hosszú kialakulása és lassú fejlődése előzte meg. A primitív emberi társadalom története elválaszthatatlanul összekapcsolódott a kővel. A legprimitívebb kőtermékek közönséges folyami kavicsok voltak, az egyik szélükön tördelve. A legrégebbi kőeszközök kora körülbelül 2,5 millió éves időszakra nyúlik vissza. A legfontosabb esemény a kovakőszerszámok fejlesztése volt.

A technikai haladás olyan alapvető termékeinek formáját, mint a fejsze, sarló, kés és kalapács, először a kovakőben találták meg és testesítették meg. Az őshonos fémek használata nagy valószínűséggel a mezolitikum korában (középső kőkorszak) kezdődött, i.e. több tízezer évvel ezelőtt. Ekkorra már általánossá vált a kövek felkutatása, kinyerése és belőlük nemcsak szerszámok, hanem ékszerek készítése is az ősember számára, és egyfajta iparmá vált.

Az új termékek készítésére alkalmas kövek keresése során az ember figyelt az első fémrögökre, nyilvánvalóan rézre, amelyek sokkal gyakoribbak a természetben, mint a nemesfém - arany, ezüst, platina - rögök. Az őshonos (tellurikus, a latin „tellis” szóból - föld szóból) réz ma is megtalálható a világ számos régiójában: Kis-Ázsiában, Indokínában, Altajban és Amerikában. Több kilogramm súlyú rézrögök még mindig megtalálhatók. A natív réz legnagyobb előfordulásának a Kyusinaw-félszigeten (Lake Superior, USA) felfedezett tömör rézér tekinthető. Tömegét körülbelül 500 tonnára becsülik.

Földi körülmények között nem csak a nemesfémek lehetnek natív formában jelen. Ismeretes, hogy vas-, higany- és ólomrögök találhatók a természetben, és sokkal ritkábban - fémrögök és ötvözetek, például cink, alumínium, sárgaréz és öntöttvas. Kis levelek és pikkelyek formájában találhatók sziklákba, leggyakrabban bazaltba. A 20. században őshonos vasat találtak például a Grönland partjaihoz közeli Disko-szigeten, Németországban (Kassel város közelében), Franciaországban (Auvergne megye), az USA-ban (Connecticut). Mindig jelentős mennyiségű nikkelt, kobalt-, réz- és platina-keverékeket tartalmaz (egy-egy elem tömegére számítva 0,1-0,5%), és általában nagyon szegény szén-dioxiddal. A natív öntöttvas leletei ismertek például a Russzkij-szigeteken (a Távol-Keleten) és Borneón, valamint az Avaria-öbölben (Új-Zéland), ahol a natív ötvözetet a kohenit - vas-nikkel-kobalt-karbid képviselte. (Fe, Ni, Co)3C.

A rögök alakjának változásának megfigyelése a kemény kövek ütései alatt azt az ötletet adta az embernek, hogy hidegkovácsolással kis ékszereket készítsen belőlük. A kovácsolás a fémalakítás legrégebbi módja. A natív fém kovácsolással történő megmunkálási módszerének elsajátítása a kő kőkalapáccsal történő „kárpitozásával” kőeszközök készítésének készségén és tapasztalatán alapult. A bennszülött réz, amelyet az ősemberek eleinte szintén kőfajtának tartottak, kőkalapáccsal ütve nem hozta létre a jellegzetes kőforgácsokat, hanem az anyag folytonosságának megzavarása nélkül változtatta méretét és formáját. Az „új kőnek” ez a figyelemre méltó technológiai tulajdonsága erőteljes ösztönzővé vált a natív fém felkutatásában és kitermelésében, valamint annak emberi felhasználásában. Ezenkívül megfigyelték, hogy a kovácsolás növeli a fém keménységét és szilárdságát.

Eleinte közönséges kemény kődarabokat használtak kalapácsként. A primitív mesterember követ tartott a kezében, és ütött vele egy natív, majd később ércből kiolvasztott fémdarabot. Ennek a legegyszerűbb kovácsolási módszernek az evolúciója egy nyéllel ellátott kovácskalapács prototípusának megalkotásához vezetett. A hidegkovácsolásos fémfeldolgozás lehetőségei azonban korlátozottak voltak. Ily módon csak kis tárgyaknak lehetett formát adni - csapnak, horognak, nyílhegynek, csűrnek. Később elsajátították a rézrögök előmelegítéssel történő kovácsolásának - izzításnak - technológiáját.

Az első fémmegmunkálási technológiák kifejlesztésére nagy lehetőségeket nyújtottak az aranyrögök, a réznél sokkal képlékenyebb fém. Az arany kiemelkedő szerepet játszott a civilizációs bányászat és kohászati ​​termelés fejlődésében. Az első ember által kifejlesztett aranylelőhelyek hordaléklerakódások voltak. Hordalékos homok- és kavicstömegben aranyrögöket találtak, amelyek az aranytartalmú kőzetek pusztulásának termékei voltak, amelyek hosszú ideig voltak kitéve a folyók áramlásának. Úgy tűnik, a legrégebbi arany ékszerek a hidegkovácsolással gyöngyökké feldolgozott rögök voltak. Ezek a csiszolt gyöngyök úgy néztek ki, mint a különféle kombinációkban összefűzött színes kövek.

Az arany erekből való kinyerésekor olyan technológiákat hoztak létre, amelyeket aztán más ősi fémek lelőhelyeinek fejlesztésére használtak. Az arany volt az első fém, amelyből megtanultak termékeket önteni, drótot és fóliát gyártani, az aranyat először finomításnak vetették alá. Lényegében az ókori világ korszakában használt összes kohászati ​​technológiát ezüst, réz, ólom és ón esetében eredetileg arany felhasználásával fejlesztették ki.

A civilizáció alapja azonban a Kr. e. 3. évezredig. e. kő maradt. A korai neolitikum technológiájának jellegzetes vonása a nagyméretű kőeszközökre való átállás volt. Megjelenésük a kőfeldolgozás új technológiai módszereinek kifejlesztéséhez kapcsolódik - fúrás, fűrészelés, köszörülés. Kompozit („bélés”) szerszámokat találtak fel, amelyekben csak a munkarészhez kőanyagot használtak, a fogantyúk pedig fából, szarvból vagy csontból készültek. Fokozatosan fejlődni kezdett a fegyverek javítása - korrekciójuk, amikor a működő rész elhasználódott. Bányászati ​​műveletek kezdődtek, amelyek során tüzet használtak a sziklák megsemmisítésére. A neolitikum embereinek elképesztő technikai vívmánya a tűzkő kitermelése akár 10 m mélységű függőleges aknával és rövid sodrással rendelkező bányákban. Így a neolitikus forradalom kezdetén az emberek sokrétű ismeretekkel rendelkeztek a természetes anyagokról és anyagokról, illetve ezek feldolgozási módszereiről.

