Медь можно с полным основанием назвать первым металлом человечества, потому что люди стали его использовать еще более 10.000 лет назад - в каменном веке. На протяжении столетий люди учились правильно обращаться с металлом, обрабатывая его самыми различными способами - с помощью молотков, нагреванием, литьем или путем легирования (смешивания) с другими металлами, как свинец, серебро, цинк или олово. Открытие, что медь и цинк хорошо соединяются, положило начало целой эпохе, имя которой: бронзовый век.
Все великие культуры и народы работали с медью: Колосс Родосский был построен из меди, а древние египтяне использовали медь для строительства своих водопроводов. Первыми же название этому металлу дали римляне: Они называли медь "aes cyprium" (руда с Кипра). Позднее его стали называть сокращенно "cuprum". От этого слова образовались названия меди во многих европейских языков (copper, Kupfer. cuivre).
В природе медь встречается, как самородный металл, а также в составе минералов. Сырье это находят на всех континентах и уменьшения его запасов пока что не предвидится, потому что медь не расходуется, а только используется, что обеспечивается повторной переработкой этого металла. Это экономит медь в природных ресурсах и соответствует идеальному обращению с полезными ископаемыми.
Наиболее значительные месторождения меди находятся на сегодняшний день в Чили и в США, где сконцентрированы порядка 20 процентов известных мировых запасов. Другими важными регионами добычи являются Африка, Австралия, Китай, Канада, Индонезия, Южная Америка, Россия и Польша. В Европе существуют также и мелкие месторождения меди. К сожалению, многие из них уже исчерпали себя.
Земных резервов меди хватит еще очень надолго, потому что несмотря на ежегодный рост добычи медной руды, известные месторождения не уменьшаются, а даже растут. Причина этого состоит в открытии все новых залежей этого металла. Кроме того, постоянно развивающиеся процессы и техника разработки и добычи ведут к увеличению пригодных для использования резервов сырья.
Исследования подтверждают, что известные мировые резервы увеличились с 90 миллионов тонн (1950 год) до 280 миллионов тонн (1970 год), а к 1998 году они достигли черты в 340 миллионов тонн. По последним оценкам, мировые запасы меди составляют более 2,3 миллиардов тонн.
Медная руда добывается как открытым способом, так и в шахтах. Перед собственно металлургическим переделом медной руды осуществляется отделение "пустых" сопровождающих пород, в результате чего после флотации (флотационного обогащение) получают рудный концентрат с содержанием меди в диапазоне 20 - 30 процентов. Медные концентраты перерабатываются исключительно пирометаллургическим способом, а окисные медные руды (медные руды прибл. 15-20%) гидрометаллургическим способом, что в результате заканчивается рафинированием (очисткой), в процессе которого происходит удаление оставшихся загрязнений.
На сегодняшний день наиболее предпочтительной технологией является электролиз.
А знаете ли вы, что медь, как природный, ограниченный в количестве и потому ценный сырьевой материал не расходуется, а используется в различных формах и после использования может использоваться повторно?
Именно поэтому еще древние египтяне обозначали медь так называемым символом "анкх", означающим "вечную жизнь" - действительно, наиболее подходящее название. Потому что этот металл, со времен его открытия, может использоваться без всяких ограничений. Поэтому навряд ли возникают сомнения в том, что где-то на Земле все еще активно используется медь, которую, в свое время, добыли еще в Древнем Египте.
Причина этого заключается в не представляющей проблем способности к переплавке. Именно это обеспечивает возможность неограниченно частую регенерацию меди.
Более 80% когда-либо добытой меди в настоящее время все еще находятся в обороте.
Быстрый поиск по тексту
К драгоценным или благородным металлам относится ряд веществ, которые обладают повышенной износостойкостью, не подвержены влиянию коррозии и окисления. Кроме того, их драгоценность обуславливается редкостью. Всего насчитывается 8 видов и выделяют:
Схожие по своему химическому строению и по цвету(серебристо-белый) элементы. Насчитывается 17 видов этих металлов. Они были обнаружены в 1794 году в Финляндии, химиком Юханом Гадолином. К 1907 году этих элементов стало уже 14. Современное же название «редкоземельный» было присвоено данной группе к концу 18 века. Долгое время ученые предполагали, что элементы, относящиеся к этой группе, редко встречаются. Известны такие редкоземельные металлы:
Что касается химических свойств, то металлы образуют тугоплавкие и не растворимые в воде оксиды.
