17
favorilere favorilerden favorilere 7
Binlerce yıldır taş ürünler insanoğlunun kullandığı başlıca araçlar olmuştur. Bir heykeltıraş gibi taşı işleyen ustalar, onda yeni bir kalite olduğunu tahmin ettiler ve fazlalığı keserek gerekli nesneyi ürettiler. Bununla birlikte, eski adam, özünde, yalnızca doğal süreçleri yeniden üreterek kayaları yok etti.
Birkaç bin yıldır ustalaşan ürünlerin tasarımı, çeşitli parçalardan ve bağlantı elemanlarından, araçlardan kompozit üretiminde uzamsal düşüncenin geliştirilmesini ve temelde yeni becerilerin geliştirilmesini gerektirdi. Ancak bu durumda, ustanın gözleri önünde doğal kökenli kaynak malzemeydi. Seramik üretiminde ustalaşma sürecinde bile, ateş alevinde kilin doğal süreçleri taklit edildi. Cevher metalinden ürün üretimi devrim niteliğinde bir teknolojidir, doğada “gözlenmesi” mümkün olmayan bir teknolojidir! Bu, uygarlık tarihindeki ilk tamamen yapay teknolojidir. Bir insan metalleri almayı ve işlemeyi nasıl öğrendi? Bu şaşırtıcı sürecin modern bir versiyonunu düşünün.
Istakoz kabuğu ve yakın geleceğin "süper çeliği"nin ortak noktası nedir? Bilim adamları, karbon, hidrojen ve nitrojenden oluşan kabuğun ince tabanının, boş alanı proteinle dolu bir nanometre boyutunda polimer kristallerinin petek yapısı olduğunu bulmuşlardır. Bu, malzemenin hem suda yüzmesini hem de birçok özel amaçlı çelik sınıfından daha yüksek bir mukavemete sahip olmasını sağlar. Doğal teknolojiyi pratikte incelemek ve uygulamak için kalır. Bu nedenle, doğal süreçlerin ve yapıların analizi, 21. yüzyılın yenilikçi teknolojilerinin başarısının anahtarıdır. Ancak, insanlar eski zamanlarda bu anahtarda ustalaşmayı öğrendiler ve metalurji teknolojilerinin gelişimi bunun açık bir örneğidir.
doğal metaller
Neolitik uygarlıktan önce, insan tarafından kullanılan araç ve gereçlerin uzun bir oluşumu ve yavaş gelişimi vardı. İlkel insan toplumunun tarihi ayrılmaz bir şekilde taşla bağlantılıydı. En ilkel taş ürünler, bir ucu yontulmuş sıradan nehir çakıllarıydı. En eski taş aletlerin yaşı yaklaşık 2,5 milyon yıllık bir döneme kadar uzanmaktadır. En önemli olay çakmaktaşı aletlerin geliştirilmesiydi.
Flint, balta, orak, bıçak, çekiç gibi teknik ilerleme için bu tür temel ürünlerin şeklini bulan ve somutlaştıran ilk kişiydi. Yerli metallerin kullanımı büyük olasılıkla Mezolitik'te (Orta Taş Devri), yani. birkaç on binlerce yıl önce. Bu zamana kadar ilkel insan için taş bulma, çıkarma ve onları sadece alet değil, aynı zamanda mücevher yapma becerisi de sıradanlaşmış ve bir tür endüstri haline gelmiştir.
İnsanlar, altın, gümüş, platin gibi değerli metal külçelerinden çok daha yaygın olan, görünüşe göre bakır olan ilk metal külçelerine yeni ürünlerin üretimi için uygun taşlar arama sürecindeydi. Yerli (tellürik, Latince "tellus" - toprak kelimesinden) bakır bugün hala dünyanın birçok bölgesinde bulunur: Küçük Asya, Çinhindi, Altay ve Amerika'da. Şimdiye kadar, birkaç kilogram ağırlığında bakır külçeler var. Doğal bakırın en büyük tezahürü, Kyusinou Yarımadası'nda (Superior Gölü, ABD) bulunan sürekli bir bakır damarı olarak kabul edilir. Kütlesinin yaklaşık 500 ton olduğu tahmin edilmektedir.
Karasal koşullar altında doğal formda yalnızca asil metaller mevcut olmayabilir. Demir, cıva ve kurşun külçelerinin doğada çok daha az sıklıkla bulunduğu bilinmektedir - çinko, alüminyum, pirinç, dökme demir gibi metal ve alaşımların külçeleri. Çoğunlukla bazalt olmak üzere kayaların arasına serpiştirilmiş küçük yapraklar ve pullar şeklinde bulunurlar. 20. yüzyılda, örneğin, Grönland kıyılarındaki Disko Adası'nda, Almanya'da (Kassel şehri yakınında), Fransa'da (Auvergne bölümü), ABD'de (Connecticut) doğal demir bulundu. Her zaman önemli miktarda nikel, kobalt, bakır ve platin safsızlıkları (her bir elementin ağırlığına göre %0,1 ila 0,5 arası) içerir ve kural olarak karbonda çok zayıftır. Yerli dökme demir buluntuları, örneğin, Russky Adaları'nda (Uzak Doğu'da) ve Borneo'da ve ayrıca doğal alaşımın kohenit - demir-nikel-kobalt karbür ile temsil edildiği Avaria Körfezi'nde (Yeni Zelanda) bilinmektedir. (Fe, Ni, Co)3C.