A neolitikum termikus technológiái

A termelő újkőkori gazdaság legfontosabb megkülönböztető jegye az élelmiszerellátás megteremtése. A tároláshoz szükséges edények elkészítésének problémájának megoldása során kerámiatermékeket találnak ki, és fokozatosan fejlesztik a termikus technológiákat. Az első kerámiatermékek gallyakból készült, agyaggal bevont és tűzön égetett kosarak voltak. Ezután speciális kemencéket hoztak létre - kovácsművek.

Természetes robbantásra alkalmas neolit ​​kemence

A modern rekonstrukciók az alábbiak szerint reprodukálják a neolitikus kerámiaégetési módszert. A kohó egy meredek folyóparton, szakadékok vagy dombok falain belül épült, és két ágból állt. A vízszintes hüvely tűztérként szolgált, a függőleges hüvelyt edényekkel töltötték meg. Amikor a kovácsot megtöltötték előszárított edényekkel, a tetejét megtöltötték fazékhulladékkal, és nedves fával alacsony tüzet építettek. Az ilyen tüzet addig tartották, amíg a gőzök szétválása meg nem szűnt, majd a tüzet vörös hővé fokozták. Az edényeket legalább 6 órán át ebben a tűzben tartották, majd a kemence tetejét homokkal, a tűzteret agyaggal borították be, és az egységet több napig ebben az állapotban hagyták. Ezt követően a tűztérbe lyukat készítettek, és fokozatosan megnövelték. Végül kinyitották a kovács tetejét, és kiszedték a kész edényeket. Ilyen ősi kerámiaégető kemencéket fedeztek fel Mezopotámiában, Észak-Afrikában és Kelet-Európában. A bennük lévő termékek melegítési hőmérséklete elérte az 1100 °C-ot.

A fém ércből történő kinyerésének kohászati ​​technológiájának elsajátításához, amely megbízható, magas hőmérsékletet igényel, mesterséges fúvással ellátott kemencére volt szükség. Először hoztak létre ilyen kemencéket kerámiagyártáshoz. Így az ércfémmel az agyagedények égetése során ismerkedtek meg az emberek. Volt egy folyamat a fémek kinyerésére az edények falára színezés céljából felvitt anyagokból. Köztudott, hogy a réz-karbonátok - malachit és lapis lazuli, higany-szulfid - cinóber, sárga, vörös és barna vasokker élénk ásványi festékek, és a kerámiatermékekre színezett minták alkalmazása a művészet egyik legrégebbi formája.

Az új fémek és anyagok civilizáció általi fokozatos kifejlesztésének folyamata

Az első ember által elsajátított ércfém a réz volt. Úgy tűnik, ez körülbelül 10 ezer évvel ezelőtt történt. A legrégebbi ércrézből készült termékeknek jelenleg a törökországi Konya-fennsíkon található Çayonü Tepesi és Çatal Höyük településeken található csapokat, csulókat, fúrókat, gyöngyöket, gyűrűket és medálokat tekintik. Ezek a leletek a Kr. e. 8–7. évezredből származnak. e.

A metál korszak kezdete

A fémek igazi korszaka Eurázsiában kezdődött a Kr.e. 5. évezredben. e. A Balkán-félsziget északi részén és a Kárpátok térségében felfedezett ritkaságok jellemzik. A régészetben ezeket a területeket általában a réz-kőkor legfontosabb balkáni-kárpát-kohászati ​​tartománya közé sorolják.

A múlt század 70-es éveinek elején hihetetlenül gazdag és kifejező műemlékeket fedeztek fel ott: a várnai „arany” nekropoliszt és a hatalmas Aibunar bányát, ahol a számítások szerint legalább 30 ezer tonna rézércet bányásztak. Több mint 3 ezer különféle arany- és mintegy 100 réztárgyat találtak a várnai temetkezésekben. Különös figyelmet keltenek az arany ékszerek és az összetett díszekkel díszített tárgyak, de a szakembereket nem kevésbé érdeklik a masszív rézeszközök, hangszerek és fegyverek.

A Balkán-Kárpátok kohászati ​​tartomány aranya és rézje váratlan problémát jelentett az ókori fém kutatói számára: mire irányult általános törekvése ennek a kohászati ​​termelésnek? Fémszerszámok öntésére, kovácsolására a termelékenység növelése érdekében, ahogy a legtöbb ismert tankönyv tanítja, vagy valami másra? A régészek számításai kimutatták, hogy a bányászat és a kohászati ​​termelés legelső lépéseitől kezdve energiájának túlnyomó részét a közélet szimbolikus szféráját kiszolgáló termékek - dekorációk, hatalmi attribútumok és rituális tárgyak - létrehozására irányult. A gigantikus fémdarab a halottak társadalmi jelentőségének egyfajta bizonyítékaként szolgált. Így a fémek több évezreden át elsősorban társadalmi, nem pedig termelő funkciót töltöttek be.

A Kr.e. 5. évezredben. e. Eurázsia legtöbb részén aktívan bányásztak oxidált rézérceket, amelyek erezete elérte a felszínt. A bányaműveletek szűk repedések voltak, amelyek az érctartó erek feltárása következtében keletkeztek. Ha egy bányász egy erős érclencsével találkozik, a rés üreggé változott a bánya területén. A legrégebbi rézbányákat Mezopotámiában, Spanyolországban és a Balkán-félszigeten fedezték fel. Az ókorban Ciprus szigete az egyik legnagyobb rézlelőhely lett a késői latin „cuprum” nevéből, a réz mint kémiai elem mai elnevezése. A fém orosz neve az ősi szláv „smida” szóból származik, amely általában fémet jelent. Vegyük észre, hogy a „Smida” kifejezés azokra az ősi időkre nyúlik vissza, amikor a szlávok és germánok ősei még egyetlen indoárja nép voltak. Ezt követően a germán nyelvekben a „smida” kifejezést a fémmel dolgozó személy megjelölésére kezdték használni, és „kovács” (angol) vagy „schmidt” (német) - „kovács” formában rögzítették.

A földalatti érctelepek kialakulását a Kr.e. IV. évezredben fejlesztették ki. e. A bányaművelés mélysége elérte a 30 métert vagy többet. A szikla zúzására tüzet, vizet és faékeket használtak. A bányászott terület közelében tüzet gyújtottak, a sziklát felmelegítették, majd bő vízzel leöntve gyorsan lehűtötték. A keletkező repedésekbe faékeket vertek, amelyeket szintén vízzel öntöztek be. Duzzadva az ékek hasították a sziklát. Az érckődarabokat ismét tűz lángjában hevítették, élesen lehűtötték és kalapáccsal és csákányokkal összetörték közvetlenül a bányákban. A zúzott ércet bőrtáskákban vagy fonott kosarakban távolították el a bányákból. Utána nagy kőmozsárban verték borsó nagyságúra. Az ókori kohászok szenet, sűrű fát és csontokat használtak tüzelőanyagként a fém olvasztásához.

