Путешествие в мир металлов - Гончарова А. С.

Александр Мейерович

Путешествие в мир металлов

Предисловие

Дорогие друзья! Вам предстоит совершить путешествие в мир металлов, узнать об их удивительных свойствах и значении в жизни людей, а также познакомиться с многовековой историей развития металлургии и металлообработки. Эта книга своеобразные «Путевые дневники», а её содержание маршрут нашего путешествия. Вас ожидают не только необычные приключения металлов, но и знакомство со многими химическими понятиями, с легендами, сохранившимися письменными свидетельствами прошлого, а также с металлическими предметами, найденными археологами. Вам предстоит увидеть, как технический прогресс влияет на историческое развитие стран и народов.

Пока мы растём и взрослеем, мир, окружающий нас, стано вится всё интереснее и разнообразнее. Вот, к примеру, игрушки. Даже маленькие дети очень рано начинают понимать, что куклы, машинки и плюшевые зверушки сделаны из различных материалов. Пластик, дерево и металлы различаются по виду, весу, ощущениям тепла и прочности.

Все вещества в природе состоят из химических элементов. Их можно сравнить с элементами конструктора ЛЕГО, из которых легко собирать и моделировать различные предметы будь то дом или машина. Человек и все живые существа на нашей планете тоже состоят из химических элементов.

Химические элементы делятся на металлы и неметаллы. Сегодня мы будем говорить о металлах, чьё открытие и использование считается одним из важнейших достижений человечества. Без металлов представить нашу современную жизнь практически невозможно. Скажите, как можно обойтись без ножа, вилки и ложки, без машин и механизмов, без телефонов и телевизоров? Металлы настолько глубоко вошли в нашу жизнь, что мы порой и не задумываемся, какие это волшебные материалы, которые так помогают нам и работать, и отдыхать.

Более 200 лет назад вышла книга великого русского учёного М.В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел», в которой он даёт такое определение металлам: «Металлом называют светлое тело, которое ковать можно». Сегодня это определение кажется нам уж слишком простым. Так что же такое металлы?

По общему определению, металлы это простые химические элементы, то есть простые вещества, из которых нельзя выделить или которые нельзя разделить на более простые составляющие. Из известных современной науке химических элементов большинство (более 90!)  металлы. Что же объединяет эту группу химических элементов?

Все они обладают определёнными, характерными только для металлов свойствами, как, например, твёрдость, ковкость, особый блеск, хорошая электро- и теплопроводность. Эти свойства металлов и заставили людей обратить на них внимание, а потом использовать в самых различных целях. (Кстати, у разных металлов и свойства разные.)

В природе металлы редко встречаются в чистом виде. В основном они находятся в виде руд сложных соединений с серой, кислородом, углеродом, а также в виде соединений различных металлов сплавов. Только золото, серебро и медь существуют на нашей планете как самородные металлы, в относительно чистом виде. Таким бывает и железо из упавших на Землю метеоритов.

Чистые металлы получают из руды. Для этого существуют различные технологии, о которых мы поговорим позже, а всеми этими вопросами занимается металлургия наука изучающая металлы, способы их добычи и обработки.

Металлы археология история цивилизации

История человечества тесно связана с последовательной сменой орудий труда и видов оружия.

После каменного века наступил медный, затем бронзовый, а тот, в свою очередь, сменился веком железным. В соответствии с этим менялись способы добычи и обработки материалов. Рождалась металлургия. При помощи металлических орудий труда можно было быстрее и качественнее обрабатывать поля, а затем собирать урожай.

Кузнецы изучали свойства металлов в зависимости от нагрева и охлаждения, создавали новые сплавы. Это влекло за собой рождение новых видов орудий труда и оружия. С изготовлением металлических гвоздей изменились принципы строительства, судостроения, усовершенствовались средства передвижения. Появились металлические медицинские инструменты, способствовавшие развитию медицины, а металлическая посуда оказала влияние на технологию приготовления пищи и вообще на кулинарное искусство. Развивалось ювелирное искусство правители стран и народов требовали от своих мастеров изящные и дорогие украшения, а чтобы их делать, нужно было знать свойства драгоценных металлов, особенности их обработки. Развитие различных наук физики, химии, геологии тоже находилось в тесной связи с металлургией. Поэтому страны, быстрее осваивавшие металлы, производившие новые виды оружия, орудия труда, предметы быта и украшения, развивались быстрее. Таким образом, металлургия во многом определяла не только экономическое развитие стран, но и вообще развитие цивилизации.

Говоря о ранних этапах развития металлургии, мы не можем назвать ни её конкретных творцов, ни точных дат открытий и изобретений. В разных концах нашей планеты они повторялись множество раз, забывались, восстанавливались, пока не входили в повседневную практику людей.

Историки постоянно испытывают недостаток фактов, позволяющих воссоздать целостную картину прошлого. Конечно, им хотелось бы иметь письменные свидетельства произошедших событий. Но не все народы имели письменность, да и она сама часто была примитивной, в виде значков и рисунков, к тому же многие источники утрачены навсегда, а некоторые невозможно расшифровать и сегодня.

Археологи часто находят в земле разные интересные вещи. Только вот рукописи попадаются чрезвычайно редко. Это и понятно: пергамент, папирус подвержены разрушительному воздействию времени, гораздо сильнее, чем, к примеру, глиняные амфоры, золотые украшения, бронзовое оружие! Вот почему металлические предметы и их фрагменты, которые в отличие от письменных свидетельств прошлого сохраняются в земле лучше, часто служат основным историческим материалом.

Нож с ручкой, бронза, VII в. до н. э. Археологический музей, Флоренция, Италия;

Медицинские инструменты из «Дома хирурга», II век н. э., Археологический музей, Римини, Италия;

Золотое ожерелье, 750475 г. до н. э. Кипрский археологический музей, Никосия, Кипр

Фрагмент формы для розлива металла. Керамика, 27002200 гг. до н. э. Вади Фидан, Иордания. Горный музей, Бохум, Германия;

Шлак железной плавки. Австрия, VI в. до н. э. Горный музей, Бохум, Германия;

Железная маска-личина шлема. XII первая половина XIII века. Исторический музей, Москва

Рассказы о древних способах добычи и производства металлов, например о местонахождении месторождений и металлургических центров, можно найти в библейских и других античных текстах. Однако намного больше мы узнаём благодаря археологам, их раскопкам и находкам предметов, связанных с металлургией далёких веков (тигли, орудия труда и др.).

Сегодня у археологов есть строгие научные методы определения возраста обнаруженных при раскопках металлических предметов. Путём анализа металла или сплава, его процентного содержания можно узнать, когда этот предмет был изготовлен, а по количеству и составу примесей определить, где добывалась руда, из которой был получен металл. Уже не нужно хмурить лоб, размышляя над тайнами происхождения того или иного изделия, и гадать, когда был изготовлен, к примеру, найденный золотой браслет: за семь столетий до нашей эры или в IX веке нашей эры, в царствование короля Западно-Франкского королевства Карла II Лысого.