Sert taşların darbeleri altında külçelerin şeklindeki değişikliğin gözlemlenmesi, bir kişiyi soğuk dövme ile küçük takılar yapmak için kullanmaya sevk etti. Dövme, metalleri basınçla işlemenin en eski yöntemidir. Dövülerek doğal metal işleme yönteminde ustalaşmak, taş çekiçle "döşemek" yoluyla taş aletler yapma beceri ve deneyimine dayanıyordu. İlkel insanların ilk başlarda bir taş türü olarak da düşündükleri yerli bakır, taşa çekiçle vurulduğunda taş özelliği taşıyan talaşlar vermemiş, malzemenin sürekliliğini bozmadan boyut ve şeklini değiştirmiştir. "Yeni taşın" bu olağanüstü teknolojik özelliği, yerli metalin araştırılması ve çıkarılması ve insan tarafından kullanılması için güçlü bir teşvik haline geldi. Ayrıca dövmenin metalin sertliğini ve mukavemetini arttırdığı gözlemlenmiştir.
İlk başta, çekiç olarak sıradan sert taş parçaları kullanıldı. Elinde bir taş tutan ilkel bir zanaatkar, onlara bir yerli parçasına vurdu ve daha sonra - cevher metalinden eritildi. Bu en basit dövme yönteminin evrimi, bir sap ile donatılmış bir prototip demirci çekicinin yaratılmasına yol açtı. Bununla birlikte, soğuk dövme ile metal işleme, sınırlı olanaklara sahipti. Bu şekilde, yalnızca küçük nesneleri - bir toplu iğne, bir kanca, bir ok ucu, bir bız - şekillendirmek mümkün oldu. Daha sonra, ön ısıtma - tavlama ile bakır külçe dövme teknolojisine hakim oldu.
Bakırdan çok daha sünek bir metal olan altın külçeleri, ilk metal işleme teknolojilerinin geliştirilmesi için büyük fırsatlar sağladı. Altın, medeniyetin madenciliği ve metalurjik üretiminin oluşumunda olağanüstü bir rol oynadı. Plaser yatakları, insan tarafından geliştirilen ilk altın içeren yataklardı. Uzun süre nehir akıntılarına maruz kalan altın içeren kayaların tahrip edilmesinin ürünü olan alüvyonlu kum ve çakıl kütlesinde altın külçeleri bulundu. Görünüşe göre, altından yapılan en eski takılar, soğuk dövme ile boncuk şeklinde işlenmiş külçelerdi. Bu cilalı boncuklar, çeşitli kombinasyonlarda birbirine dizilmiş renkli taşlara benziyordu.
Altının damarlardan çıkarılması sırasında, daha sonra diğer eski metallerin yataklarının geliştirilmesinde kullanılan teknolojiler yaratıldı. Altın, ürün dökmeyi, tel ve folyo elde etmeyi öğrendikleri ilk metal oldu, altın ilk rafine edildi. Özünde, Antik Dünya çağında gümüşe, bakıra, kurşuna, kalaya uygulanan tüm metalürjik teknolojiler, başlangıçta altın üzerinde çalışıldı.
Ancak medeniyetin temeli MÖ 3. binyıla kadar. e. taş kaldı. Erken Neolitik teknolojinin karakteristik bir özelliği, büyük taş aletlere geçişti. Görünümleri, yeni teknolojik taş işleme yöntemlerinin geliştirilmesiyle ilişkilidir - delme, testere, taşlama. Taş malzemenin sadece çalışma kısmı için kullanıldığı ve kulpların ahşap, boynuz veya kemikten yapıldığı kompozit ("astar") aletler icat edildi. Yavaş yavaş, aletlerin onarımı geliştirildi - çalışma parçası yıprandıkça düzeltilmeleri. Ateşin kayaları yok etmek için kullanıldığı madencilik ortaya çıktı. Neolitik çağın insanlarının inanılmaz bir teknik başarısı, 10 m derinliğe kadar dikey bir şaft ve kısa sürüklenmelerle madenlerde çakmaktaşı çıkarılmasıdır. Böylece, Neolitik devrimin başlangıcında, insanlar doğal maddeler ve malzemeler, bunların işlenmesi için yöntemler hakkında çeşitli bilgilere sahipti.
Neolitik dönemin termal teknolojileri
Üretken bir Neolitik ekonominin en önemli ayırt edici özelliği, bir gıda arzının yaratılmasıdır. Depolanması için bulaşık yapma sorununu çözerken, seramik ürünler icat edildi ve termal teknolojiler yavaş yavaş gelişiyor. İlk çanak çömlek parçaları, kil ile kaplanmış ve kazıkta ateşlenen dallardan yapılmış sepetlerdi. Daha sonra ateşleme için özel fırınlar yaratıldı - dövmeler.