A rézérc feldolgozásának legősibb módja a tégelyes olvasztás: az ércet tüzelőanyaggal keverték össze, és csonthamuval kevert agyagból készült tégelyekbe helyezték. A tégelyek mérete kicsi volt, magasságuk 12-15 cm, a fedelén lyukak voltak kialakítva a gázok kibocsátására. A fent leírt újkőkori kerámia tűzhelyekben a hőmérséklet (akár 1100 °C) is elérte a 2 tömegszázalékig terjedő réztartalom előállítását. arzén, nikkel, antimon természetes szennyeződései. Ezt követően gödörkemencéket kezdtek beépíteni a réz olvasztásához. Ebben az esetben egy ércet és szenet tartalmazó agyagtégelyt egy sekély gödörbe helyeztek, a tetejére szénréteget öntöttek. Különös jelentőséggel bírt az olvasztási hely megválasztása, amelynek intenzív levegőáramlást kellett biztosítania az egységbe a tűz szellőztetése és a szükséges hőmérséklet elérése érdekében.

Az olvasztótégelyekben előállított réz mennyisége kicsi volt, általában több tíz grammot tett ki, így fokozatosan áttértek a rézgödörben történő közvetlen ércből történő előállítására. Ehhez a szénnel kevert rézércet legfeljebb 30 cm mély gödrökbe helyezték, amelyek alját kövekkel bélelték ki. A töltetrétegre még egy kis szenet öntöttek, a tetejére faágakat és egy kis földet helyeztek, hogy ne akadályozzák a levegő áramlását a kupac belsejében. Az olvasztóhelyet a dombok lejtőin próbálták meg elhelyezni, hogy kihasználják a természetes légmozgást. Ez volt az első „ipari” kohászati ​​egység.

Az olvasztás befejeztével az el nem égett tüzelőanyagot eltávolították, és a keletkező fémet kényelmesen használható darabokra zúzták. Ez közvetlenül a fém megkeményedése után történt, mivel ebben a szakaszban a réz különösen sérülékeny, és kalapáccsal könnyen darabokra törhető. A nyers réz piacképes megjelenése érdekében hidegkovácsolásnak vetették alá. Nagyon korán felfedezték, hogy a réz puha és formálható fém, amely a legegyszerűbb mechanikai kezeléssel könnyen tömöríthető és megszabadítható a durva zárványoktól.

Számos előnye mellett a természetes módon ötvözött réznek volt egy igen jelentős hátránya: a rézszerszámok gyorsan eltompultak. A réz kopásállósága és egyéb tulajdonságai nem voltak olyan magasak, hogy a rézszerszámok és -szerszámok teljesen helyettesíthessék a kőszerszámokat. Ezért a réz-kőkorszakban (Kr. e. 4. évezred) a kő sikeresen versenyzett a rézzel, ami a kor elnevezésében is tükröződik. A kőről a fémre való átmenet döntő lépése a bronz feltalálása után történt.

Ahogy az előző fejezetben jeleztük, az egyéni rézmesterségek (főleg az ékszerek) nagyon korán megjelentek. Jelenleg a régészet nem tudja pontosan megmondani, hol olvasztották először az érceket, vagy hol nyerték először a bronzot, a réz és más fémek ötvözetét. Minden valószínűség szerint az emberek először az őshonos eredetű rezet használtak, amelyet speciális, képlékeny tulajdonságokkal rendelkező kőként dolgoztak fel. Ám amikor felfedezték, hogy a rézércdarabok erős melegítés hatására olvadni kezdtek, majd lehűtve ismét megszilárdultak, felfedezték a fémolvasztás folyamatát. A réz új tulajdonságát előre kitalált formájú szerszámok készítésére kezdték használni, vagyis feltalálták az öntödei eljárást.

A rézkohászat fejlődésével megnőtt az érdeklődés iránta, mint a szerszámkészítés új anyaga, és nem csak ékszer. A natív réz azonban ritkán található a föld felszínén. A Kr.e. 5. évezredben. e. oxidált rézércek kezdtek kifejlődni, amelyeknek erezete a felszínre került. A szulfidércek kialakulása későbbre nyúlik vissza. A munkálatok keskeny repedések voltak, amelyek az érces erek feltárása következtében keletkeztek. Ha egy bányász egy erős érclencsével találkozik, a rés üreggé változott a bánya területén. A Kr.e. 4. évezredben. e. kezdett áttérni a földalatti lelőhelyek fejlesztésére. A Balkán-félszigeten például a bányamunkák elérték a 27 méteres mélységet, hogy az ércdarabokat letörjék, először fel kellett melegíteni a sziklát, majd vizet önteni rá. Az eredmény repedések keletkeztek, amelyekbe vízbe áztatott faékeket szúrtak. Amikor a faékek megdagadtak, darabokra tépték az érceket. A Balkán-félszigeten szarvasagancsból készült hornyolt ékeket fedeztek fel működés közben. Úgy tartják, hogy a bányászok rézérc kivonására használták őket az erekből.

Az ércdúsítási folyamat a bányák közelében zajlott. Eleinte a száraz dúsítási módszert ismerték: a bányászott ércet leválasztották a meddőkőzetről, és kőkalapáccsal összezúzták. Később elkezdték alkalmazni a nedves dúsítási módszert. A zúzott ércet fatálcákba rakták vízzel. A tálcák megremegtek, ennek hatására a nehezebb ércdarabok leülepedtek az aljára, a könnyebb meddőkő pedig a tetejére úszott. Gereblyézték, és rézércdarabok maradtak a tálcán. A réz-szulfidérceket az olvasztás előtt sokáig égették tűzben.

Az ércet a bányák közelében speciális agyagkemencékben is olvasztották. A kemencében magasabb hőmérséklet elérése érdekében az emberek levegőt fújtak a fúvócsöveken keresztül. A Kr.e. 3. évezredben. e. Feltalálták a bőrfúvókat. A rézércekből kiolvasztott fémrudak szolgáltak cserecikként; A kohászok általában nem foglalkoztak ékszerekkel és kovácsolással.

A Kr.e. 5. évezredben. e. az emberek megismerkedtek más színesfémekkel: ezüsttel és arannyal.

A kutatók szerint az első ötvözet a billon volt – a réz és az ezüst ötvözete. Belőle Dél-Türkmenisztánban a Kr. e. 5-4. évezred fordulóján. e. ékszereket (tűket) kovácsoltak. A réz és az arzén ötvözete a Kr.e. IV. évezredben vált ismertté. e. Az arzénötvözetek a Kaukázuson túl ezer évvel korábban jelennek meg, mint a nyugat-európai ónbronzok. A Kr.e. 3. évezredtől e. Az ókori kelet országaiban a bronzot gyakrabban nyerték rézötvözetből, változó arányú ónnal. A rézzel összehasonlítva a bronzötvözetek alacsony olvadhatóságukkal, jó öntési tulajdonságaikkal és nagy szilárdságukkal tűnnek ki. Az öntés céljától függően 1-2%-tól 8-10%-ig ónt adtak a fémhez. Minél több ónt adtunk hozzá, annál törékenyebb volt a termék.

Ha az ércet a bányatelepek közvetlen közelében olvasztották, akkor a településeken réz- és bronztermékeket öntöttek. A bronzötvözet előállításához a rezet és az ónt vagy a rezet és az arzént bizonyos arányban agyagtégelyekbe helyezték, amelyeket kemencébe helyeztek. A tégelyekből olvadt fémet homokból, kőből és fából készült formákba öntötték. Először nyitott, majd zárt tokos formákat használtak. Fegyvereket, szerszámokat és különféle szerszámokat öntöttek formába. A műalkotásokat és az ékszereket viaszmintával öntötték. A modellt viaszból faragták, amelyre rétegenként finomra őrölt agyagot hordtak fel, amíg az agyagfal meg nem erősödött. Az agyagformában speciális lyukakat hagytak, hogy kiolvasztsák a viaszt és beleöntsék a bronzötvözetet. Lehűlés után a tárgy eltávolítása érdekében az agyagot megtörték, és az új öntvény elkészítéséhez a teljes folyamatot újra meg kellett ismételni. A viaszmodellből öntött termékek művészi értékűek.

A színesfémércek nehezen hozzáférhetők a fejlesztéshez; Az ónlerakódások - a bronzötvözetek fő nyersanyaga - az ókorban meglehetősen korlátozott mértékben ismertek. A fémet nagyon nagy távolságokra kellett elszállítani az ércbányászatról. Mindez megakadályozta a színesfémek széles körben történő bevezetését a termelésbe. F. Engels szerint „...a bronz megfelelő eszközöket és fegyvereket biztosított, de a kőszerszámokat nem tudta kiszorítani; ezt csak a vas tudta megtenni, a vasat pedig még nem tudták bányászni” (Marx K., Engels F. Soch., 21. kötet, 161. o.).

Az új anyag különleges tulajdonságait gyorsan elsajátították, termelékenyebb eszközöket és fegyvereket hoztak létre, amelyek nem tudtak de befolyásolni a mezőgazdaság és a kézművesség fejlődését.

Mint tudják, a fő anyag, amelyből a primitív emberek szerszámokat készítettek, a kő volt. Nem hiába nevezik kőkorszaknak azt a több százezer évet, amely az ember földi megjelenése és az első civilizációk megjelenése között eltelt. De az ie 5-6 évezredben. e. emberek fedezték fel a fémet.

Valószínűleg eleinte az emberek a fémet ugyanúgy kezelték, mint a követ. Talált például rézrögöket, és megpróbálta azokat pontosan ugyanúgy feldolgozni, mint a követ, vagyis vágással, csiszolással, pelyhek préselésével stb. De nagyon hamar kiderült a különbség a kő és a réz között. Talán kezdetben az emberek úgy döntöttek, hogy a fémrögök nem használnak, különösen azért, mert a réz meglehetősen puha volt, és a belőle készült szerszámok gyorsan meghibásodtak. Kinek jutott eszébe a réz olvasztása? Most már soha nem fogjuk megtudni a választ erre a kérdésre. Valószínűleg minden véletlenül történt. Egy csalódott férfi a tűzbe dobott egy fejsze vagy nyílhegy készítésére alkalmatlannak tűnő kavicsot, majd meglepetten vette észre, hogy a kavics fényes tócsává terjedt, majd miután a tűz kialudt, megfagyott. Aztán csak egy kis gondolkodásra volt szükség – és felfedezték az olvadás gondolatát. A modern Szerbia területén egy rézbaltát találtak, amelyet 5500 évvel Krisztus születése előtt készítettek.

Igaz, a réz természetesen sok tulajdonságában még a kőnél is rosszabb volt. Mint fentebb említettük, a réz túl puha fém. Legfőbb előnye az olvaszthatóság volt, ami lehetővé tette a legkülönfélébb tárgyak készítését rézből, de szilárdság és élesség tekintetében sok kívánnivalót hagyott maga után. Természetesen, mielőtt például a zlatousti acélt ("Orosz damasztacél Zlatoustból" cikk) felfedezték, még több évezrednek kellett eltelnie. Hiszen a technológiák eleinte fokozatosan jöttek létre - bizonytalan, félénk lépésekkel, kipróbálás és számtalan hiba útján. A rezet hamarosan felváltotta a bronz, a réz és ón ötvözete. Igaz, az ón, a rézzel ellentétben, nem mindenhol található. Nem véletlenül hívták Nagy-Britanniát az ókorban „Ón-szigeteknek” – sok nép küldött oda kereskedelmi expedíciókat ónért.

A réz és a bronz lett az ókori görög civilizáció alapja. Az Iliászban és az Odüsszeiában állandóan azt olvassuk, hogy a görögök és a trójaiak réz- és bronzpáncélba voltak öltözve, és bronzfegyvereket használtak. Igen, az ókorban a kohászat nagyrészt a katonaságot szolgálta. Gyakran a régi módon, faekével szántották a földet, és például lehetett fából vagy agyagból is készíteni a lefolyókat, de a katonák erős fémpáncélban mentek a csatatérre. A bronznak, mint fegyveranyagnak azonban volt egy komoly hátránya: túl nehéz volt. Ezért idővel az ember megtanulta az acél olvasztását és feldolgozását.

A vasat már akkor ismerték, amikor a bronzkor a Földön zajlott. Az alacsony hőmérsékleten végzett feldolgozás eredményeként kapott nyers vas azonban túl puha volt. A meteoritvas népszerűbb volt, de nagyon ritka volt, és csak véletlenül lehetett megtalálni. A meteoritvas fegyverek azonban drágák voltak, és igen tekintélyes volt, hogy rendelkeztek velük. Az egyiptomiak az égből hullott meteoritokból kovácsolt tőröket mennyeinek nevezték.