Doğal taslak için uyarlanmış neolitik soba
Modern rekonstrüksiyonlar, Neolitik çömlek pişirme yöntemini aşağıdaki gibi yeniden üretir. Korna, nehrin sarp kıyısına, vadilerin veya tepelerin duvarlarına inşa edildi ve iki koldan oluşuyordu. Yatay manşon bir ateş kutusu görevi gördü ve dikey olan tencerelerle dolduruldu. Ocak önceden kurutulmuş çömleklerle doldurulduğunda, ocağın üstü hurda çanak çömlek ile kaplandı ve ham odun kullanılarak düşük bir ateş inşa edildi. Bu tür bir yangın, buharların ayrılması sona erene kadar sürdürüldü, ardından yangın kırmızı bir sıcaklığa yükseltildi. Çömlekler en az 6 saat bu ateşte kaldı, daha sonra ocağın üstü kumla kaplandı, ocak kil ile kaplandı ve ünite birkaç gün bu durumda bırakıldı. Bundan sonra, ocakta bir delik açıldı ve yavaş yavaş büyütüldü. Son olarak ocağın üstü açıldı ve bitmiş çömlekler çıkarıldı. Seramik pişirmek için bu tür eski fırınlar Mezopotamya, Kuzey Afrika ve Doğu Avrupa'da bulundu. İçlerindeki ürünlerin ısıtma sıcaklığı 1100 °C'ye ulaştı.
Yüksek sıcaklıkların güvenilir bir şekilde sağlanmasını gerektiren cevherden metal çıkarma metalurjik teknolojisinde ustalaşmak için yapay patlamalı bir fırına ihtiyaç vardı. İlk kez çömlek üretimi için bu tür fırınlar oluşturuldu. Böylece kil çömleklerin pişirilmesi sırasında bir kişi cevher metaliyle tanışmış oldu. Çanak çömlek duvarlarında boyanmaları için biriken maddelerden metal elde etme süreci vardı. Bakır karbonatların - malakit ve lapis lazuli, cıva sülfür - zinober, sarı, kırmızı ve kahverengi demir aşı boyalarının parlak mineral boyalar olduğu ve seramiklere renk desenlerinin uygulanmasının en eski sanat formlarından biri olduğu bilinmektedir.
Medeniyet tarafından yeni metallerin ve malzemelerin kademeli olarak geliştirilmesi süreci
İnsanın ustalaştığı ilk cevher metali bakırdı. Bu, görünüşe göre, yaklaşık 10 bin yıl önce oldu. Türkiye'de Konya yaylasında yer alan Çayönü Tepesi ve Çatal Höyük yerleşimlerinde bulunan iğne, bız, matkap, boncuk, yüzük ve pandantifler, günümüzde bakır cevherinden elde edilen en eski ürünler olarak kabul edilmektedir. Bu buluntular MÖ 8-7. binyıla tarihlenmektedir. e.
Metal çağının başlangıcı
Metallerin gerçek dönemi Avrasya'da MÖ 5. binyılda başladı. e. Balkan Yarımadası'nın kuzeyinde ve Karpat bölgesinde bulunan nadirliklerle karakterizedir. Arkeolojide, bu bölgeler genellikle Bakır-Taş Devri'nin en önemli Balkan-Karpat metalürji bölgesine atfedilir.
Geçen yüzyılın 70'lerinin başında, orada inanılmaz derecede zengin ve etkileyici anıtlar keşfedildi: Varna “altın” nekropolü ve hesaplamalara göre en az 30 bin ton bakır cevherinin çıkarıldığı devasa Aibunar madeni. Varna mezarlarında 3 binden fazla çeşitli altın ve 100'e yakın bakır eşya bulundu. Altın takılara ve karmaşık süslemelerle süslenmiş nesnelere özellikle dikkat edilir, ancak büyük bakır aletler, aletler ve silahlar uzmanlar için daha az ilgi çekici değildir.
Balkan-Karpat metalürji bölgesinin altın ve bakırı, antik metal araştırmacıları için beklenmedik bir sorun teşkil ediyordu: Bu metalürjik üretimin genel çabaları neyi hedefliyordu? Bilinen ders kitaplarının çoğunda açıklandığı gibi üretkenliği artırmak için metal aletlerin dökümü ve dövülmesi için mi yoksa başka bir şey için mi? Arkeologların hesaplamaları, madencilik ve eritme üretiminin ilk adımlarından itibaren, enerjisinin ezici payının, kamusal yaşamın sembolik alanlarına hizmet eden ürünlerin yaratılmasına yönlendirildiğini göstermiştir - mücevher, güç nitelikleri ve ritüel nesneler. Metalin dev kısmı, ölülerin sosyal öneminin bir tür kanıtı olarak hizmet etti. Bu nedenle, birkaç bin yıl boyunca metaller, bir üretim işlevi değil, esas olarak toplumsal bir işlev gördü.
MÖ 5. binyılda. e. Avrasya topraklarının çoğunda, damarları yüzeye çıkan oksitlenmiş bakır cevherleri aktif olarak geliştirildi. Maden işletmeleri, cevher damarlarından oluşan kayaların kazılması sonucu oluşan dar yuvalardı. Bir madenci güçlü bir cevher merceğiyle karşılaşırsa, boşluk maden sahasında bir boşluğa dönüşüyordu. En eski bakır madenleri Mezopotamya, İspanya ve Balkan Yarımadası'nda bulunmuştur. Antik çağda, Kıbrıs adası en büyük bakır yataklarından biri haline geldi; geç Latince adı "cuprum" dan, kimyasal bir element olarak bakırın modern adı geldi. Metalin Rusça adı, genel olarak metal anlamına gelen eski Slav "smida" kelimesinden gelir. "Smida" teriminin, Slavların ve Almanların atalarının hala tek bir Hint-Aryan halkı olduğu eski zamanlara kadar uzandığını unutmayın. Daha sonra, Cermen dillerinde "smida" terimi, metalle çalışan bir kişiye atıfta bulunmak için kullanılmaya başlandı ve "smith" (İngilizce) veya "schmidt" (Almanca) - "demirci" biçiminde sabitlendi.
Yeraltı cevher yataklarının gelişimi MÖ 4. binyılda hakim oldu. e. Maden çalışmalarının derinliği 30 m veya daha fazla ulaştı. Kayayı kırmak için ateş, su ve tahta takozlar kullanıldı. Geliştirilen alanın yakınında bir ateş yakıldı, kaya ısıtıldı ve ardından bol su dökülerek hızla soğutuldu. Ahşap kamalar, suyla da dökülen oluşan çatlaklara sürüldü. Şişme, kamalar kayayı ikiye böldü. Maden cevheri parçaları yeniden ateşin alevinde ısıtıldı, keskin bir şekilde soğutuldu ve doğrudan madenlerde çekiç ve kazmalarla ezildi. Madenlerden kırılan cevher deri torbalarda veya hasır sepetlerde alınırdı. Daha sonra büyük taş havanlarda bezelye büyüklüğünde dövüldü. Eski metalurjistler, metal eritmek için yakıt olarak odun kömürü, yoğun odunlar ve kemikler kullandılar.
Bakır cevherini işlemenin en eski yöntemi pota eritme yöntemidir: cevher yakıtla karıştırılmış ve kemik külü ile karıştırılmış kilden yapılmış potalara yerleştirilmiştir. Potaların boyutları küçüktü, yükseklikleri 12-15 cm idi ve kapakta gazların salınması için delikler sağlandı. Yukarıda anlatılan Neolitik zamanların çanak çömlek ocaklarında, ağırlıkça %2'ye kadar bakır içeren bakır elde etmek için yeterli bir sıcaklığa (1100 °C'ye kadar) ulaşılmıştır. arsenik, nikel, antimonun doğal safsızlıkları. Daha sonra bakırın eritilmesi için ocak fırınları düzenlenmeye başlandı. Bu durumda, üzerine bir kömür tabakası dökülen sığ bir çukura cevher ve kömür içeren bir kil pota yerleştirildi. Yangını havalandırmak ve gerekli sıcaklığı elde etmek için üniteye yoğun bir hava akışı sağlaması beklenen erime yerinin seçimi özellikle önemliydi.
Potalarda üretilen bakır miktarı küçüktü ve kural olarak birkaç on gramdı, bu nedenle yavaş yavaş doğrudan cevherden çukurlarda bakır üretimine geçtiler. Bunu yapmak için, kömürle karıştırılmış bakır cevheri, tabanı taşlarla kaplı 30 cm derinliğe kadar olan çukurlara yerleştirildi. Yük tabakasının üzerine belirli bir miktar kömür döküldü ve üstüne ağaç dalları ve az miktarda toprak, yığının içine hava akışını engellemeyecek şekilde yerleştirildi. Havanın doğal hareketinden yararlanmak için eritme yerini tepelerin yamaçlarına yerleştirmeye çalıştılar. Bu, ilk "endüstriyel" metalurji birimiydi.
Eritme işleminin tamamlanmasının ardından, yanmamış yakıt çıkarıldı ve ortaya çıkan metal, kullanıma uygun parçalar halinde ezildi. Bu, metalin katılaşmasından hemen sonra yapıldı, çünkü bu aşamada bakır özellikle kırılgandır ve bir çekiçle kolayca parçalara ayrılır. Ham bakıra pazarlanabilir bir görünüm kazandırmak için soğuk dövme işlemine tabi tutulmuştur. Bakırın yumuşak ve dövülebilir bir metal olduğu, kolayca sıkıştırıldığı ve en basit mekanik işlemle kaba kalıntılardan kurtulduğu çok erken keşfedildi.
Pek çok avantajıyla birlikte, doğal olarak alaşımlı bakır bile çok önemli bir dezavantaja sahipti: bakır aletler hızla köreldi. Bakırın aşınma direnci ve diğer özellikleri o kadar yüksek değildi ki, bakır aletler ve aletler taşların yerini tamamen alabilirdi. Bu nedenle Bakır-Taş Devri boyunca (MÖ 4. binyıl) taş, bakırla başarılı bir şekilde rekabet etmiş ve bu da dönemin adına yansımıştır. Taştan metale geçişte belirleyici adım, bronzun icadından sonra atılmıştır.
Öğrenci Eki #2
"Tasarımdaki mineraller ve alaşımlar" konusunda
İstasyon "Devrim Meydanı"
Moskova Metrosu"
Bakır, insanın ustalaştığı ilk metaldir.