Általánosan elfogadott, hogy a vasfeldolgozás a Közel-Keleten élő hettiták körében terjedt el. Ezek a Kr.e. 1200 körüliek. e. megtanulta a valódi acél olvasztását. Egy időre a közel-keleti hatalmak hihetetlenül erősek lettek, a hettiták magát Rómát is kihívták, a Bibliában említett filiszteusok pedig hatalmas területeket ellenőriztek a modern Arab-félszigeten. Technológiai előnyük azonban hamarosan elenyészett, mert az acélolvasztó technológiát, mint kiderült, nem volt olyan nehéz kölcsönözni. A fő probléma a kovácsművek létrehozása volt, amelyekben el lehetett érni azt a hőmérsékletet, amelyen a vas acéllá alakul. Amikor a környező népek megtanultak ilyen olvasztókemencéket építeni, az acélgyártás szó szerint egész Európában megkezdődött. Persze sok múlott az alapanyagokon. Végtére is, az emberek csak viszonylag nemrég tanulták meg a nyersanyagokat további anyagokkal gazdagítani, amelyek új tulajdonságokat adnak az acélnak. Például a rómaiak kigúnyolták a keltákat, mert sok kelta törzsnek olyan rossz volt az acélja, hogy a kardjuk elhajlott a csatában, és a harcosoknak a hátsó sorba kellett futniuk, hogy kiegyenesítsék a pengét. De a rómaiak csodálták az indiai fegyverkovácsok termékeit. És néhány kelta törzsnek olyan acélja volt, amely nem volt alacsonyabb a híres Damaszkusznál. (Cikk „Damaszkusz acél: mítoszok és valóság”)

De mindenesetre az emberiség belépett a vaskorba, és ezt már nem lehetett megállítani. Még a huszadik században bekövetkezett műanyagok legszélesebb körű elterjedése sem tudta kiszorítani a fémet az emberi tevékenység legtöbb szférájáról.

Kiegészítő anyag tanulóknak 2. sz

az „Ásványok és ötvözetek a tervezésben” témában

"Forradalom tér" állomás

moszkvai metró"

A réz az első fém, amelyet az ember mesterkélt

A réz szerepe az emberi kultúra fejlődésében különleges. A réz és a bronz nélkülözhetetlen anyagként való felhasználása évezredekig tartott. A réz a nemesfémekhez hasonlóan néha rögöket képez. A tudósok úgy vélik, hogy tőlük készültek az első fémeszközök 10 ezer évvel ezelőtt. A réz puhasága és a természetben meglehetősen elterjedt előfordulása miatt az emberek jóval a vas előtt kezdték használni.

A történészek megállapították, hogy az ókori Egyiptomban a piramisok építésekor a kézművesek kőeszközöket (gránitból és doleritból) és rézszerszámokat használtak. A fém elképesztően kemény volt. Ez lehetővé tette az egyiptológusok számára azt a feltételezést, hogy már a Kr. e. 3. évezredben. e. Az egyiptomiaknak volt néhány speciális receptje a réz mechanikai feldolgozására, ami nagy szilárdságot adott a fémnek.

Ón hozzáadása a rézhez jelentősen növeli az anyag szilárdságát és keménységét. Ezt 5000 évvel ezelőtt, és talán még korábban is tudták. A rézötvözetek előállítása az ókori kohászat legnagyobb vívmánya volt, és az egész korszaknak - a bronzkornak - adta a nevét.

A korszakváltások a különböző népeknél és a földkerekség különböző részein egyenetlenül mentek végbe, a korszakok kronológiai kereteit csak hozzávetőlegesen lehet megjelölni:

KŐ → RÉZKOR → BRONZ → VAS
SZÁZAD (Kalkolit) SZÁZAD SZÁZAD

IV-III évezred IV-I évezred I. évezred eleje

időszámításunk előtt e. időszámításunk előtt e. időszámításunk előtt e.

A bronz elterjedése a kohászat fejlett kulturális központjaiban a Kr.e. IV. évezred végén kezdődött. e. A legrégebbi bronztárgyakat Mezopotámiában (Sumer), Törökországban és Iránban találták. A Krisztus előtti harmadik évezred végén. e. A bronz Egyiptomban, Indiában és a Kr. e. 2. évezred közepén jelent meg. e. - Kínában és Európában. Amerikában a bronzkor a 4. és a 10. század közötti időszakot öleli fel. n. e. Az itteni vezető kohászati ​​központok a modern Peru és Bolívia területén helyezkedtek el.

A bronzok - réz- és ónötvözetek - mellett a régiek réz és cink - sárgarézötvözeteket is használtak, amelyek tartósabbak és képlékenyebbek voltak, mint a bronz. Figyelemre méltó, hogy az ókor emberei nem ismerték a cinket mint anyagot. Ezt a fémet tiszta formájában csak a 18. század közepén izolálták elektrolízissel. Így a thébai ásatások során olyan papiruszokat találtak, amelyek leírják a rézből való „arany” készítésének titkát. Valójában minden valószínűség szerint sárgaréz előállításáról beszélnek, ha természetes cinkvegyületeket adnak a rézhez. A sárgaréz színével és fényével az aranyhoz hasonlít.

Módszerek a réz előállítására

A réz alacsony kémiai aktivitása lehetővé teszi, hogy természetes állapotban is létezzen a természetben.

Több mint 200 réztartalmú ásvány ismert, köztük a kalkopirit (rézpirit) CuFeS2, malachit (CuOH)2CO3, kalkocit (rézfény) Cu2S, kuprit Cu2O.

A tiszta rezet különféle módszerekkel állítják elő. A hidrometallurgiai módszer fémek extrakciója ércekből reagensekkel (H2SO4, KCN stb.) vízben oldódó vegyületek formájában, majd ezen oldatok feldolgozása a fémek szabad formában történő izolálására.

Amikor a CuO-t tartalmazó ércet híg kénsavval kezeljük, a réz szulfát formájában feloldódik:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Ezután elektrolízissel eltávolítják az oldatból, vagy vassal kiszorítják a szulfátból:

CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4

A vegyületekből réz előállítására szolgáló összes módszer redox-eljárásokon alapul.

A réz kémiai tulajdonságai

Száraz formában és normál hőmérsékleten a réz szinte változatlan marad. Magas hőmérsékleten a réz reakcióba léphet egyszerű és összetett anyagokkal.

Kölcsönhatás egyszerű anyagokkal:

Cu + Cl2 = CuCl2

2CuO + O2 = 2CuO

Kölcsönhatás összetett anyagokkal:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Cu + 4HNO3 = Cu(NO)3 + 2NO2 + 2H2O

Réz és ötvözetei

A réz olvadáspontja 1083 oC.

A rézötvözetek két csoportja van: sárgaréz– réz és cink ötvözetei, bronz– rézötvözetek egyéb (a cink kivételével) elemekkel.

Alumínium" href="/text/category/alyuminij/" rel="bookmark">alumínium, Mn - mangán, C - ólom, B - berillium, Mg - magnézium, Sze - ezüst, F - vas, Msh - arzén, Su – antimon, K – szilícium, N – nikkel, T – titán, Kd – kadmium, O – ón, F – foszfor, X – króm, C – cink.

Minden bronz a „Br” rövidítéssel van jelölve, amely a rézötvözetek kategóriáját jelzi. A „Br” rézötvözet osztály megjelölése után betűk találhatók, amelyek segítenek azonosítani a hozzáadott elemeket.

Például a BrO5Ts6 azt jelenti, hogy ez a bronzötvözet 5% ónt és 6% cinket tartalmaz, a BrO5Ts2N5 megjelölés pedig azt jelzi, hogy az ötvözet 5% ónt, 2% cinket és 5% nikkelt tartalmaz. A BrO10Ts2 jelölés egy bronzötvözetet jelöl, amely 10% ónt és 2% cinket tartalmaz.

A Leningrádi Állami „Krasny Vyborzhets” rézfeldolgozó üzemben (1924) az úgynevezett művészi vörös bronzot 6%-ot meg nem haladó cink-adalékanyaggal használták az öntéshez. A vörös bronz nem érzékeny a hőmérséklet-változásokra.

De 80 szoborfigurát öntöttek a moszkvai metró Forradalom téri állomásának üzemében.

Márványfajták a metróállomások tervezésében

Minden metróállomás olyan, mint egy ásványtani múzeum, mindegyiknek megvan a maga kiállítása.

A Ploschad Revolyutsii metróállomás pincéjét fekete örmény márványszerű dalu mészkő borítja, „arany” erekkel, és hatalmas talapzattá változott, a boltívek pedig sötétvörös márványszerű shrosha mészkőből készültek. A boltívek márványtömbökből kivágott tömör kövekből készültek. A pilonok falát vörös shrosha, szürkéskék ufale, sárga-rózsaszín márványszerű mészkő Biyuk-Yanka borítja. Az állomás vágányfalait szürke ufaleyi márvány díszítette, vörös shrosából készült párkány, valamint Sadakhlo és Dalu olajfekete márványszerű mészkövekből készült alapszőnyegmozaikja. Az állomás csarnokának padlója sötétszürke Zhezhelev gránitból és fekete gabbróból készült sakktábla mintázatú, a peronok pedig ugyanazzal a gránittal és labranittal készülnek.

A peronok falára bronz nyilak vannak rögzítve „Kilépés a városba” felirattal - ezek a moszkvai metró legrégebbi fennmaradt jelei.

Az építőiparban a leggyakoribb márványfajták a következők:

Ufalejszkij(Ufaley), szürke-kék színű.

Georgia márványai. Shroshinsky (Shrosha), sötétvörös, fehér erekkel.

Sadakhlinsky(Sadakhlo), sötétfekete színű, fehér és sárgás-arany erekkel.

Örményország márványai. Davalinsky (Davalu), fekete, arany erekkel. Ezt a márványt általában más tónusú golyókkal kombinálva használják talapzatokhoz és márványburkolatok alaprészeihez.

„Hét fémet hozott létre a fény a hét bolygó számának megfelelően” – ezek az egyszerű versek tartalmazták a középkori alkímia egyik legfontosabb posztulátumát. Az ókorban és a középkorban csak hét fémet és ugyanennyi égitestet ismertek (a Napot, a Holdat és öt bolygót, a Földet nem számítva). A tudomány akkori fényesei szerint ebben csak a bolondok és a tudatlanok nem tudták meglátni a legmélyebb filozófiai mintát. A harmonikus alkímiai elmélet azt állította, hogy az aranyat a mennyben a Nap, az ezüst a tipikus Hold, a réz kétségtelenül a Vénusz rokona, a vas a Mars személyében, a higany a Merkúrnak, az ón a Jupiternek, az ólom a Szaturnusznak felel meg. A 17. századig az irodalomban a fémeket megfelelő szimbólumokkal jelölték.

1. ábra - Fémek és bolygók alkímiai jelei

Jelenleg több mint 80 fém ismeretes, amelyek nagy részét a technológiában használják.

1814 óta a svéd kémikus, Berzelius javaslatára alfabetikus szimbólumokat használnak a fémek megjelölésére.

Az első fém, amelyet az ember megtanult feldolgozni, az arany volt. Az ebből a fémből készült legősibb dolgokat Egyiptomban készítették körülbelül 8 ezer évvel ezelőtt. Európában 6 ezer évvel ezelőtt a Dunától a Dnyeperig terjedő területen élő trákok készítettek elsőként aranyból és bronzból ékszereket és fegyvereket.

A történészek az emberiség fejlődésének három szakaszát különböztetik meg: a kőkorszakot, a bronzkort és a vaskorszakot.

Kr.e. 3 ezerben. az emberek elkezdték széles körben használni a fémeket gazdasági tevékenységeikben. A kőszerszámokról a fémekre való áttérés óriási jelentőséggel bírt az emberiség történetében. Talán egyetlen más felfedezés sem vezetett ilyen jelentős társadalmi változásokhoz.

Az első fém, amely széles körben elterjedt, a réz volt (2. ábra).

2. ábra - A fémek területi és kronológiai eloszlásának sematikus térképe Eurázsiában és Észak-Afrikában

A térképen jól látható a legrégebbi fémtermékek leleteinek elhelyezkedése. Szinte az összes ismert lelet a Kr.e. 9. végétől a 6. évezredig terjedő időszakból származik. (azaz mielőtt az uruk-típusú kultúra széles körben elterjedt Mezopotámiában), mindössze három tucat műemlékről származnak, amelyek egy hatalmas, 1 millió km 2 -es területen vannak szétszórva. Körülbelül 230 kis minta került elő innen, ezek 2/3-a két kerámia előtti neolitikus településhez - Chayonuhoz és Ashiklihez - tartozik.

Folyamatosan keresve a szükséges köveket, őseink feltehetően már az ókorban is figyeltek a vöröses-zöld vagy zöldesszürke őshonos rézdarabokra. A partok és sziklák szikláin rézpiritekre, rézcsillámokra és vörösrézércre (kuprit) bukkantak. Eleinte az emberek közönséges kövekként használták őket, és ennek megfelelően dolgozták fel. Hamar felfedezték, hogy ha a rezet kőkalapács ütéseivel kezelték, jelentősen megnőtt a keménysége, és alkalmassá vált szerszámok készítésére. Így kerültek alkalmazásra a hideg fémmegmunkálás vagy a primitív kovácsolás technikái.