Bakırın insan kültürünün gelişimindeki rolü özeldir. Bakır ve bronzun en önemli malzeme olarak kullanımı binlerce yıl sürmüştür. Bakır, asil metaller gibi bazen külçeler oluşturur. Bilim adamları, 10 bin yıl önce ilk metal aletlerin onlardan yapıldığına inanıyor. Doğada bakırın yumuşaklığı ve oldukça yaygın olması nedeniyle, insan onu demirden çok önce kullanmaya başladı.
Tarihçiler, eski Mısır'da piramitleri inşa ederken zanaatkarların taş aletler (granit ve doleritten yapılmış) ve bakır aletler kullandığını tespit ettiler. Metal oldukça sertti. Bu, Mısırbilimcilerin MÖ III binyılda olduğunu öne sürmelerine izin verdi. e. Mısırlılar, metale yüksek mukavemet veren bakırın mekanik işlenmesi için bazı özel reçetelere sahipti.
Kalayın bakıra eklenmesi, malzemenin mukavemetini ve sertliğini önemli ölçüde artırır. Bu, 5000 yıl önce ve muhtemelen daha da erken bir tarihte biliniyordu. Bakır alaşımlarının üretimi, eski metalurjinin en büyük başarısıydı ve adını bütün bir döneme - Bronz Çağı - verdi.
Dünyanın farklı yerlerinde farklı halklar arasında çağların değişimi eşit olmayan bir şekilde gerçekleşti ve çağların kronolojik çerçevesi ancak yaklaşık olarak belirtilebilir:
TAŞ → BAKIR ÇAĞI → BRONZ → DEMİR
YAŞ (kalkolit) YAŞ YAŞ
4.-3. binyıl 4.-1. binyıl 1. binyılın başlangıcı
M.Ö e. M.Ö e. M.Ö e.
Bronzun ileri metalurji kültür merkezlerinde yayılması MÖ 4. binyılın sonunda başladı. e. En eski bronz eşyalar Mezopotamya (Sümer'de), Türkiye, İran topraklarında bulundu. MÖ üçüncü binyılın sonunda. e. bronz Mısır, Hindistan ve MÖ II binyılın ortasında ortaya çıktı. e. Çin ve Avrupa'da. Amerika'da Bronz Çağı, Bronz Çağı, 4. yüzyıldan 10. yüzyıla kadar olan dönemi kapsar. n. e. Buradaki önde gelen metalurji merkezleri, modern Peru ve Bolivya topraklarında bulunuyordu.
Bronzlara ek olarak - bakır-kalay alaşımları, eskiler ayrıca bakır-çinko alaşımları - bronzdan daha güçlü ve dövülebilir olan pirinç kullandılar. Antik çağların insanlarının çinkoya bir madde olarak aşina olmaması dikkat çekicidir. Saf haliyle, bu metal sadece 18. yüzyılın ortalarında elektroliz ile izole edildi. Böylece, Thebes'teki kazılar sırasında bakırdan "altın" yapmanın sırrını anlatan papirüs bulundu. Aslında, her ihtimalde bakıra doğal çinko bileşikleri ekleyerek pirinç elde etmekle ilgilidirler. Pirinç, rengi ve parlaklığıyla altını andırır.
Bakır elde etme yöntemleri
Bakırın düşük kimyasal aktivitesi, doğal haliyle doğada var olmasını mümkün kılar.
Kalkopirit (bakır pirit) CuFeS2, malakit (CuOH) 2CO3, kalkosit (bakır parlaklık) Cu2S, kuprit Cu2O dahil olmak üzere bileşimlerinde bakır içeren 200'den fazla mineral bilinmektedir.
Saf bakır çeşitli yöntemlerle elde edilir. Hidrometalurjik yöntem - suda çözünür bileşikler biçiminde reaktifler (H2SO4, KCN, vb.) kullanılarak cevherlerden metallerin çıkarılması, ardından metalleri serbest bir biçimde izole etmek için bu çözeltilerin işlenmesi.
CuO içeren cevher seyreltik sülfürik asit ile işlendiğinde, bakır sülfat formunda çözeltiye girer:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Daha sonra ya elektroliz yoluyla çözeltiden çıkarılır ya da sülfattan demir ile yer değiştirir:
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4
Bileşiklerden bakır elde etmenin tüm yöntemleri redoks işlemlerine dayanmaktadır.
Bakırın kimyasal özellikleri
Kuru halde ve normal sıcaklıkta bakır neredeyse değişmez. Yüksek sıcaklıklarda bakır, basit ve karmaşık maddelerle reaksiyona girebilir.
Basit maddelerle etkileşim:
Cu + Cl2 = CuCl2
2CuO + O2 = 2CuO
Karmaşık maddelerle etkileşim:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 4HNO3 = Cu(NO)3 + 2NO2 + 2H2O
Bakır ve alaşımları
Bakırın erime noktası 1083oC'dir.
İki grup bakır alaşımı vardır: pirinç– bakır-çinko alaşımları, bronz- diğer (çinko hariç) elementlerle bakır alaşımları.
Alüminyum" href="/text/category/aluminij/" rel="bookmark">alüminyum, Mn - manganez, C - kurşun, B - berilyum, Mg - magnezyum, Cp - gümüş, F - demir, Msh - arsenik, Su - antimon, K - silikon, N - nikel, T - titanyum, Kd - kadmiyum, O - kalay, F - fosfor, X - krom, C - çinko.