Aztán egy másik fontos felfedezésre is sor került - egy natív réz- vagy fémtartalmú felszíni kőzetdarab, amely a tűz tüzébe esett, új, a kőre nem jellemző vonásokat tárt fel: az erős melegítés hatására a fém megolvadt, és kihűlve új formát kapott. Ha a formát mesterségesen készítették, akkor megkapták a kívánt terméket. Az ókori kézművesek a réznek ezt a tulajdonságát először ékszerek öntésére, majd rézszerszámok gyártására használták. Így született meg a kohászat. Az olvasztást speciális, magas hőmérsékletű kemencékben kezdték el végezni, amelyek az emberek által jól ismert kerámiakemencék kissé módosított kialakítása volt (3. ábra).

3. ábra - Fémkohászat az ókori Egyiptomban (a fújást állatbőrből készült prémek biztosítják)

Anatólia délkeleti részén a régészek egy nagyon ősi, fazekasság előtti neolitikus települést fedeztek fel, Çayonü Tepesit (4. ábra), amely lenyűgözött kőépítészetének váratlan összetettségével. A romok között a tudósok mintegy száz apró rézdarabot, valamint a réz-ásványi malachit sok töredékét fedezték fel, amelyek egy részét gyöngyökké dolgozták fel.

4. ábra - Çayonü Tepesi település Kelet-Anatóliában: Kr. e. IX-VIII. évezred. Itt fedezték fel a bolygó legrégebbi fémét

Általánosságban elmondható, hogy a réz lágy fém, sokkal kevésbé kemény, mint a kő. De a rézszerszámokat gyorsan és egyszerűen meg lehetett élezni. (S.A. Semenov megfigyelései szerint a kőbaltát rézre cserélve a vágási sebesség körülbelül háromszorosára nőtt.) A fémszerszámok iránti kereslet gyorsan növekedni kezdett.

Az emberek igazi „vadászatot” kezdtek a rézérc után. Kiderült, hogy nem mindenhol található. Azokon a helyeken, ahol gazdag rézlelőhelyeket fedeztek fel, intenzív fejlődésük következett be, megjelent az érc és a bányászat. Amint azt a régészek felfedezései mutatják, már az ókorban is nagy léptékben végezték az ércbányászatot. Például Salzburg közelében, ahol Kr.e. 1600 körül kezdődött a rézbányászat, a bányák 100 méteres mélységet értek el, és az egyes bányákból kinyúló sodródások teljes hossza több kilométer volt.

Az ókori bányászoknak meg kellett oldaniuk minden problémát, amellyel a modern bányászok szembesülnek: a boltozatok megerősítése, a szellőzés, a világítás, a bányászott érchegy megmászása. Az ajtókat fa támasztékokkal erősítették meg. A bányászott ércet a közelben, alacsony, vastag falú agyagkemencékben olvasztották. Hasonló kohászati ​​központok más helyeken is léteztek (5,6. ábra).

5. ábra - Ősi bányák

6. ábra - Ősi bányászok szerszámai

Kr.e. 3 ezer végén. az ókori mesterek elkezdték használni az ötvözetek tulajdonságait, amelyek közül az első a bronz volt. A bronz felfedezését minden bizonnyal a réz tömeggyártása során elkerülhetetlen baleset idézte elő. A rézércek egyes fajtái jelentéktelen (legfeljebb 2%-os) ónkeveréket tartalmaznak. Az ilyen érc olvasztása közben a kézművesek észrevették, hogy a belőle nyert réz a szokásosnál sokkal keményebb. Az ónérc más okból kerülhetett a rézolvasztók kemencéibe. Bárhogy is legyen, az ércek tulajdonságainak megfigyelései az ón értékének kialakulásához vezettek, amelyet elkezdtek hozzáadni a rézhez, mesterséges ötvözetet - bronzot képezve. Ónnal hevítve a réz jobban olvadt, és könnyebb volt önteni, mivel folyékonyabb lett. A bronz hangszerek keményebbek voltak, mint a rézek, és jól és könnyen élesítettek. A bronzkohászat lehetővé tette a munkatermelékenység többszörös növelését az emberi tevékenység minden ágazatában (7. ábra).

Maga a szerszámgyártás is sokkal egyszerűbbé vált: a kőverés és polírozás hosszú és kemény munka helyett folyékony fémmel töltötték meg a kész formákat, és olyan eredményeket értek el, amelyekről elődeik álmodni sem mertek. Az öntési technikák fokozatosan javultak. Eleinte az öntést nyílt agyag- vagy homokformákban végezték, amelyek egyszerűen egy mélyedést jelentettek. Helyüket kőből faragott nyitott formák váltották fel, amelyeket többször is lehetett használni. A nyitott formák nagy hátránya azonban az volt, hogy csak lapos termékeket gyártottak. Nem voltak alkalmasak összetett formájú termékek öntésére. Megoldást találtak a zárt osztott formák feltalálásakor. Öntés előtt a forma két felét szorosan összekötötték egymással. Ezután olvadt bronzot öntöttek át a lyukon. Amikor a fém lehűlt és megszilárdult, a formát szétszerelték, és a készterméket megkapták.

7. ábra - Bronz szerszámok

Ez a módszer lehetővé tette összetett formájú termékek öntését, de figuraöntésre nem volt alkalmas. De ezt a nehézséget sikerült legyőzni, amikor a zárt formát feltalálták. Ezzel az öntési módszerrel először viaszból formázták meg a leendő termék pontos modelljét. Aztán agyaggal bevonták és kemencében kiégették.

A viasz megolvadt és elpárolgott, az agyag pedig pontos öntvényt kapott a modellből. Az így kialakult űrbe bronzot öntöttek. Amikor kihűlt, a forma eltört. Mindezen műveleteknek köszönhetően a kézművesek képesek voltak nagyon összetett formájú üreges tárgyakat is önteni. Fokozatosan fedezték fel a fémekkel való megmunkálás új technikai technikáit, mint például a húzást, szegecselést, forrasztást és hegesztést, kiegészítve a már ismert kovácsolást és öntést (8. ábra).

8. ábra - Egy kelta pap aranykalapja

Talán a legnagyobb fémöntvényt japán kézművesek készítették. Ez 1200 évvel ezelőtt volt. Súlya 437 tonna, és Buddhát a béke pózában ábrázolja. A szobor magassága a talapzattal együtt 22 m, egy kar hossza 5 m. Négyen táncolhattak szabadon nyitott tenyeren. Tegyük hozzá, hogy a híres ókori görög szobor - a Rodoszi Kolosszus - 36 m magas, 12 tonnát nyomott, a 3. században öntötték. időszámításunk előtt e.