Tüm bronzlar, bu bakır alaşımları kategorisini gösteren "Br" kısaltmasıyla işaretlenmiştir. Bakır alaşımı "Br" sınıfını belirledikten sonra, eklenen elementleri tanımlamaya yardımcı olacak harfler gelir.
Örneğin, BrO5Ts6, bu bronz alaşımın %5 kalay ve %6 çinko içerdiği anlamına gelir ve BrO5Ts2N5 tanımı, alaşımın %5 kalay, %2 çinko ve %5 nikel içerdiğini gösterir. BrO10Ts2 işareti, %10 kalay ve %2 çinko içeren bir bronz alaşımı tanımlar.
Leningrad devlet bakır işleme tesisinde "Krasny Vyborzhets" (1924), döküm için çinko katkı maddesi% 6'yı geçmeyen sanatsal kırmızı bronz kullanıldı.Kırmızı bronz sıcaklık değişimlerine duyarlı değildir.
Ancak fabrikadaki projeler, Moskova Metrosu'nun "Devrim Meydanı" istasyonu için 80 heykel figürü yaptı.
Metro istasyonlarının tasarımında mermer çeşitleri
Her metro istasyonu bir mineraloji müzesi gibidir, her birinin kendi sergisi vardır.
Ploshchad Revolyutsii metro istasyonunun bodrum katı, büyük bir kaideye dönüşen “altın” damarlı siyah Ermeni mermeri benzeri kireçtaşı ile kaplanmıştır ve kemerler koyu kırmızı mermer benzeri kireçtaşı shrosha'dan yapılmıştır. Kemerler mermer bloklardan yontulmuş masif taşlardan yapılmıştır. Direklerin duvarları kırmızı shrosha, gri-mavi ufaley ve sarı-pembe mermer benzeri biyuk-yanka kalkeri ile kaplanmıştır. İstasyonun ray duvarları gri Ufaley mermeri, kırmızı shrosha kornişi ve zeytin-siyah mermer benzeri sadakhlo ve dalu kireçtaşlarından bir kaide-halı mozaiği ile dekore edilmiştir. İstasyon salonunun zemini, koyu gri Zhezhelevsky granit ve siyah gabrodan oluşan bir dama tahtası alternatifidir ve platformlar aynı granit ve labranit ile tamamlanmıştır.
Platformların duvarlarında "Şehre Çıkış" yazıtlı sabit bronz oklar var - bunlar Moskova metrosunun hayatta kalan en eski işaretleri.
Aşağıdaki mermer türleri inşaat uygulamalarında en yaygın olanlardır:
Ufaleyski(Ufaley), gri-mavi.
Gürcistan mermerleri. Shroshinsky (Shrosha), beyaz çizgilerle koyu kırmızı.
Sadaklinski(Sadakhlo), beyaz ve sarımsı-altın çizgili koyu siyah.
Ermenistan mermerleri. Davalinsky (Davalu), altın çizgili siyah. Bu mermer genellikle mermer kaplamanın kaide ve kaideleri için diğer renkteki mermerlerle birlikte kullanılır.
Önceki bölümde belirtildiği gibi, bireysel bakır el sanatları (çoğunlukla mücevher) çok erken ortaya çıktı. Şu anda arkeoloji, cevherlerin ilk olarak nerede eritildiğini veya diğer metallerle bir bakır alaşımı olan bronzun ilk olarak nerede elde edildiğini tam olarak gösteremez. Büyük olasılıkla, insanlar ilk önce plastik özelliklere sahip özel bir taş türü olarak işlenen yerli kökenli bakırı kullandılar. Ancak bakır cevheri parçalarının kuvvetli bir şekilde ısıtıldığında erimeye başladığı ve soğutulduğunda tekrar katı hale geldiği keşfedildiğinde, metal eritme işlemi keşfedildi. Bakırın yeni özelliği, önceden tasarlanmış bir şekle sahip aletler oluşturmak için kullanılmaya başlandı, yani döküm işlemi icat edildi.
Bakır eritmenin gelişmesiyle birlikte, sadece mücevher değil, alet üretimi için yeni bir malzeme olarak ilgi arttı. Bununla birlikte, doğal kökenli bakır, dünya yüzeyinde nadiren bulunur. MÖ V binyılda. e. damarları yüzeye çıkan oksitlenmiş bakır cevherleri geliştirmeye başladı. Sülfür cevherlerinin gelişimi daha sonraki bir zamana aittir. Çalışmalar, cevher taşıyan damarların kayasının kazılması sonucu oluşan dar çatlaklardı. Bir madenci güçlü bir cevher merceğiyle karşılaşırsa, boşluk maden sahasında bir boşluğa dönüşüyordu. IV binyılda M.Ö. e. yeraltı yataklarının gelişimine geçmeye başladı. Örneğin Balkan Yarımadası'nda, maden işletmeleri 27 m derinliğe ulaştı, cevher parçalarını kırmak için önce kayayı ısıtmak, ardından üzerine su dökmek gerekiyordu. Sonuç olarak, içine suyla ıslatılmış tahta takozların yerleştirildiği çatlaklar elde edildi. Tahta takozlar şiştikçe cevherleri parçalara ayırdılar. Balkan Yarımadası'nda yapılan çalışmalarda geyik boynuzundan yapılmış soketli kayla kamaları bulundu. Madencilerin onları damarlardan bakır cevheri çıkarmak için kullandıklarına inanılıyor.
Cevher zenginleştirme işlemi madenlerin yakınında gerçekleşti. İlk başta, kuru zenginleştirme yöntemi biliniyordu: mayınlı cevher atık kayadan ayrıldı ve taş çekiçlerle ezildi. Daha sonra yaş zenginleştirme yöntemi kullanılmaya başlandı. Kırılan cevher, su ile birlikte ahşap tepsilere yerleştirildi. Sonuç olarak, tepsiler sallandı, daha ağır olanlar dibe çöktüğü ve daha hafif atık kayalar yukarı doğru yüzdüğü için cevher parçaları. Tırmıklandı ve tepside bakır cevheri parçaları kaldı. Sülfürlü bakır cevherleri eritmeden önce uzun süre ateşlendi.
Cevher ayrıca özel kil fırınlarında madenlerden çok uzak olmayan bir yerde eritildi. Fırında daha yüksek bir sıcaklık elde etmek için, insanlar üfleyici borulardan hava üflediler. MÖ III binyılda. e. deri körük icat edildi. Bakır cevherlerinden eritilmiş metal külçeleri, değişim konusu olarak hizmet etti; kural olarak, metalurji uzmanları kuyumculuk ve demircilikle uğraşmadılar.
MÖ V binyılda. e. bir kişi diğer demir dışı metallerle tanıştı: gümüş ve altın.
İlk alaşım, araştırmacıların önerdiği gibi, bir bakır ve gümüş alaşımı olan billon'du. MÖ 5.-4. binyılın başında Güney Türkmenistan'dan. e. sahte mücevherler (iğneler). MÖ 4. binyılda arsenikli bir bakır alaşımı biliniyordu. e. Arsenik alaşımları Transkafkasya'da Batı Avrupa'nın kalay bronzlarından bin yıl önce ortaya çıkıyor. MÖ III binyıldan. e. Eski Doğu ülkelerinde bronz, daha çok çeşitli oranlarda kalay içeren bir bakır alaşımından elde edildi. Bakır ile karşılaştırıldığında, bronz alaşımları eriyebilirlikleri, yüksek döküm kaliteleri ve yüksek mukavemetleri ile ayırt edilir. Döküm amacına bağlı olarak metale %1-2'den %8-10'a kadar kalay eklenmiştir. Ne kadar çok kalay eklenirse, ürün o kadar kırılgan oluyordu.
Maden sahalarının yakın çevresinde cevher eritildiyse, yerleşim yerlerinde bakır ve bronz ürünler döküldü. Bronz bir alaşım elde etmek için, belirli oranlarda alınan bakır ve kalay veya bakır ve arsenik, fırına yerleştirilen kil potalara yerleştirildi. Potalardan erimiş metal, kum, taş, tahtadan yapılmış kalıplara döküldü. Önceleri açık, sonra kapalı kanat formları kullanılmıştır. Silahlar, aletler ve çeşitli aletler kalıplara döküldü. Sanat ve mücevher ürünleri bir mum model üzerine döküldü. Model, üzerine kil duvarı güçlenene kadar ince bir şekilde yıkanmış kilin katmanlar halinde uygulandığı balmumundan yapılmıştır. Balmumu eritmek ve bronz alaşımı içine dökmek için kil kalıbında özel delikler bırakıldı. Soğuduktan sonra cismi çıkarmak için kil kırıldı ve yeni bir döküm elde etmek için tüm işlemin tekrar edilmesi gerekiyordu. Balmumu model üzerine dökülen ürünler sanatsal değere sahiptir.
Demir dışı metal cevherleri geliştirme için çok az mevcuttu; bronz alaşımlarının ana hammaddesi olan kalay yatakları antik çağda oldukça sınırlı bir ölçekte biliniyordu. Metalin cevher madenciliği alanından çok uzun mesafeler boyunca taşınması gerekiyordu. Bütün bunlar, demir dışı metallerin üretime yaygın olarak girmesini engelledi. F. Engels'e göre, “...bronz uygun alet ve silahlar sağladı, ancak taş aletlerin yerini alamadı; sadece demir yapabilirdi ve hala demirin nasıl çıkarılacağını bilmiyorlardı ”(Marx K., Engels F. Soch., cilt 21, s. 161).
Yeni malzemenin özel özelliklerine hızla hakim olundu, tarım ve el sanatlarının gelişimini etkileyemeyen ancak etkileyemeyen daha üretken araçlar ve silahlar yaratıldı.
Bildiğiniz gibi, ilkel insanların alet yaptığı ana malzeme taştı. İnsanın yeryüzünde ortaya çıkışı ile ilk uygarlıkların ortaya çıkışı arasında geçen yüz binlerce yılın Taş Devri olarak adlandırılmasına şaşmamalı. Ancak MÖ 5-6 bin yılda. e. insanlar metali keşfetti.