A kohászat fejlődésével mindenütt a bronztermékek kezdték felváltani a kőtermékeket. De ne gondolja, hogy ez nagyon gyorsan történt. A színesfém-ércek nem mindenhol voltak elérhetők. Ráadásul az ón sokkal kevésbé volt elterjedt, mint a réz. A fémeket nagy távolságokra kellett szállítani. A fémszerszámok ára továbbra is magas maradt. Mindez megakadályozta széleskörű terjesztésüket. A bronz nem tudta teljesen helyettesíteni a kőszerszámokat. Erre csak a vas képes.

A réz és a bronz mellett más fémeket is széles körben alkalmaztak.

A legrégebbi ólomtárgynak a Kis-Ázsiában a Çatalhöyükben végzett ásatások során talált gyöngyöket és medálokat, valamint a Yarym Tepe-ben (Észak-Mezopotámia) talált pecséteket és figurákat tartják. Ezek a leletek a Kr. e. 6. évezredből származnak. Az első vasritkaságok ugyanebből az időből származnak, amelyek a Çatalhöyükben talált kis kritokat képviselnek. A legrégebbi ezüsttárgyakat Iránban és Anatóliában fedezték fel. Iránban Tepe-Sialk városában találták meg őket: ezek a gombok a Kr.e. 5. évezred elejéről származnak. Anatóliában, Beyjesultanban találtak egy ezüstgyűrűt, amely ugyanezen évezred végéről származik.

A történelem előtti időkben az aranyat pácolással nyerték ki a helytartókból. Homok és rög formájában került elő. Majd a Kr.e. 2. évezred második felében elkezdték alkalmazni az aranyfinomítást (szennyeződések eltávolítása, ezüst leválasztása). A 13. és 14. században megtanulták a salétromsavat használni az arany és az ezüst elkülönítésére. A 19. században pedig kialakult az összevonási eljárás (bár már az ókorban is ismerték, de nincs bizonyíték arra, hogy homokból és ércekből aranyat vontak volna ki belőle).

Galénából ezüstöt bányásztak, ólommal együtt. Majd évszázadokkal később elkezdték összeolvasztani őket (Kr. e. 3. évezred körül Kis-Ázsiában), és ez további 1500-2000 évvel később terjedt el.

Kr.e. 640 körül e. Kis-Ázsiában kezdett érméket verni, és ie 575 körül. e. - Athénban. Lényegében ez a bélyegzésgyártás kezdete.

Az ónt valamikor egyszerű aknakemencékben olvasztották, majd speciális oxidációs eljárásokkal megtisztították. Ma a kohászatban az ónt az ércek összetett integrált sémák szerinti feldolgozásával nyerik.

Nos, a higanyt úgy állították elő, hogy az ércet halomban pörkölték, ami során hideg tárgyakon kondenzálódott. Aztán megjelentek a kerámiaedények (retorták), melyeket vas edényekre cseréltek. És a higany iránti növekvő kereslet miatt speciális kemencékben kezdték előállítani.

A vasat Kínában már ie 2357-ben ismerték. e., és Egyiptomban - ie 2800-ban. e., bár még ie 1600-ban. e. Érdekességként nézték a vasat. A vaskor Európában Kr.e. 1000 körül kezdődött. pl., amikor a vaskohászat művészete a Fekete-tenger vidékének szkítáitól behatolt a mediterrán államokba.

A vas felhasználása sokkal korábban kezdődött, mint az előállítása. Néha szürkésfekete fémdarabokat találtak, amelyek tőrré vagy lándzsahegyé kovácsolva a bronznál erősebb és képlékenyebb fegyvert eredményeztek, éles élét pedig tovább tartották. A nehézség az volt, hogy ezt a fémet csak véletlenül találták meg. Most már azt mondhatjuk, hogy meteoritvas volt. Mivel a vasmeteoritok vas-nikkel ötvözet, feltételezhető, hogy például az egyedi egyedi tőrök minősége felveheti a versenyt a modern fogyasztási cikkekkel. Ugyanez az egyediség azonban oda vezetett, hogy az ilyen fegyverek nem a csatatéren, hanem a következő uralkodó kincstárában kötöttek ki.

A vasszerszámok döntően kiterjesztették az ember gyakorlati lehetőségeit. Lehetővé vált például, hogy rönkből vágott házakat építsenek - elvégre egy vas fejsze nem háromszor gyorsabban döntötte ki a fát, mint egy réz, hanem tízszer gyorsabb, mint egy kő. A vágott kőből való építés is elterjedt. Természetesen a bronzkorban is használták, de a viszonylag puha és drága fém nagy fogyasztása döntően korlátozta az ilyen kísérleteket. A gazdálkodók lehetőségei is jelentősen bővültek.

Az anatóliai népek tanulták meg először a vas feldolgozását. Az ókori görög hagyomány a kalib népet tartotta a vas felfedezőjének, akikre az irodalomban a „vas atyja” stabil kifejezést használták, és a nép neve pontosan a görög Χ?λυβας („vas”) szóból ered. ).

A „vasforradalom” a Kr.e. 1. évezred fordulóján kezdődött. e. Asszíriában. A Kr.e. 8. századtól. A kovácsoltvas gyorsan elterjedt Európában a Kr.e. 3. században. e. A bronzot felváltotta Galliában, Németországban a Kr.u. 2. században jelent meg, a 6. században pedig már széles körben használták Skandináviában és a leendő Rusz területén élő törzsek körében. Japánban a vaskor csak a Krisztus utáni 8. században kezdődött.

Eleinte csak kis mennyiségű vasat szereztek be, és több évszázadon át néha negyvenszer többe került, mint az ezüst. A vaskereskedelem helyreállította Asszíria jólétét. Megnyílt az út az újabb hódítások előtt (9. ábra).

9. ábra - Vas olvasztására szolgáló kemence az ókori perzsáknál

A kohászok csak a 19. században láthattak folyékony vasat, azonban az indiai iparosok már a vaskohászat hajnalán - a Kr. e. I. évezred elején - meg tudták oldani a vas olvasztása nélküli rugalmas acél előállítását. Ezt az acélt damasztacélnak nevezték, de a gyártás bonyolultsága és a világ nagy részén a szükséges anyagok hiánya miatt ez az acél sokáig indiai titok maradt.

Az elasztikus acél előállításának technológiailag fejlettebb módját, amelyhez nem volt szükség különösebben tiszta ércre, grafitra vagy speciális kemencékre, Kínában találtak a Kr.u. 2. században. Az acélt sokszor kovácsolták, minden egyes kovácsolással a munkadarabot félbehajtották, így egy kiváló fegyveranyagot kaptak, amit Damaszkusznak neveztek, és ebből készültek különösen a híres japán katanák.