Büyük olasılıkla, ilk başta, bir kişi metale taşla aynı şekilde davrandı. Örneğin bakır külçeleri buldu ve onları bir taşla aynı şekilde, yani döşeme, taşlama, sıkma pulları vb. yardımıyla işlemeye çalıştı. Ancak taş ve bakır arasındaki fark hızla ortaya çıktı. Belki de başlangıçta bile insanlar, özellikle bakır oldukça yumuşak olduğu ve ondan yapılan aletler hızla başarısız olduğu için metal külçelerde bir anlam olmayacağına karar verdiler. Bakır eritme fikri kimden çıktı? Şimdi bu sorunun cevabını asla bilemeyeceğiz. Büyük olasılıkla, her şey tesadüfen oldu. Canı sıkılan bir kişi, kendisine balta veya ok ucu yapmak için uygun olmayan bir çakıl taşı attı ve sonra çakılın parlak bir su birikintisine yayıldığını ve ateşin yanmasından sonra donduğunu fark ederek şaşırdı. Sonra sadece biraz düşündü - ve erime fikri keşfedildi. Modern Sırbistan topraklarında, Mesih'in doğumundan 5.500 yıl önce yaratılmış bir bakır balta bulundu.
Doğru, bakır, elbette, birçok açıdan taştan bile daha düşüktü. Yukarıda belirtildiği gibi, bakır çok yumuşak bir metaldir. Başlıca avantajı, bakırdan çok çeşitli nesneler yapmayı mümkün kılan eriyebilirlikti, ancak güç ve keskinlik açısından arzulanan çok şey bıraktı. Tabii ki, örneğin Zlatoust çeliğinin keşfinden önce ("Zlatoust'tan Rus Bulat" makalesi), birkaç bin yıl daha geçmiş olmalıydı. Ne de olsa teknolojiler yavaş yavaş, ilk başta güvensiz, çekingen adımlarla, denemelerle ve sayısız hatayla yaratıldı. Bakırın yerini kısa süre sonra bakır ve kalay alaşımı olan bronz aldı. Doğru, bakırın aksine kalay her yerde bulunmaz. Antik çağda İngiltere'ye "Teneke Adaları" denmesi boşuna değil - birçok insan orada kalay için ticaret seferleri düzenledi.
Bakır ve bronz, eski Yunan uygarlığının temeli oldu. İlyada ve Odysseia'da Yunanlıların ve Truvalıların bakır ve bronz zırh giydiklerini ve bronz silahlar kullandıklarını sürekli okuruz. Evet, eski zamanlarda metalurji büyük ölçüde orduya hizmet etti. Toprağı genellikle eski moda bir şekilde, tahta bir pullukla sürerlerdi ve örneğin oluklar tahtadan veya kilden yapılabilirdi, ancak savaşçılar savaş alanına güçlü metal zırhlarla girdiler. Bununla birlikte, silahlar için bir malzeme olarak bronzun ciddi bir dezavantajı vardı: çok ağırdı. Bu nedenle, zamanla bir kişi çeliği eritmeyi ve işlemeyi öğrendi.
Demir, Dünya'daki Bronz Çağından beri bilinmektedir. Ancak düşük sıcaklıkta işlenmesi sonucu elde edilen ham demir çok yumuşaktı. Meteoritik demir daha popülerdi, ancak çok nadirdi, sadece tesadüfen bulunabilirdi. Ancak, meteoritik demir silahlar pahalıydı ve onlara sahip olmak çok prestijliydi. Mısırlılar gökten düşen göktaşlarından dövülmüş hançerlere Göksel dediler.
Ortadoğu'da yaşayan Hititler arasında demir işlemenin yaygın olduğu kabul edilmektedir. Bunlar yaklaşık MÖ 1200'dür. e. gerçek çeliği koklamayı öğrendi. Bir süre için Orta Doğu güçleri inanılmaz derecede güçlendi, Hititler Roma'nın kendisine meydan okudu ve İncil'de bahsedilen Filistinler modern Arap Yarımadası'nda geniş topraklara sahipti. Ancak kısa süre sonra teknolojik avantajları azaldı, çünkü çelik üretim teknolojisinin ödünç alınması o kadar zor değildi. Asıl sorun, demirin çeliğe dönüştüğü sıcaklığa ulaşmanın mümkün olduğu fırınların yaratılmasıydı. Komşu halklar bu tür eritme fırınları yapmayı öğrendiğinde, çelik üretimi tam anlamıyla Avrupa'da başladı. Tabii ki, çok ham maddelere bağlıydı. Ne de olsa insanlar, hammaddeleri çeliğe yeni özellikler kazandıran ek maddelerle zenginleştirmeyi ancak nispeten yakın zamanda öğrendi. Örneğin, Romalılar Keltlerle alay ettiler, çünkü birçok Kelt kabilesi o kadar kötü çeliğe sahipti ki savaşta kılıçları büküldü ve savaşçılar bıçağı düzeltmek için arka sıraya geri koşmak zorunda kaldılar. Ancak Romalılar, Hindistan'dan gelen silah ustalarının ürünleri önünde eğildiler. Ve bazı Kelt kabileleri arasında çelik, ünlü Şam'dan aşağı değildi. ("Şam çeliği: mitler ve gerçekler" başlıklı makale)
Ancak, her durumda, insanlık Demir Çağı'na girdi ve artık durdurulamadı. Yirminci yüzyılda meydana gelen en geniş plastik yayılımı bile metali insan faaliyetinin çoğu alanından uzaklaştıramadı.