IV тысячелетие до нашей эры принесло человечеству судьбоносные изменения. Наиболее важным процессом стало освоение металлов. В это время человек обнаруживает такие металлы как медь, золото, серебро, свинец и олово. Наиболее быстро была освоена медь.
Изначально металл добывался из руды методом обжига на открытом огне. Эта техника была освоена примерно в VI-V тысячелетии до нашей эры на территории Индии, Египта и Западной Азии. Наиболее широко медь применялась для изготовления орудий труда и оружия. Придя на смену каменным орудиям, медь значительно облегчила труд человека. Изготавливали предметы труда при помощи глиняных форм и расплавленной меди, ее заливали в формы и ждали пока она остынет.
Кроме того, освоение меди дало новый виток в развитии общественного строя. Это положило начало расслоению общества по благосостоянию. Медь стала признаком богатства и благополучия.
К V тысячелетию человек знакомится с драгоценными металлами, а именно с серебром и золотом. Ученые предполагают, что первым был медно серебряный сплав, он назывался биллон.
Изделия из данных металлов являются находками древних захоронений. В древние времена эти элементы добывали в Египте, Испании, Нубии, на Кавказе. В России также происходила добыча, во II-III тысячелетии до нашей эры. Если металлы добывались из россыпей, то их промывали песком на подстриженных шкурах животных. Чтобы добыть металл из руды, ее нагревали, она трескалась, затем ее дробили, истирали и промывали.
В Средневековье добывалось по большей части серебро. Большая часть добычи производилась в Южной Америке (Перу, Чили, Новая Гранада), Боливии, Бразилии.
В начале ХVI века жители Испании обнаружили платину, которая очень напоминала серебро и поэтому его уменьшительно-ласкательной версией испанского слова «plata» – «platina», что в переводе значит – маленькое серебро или серебришко. С научной точки зрения платина рассмотрена в 1741 году Уильямом Уотсоном.
1803 год – открытие палладия и родия. В 1804 – иридия и осмия. Еще через четыре года открыт вестий, в последствии переименованный в рутений.
Что касается редкоземельных металлов, то до 60-х годов ХХ века они не были интересны в научных сообществах. Однако, именно в это время возникает технология выделения чистых металлов. Тогда же выяснились мощные магнитные свойства этих металлов. Со временем стало возможным выращивание монокристаллов этих металлов. Сегодня редкоземельные металлы позволяют производить множество предметов быта, без которых человек не представляет свое существование, например, энергосберегающие лампы. А также военную и автомобильную технику.
В современное время наиболее ценным металлом считается золото. Именно его добыче уделяется наибольшее количество ресурсов. Первые «золотые жилы» были освоены на территории Африки, Азии и Америки.
Сегодня золото добывается в Южной Америке, Австралии и Китае. Россия является одной из наиболее масштабных золотодобывающих стран и занимает четвертое место в мире. Добыча ведется 16 компаниями в Магадане, Амурской области, Хабаровской области, в Красноярском крае, в Иркутской области и на Чукотке.
До тех пор, пока не была придумана современная технология добычи драгоценных металлов, они добывались вручную. И сказать, что это крайне трудоемкий процесс, значит, ничего не сказать.
Итак, современные процессы золотодобычи:
Промышленная добыча в свою очередь делится на:
Существует два способа обработки драгоценных металлов.
Этот способ является относительно простым. И действительно, все что потребуется, это залить расплавленный металл в заранее заготовленную форму, которая изготовлена из меди, свинца, дерева или воска. После полного остывания, изделие извлекается из формы, полируется.
Для размягчения металла используются специальные плавильные печи. Они бывают индукционные и муфельные.
Индукционная печь считается наиболее популярным и функциональным видом плавления. В ней нагрев происходит благодаря воздействию вихревых токов.
Муфельная печь позволяет нагревать определенные материалы до заданной температуры.
Муфельные печи делятся на различные виды в зависимости от типа нагревательного элемента (электрические, газовые), от защитного режима обработки (воздушные, с газовой атмосферой, вакуумные), от типа конструкции (вертикальная загрузка, колпаковые, горизонтальная загрузка, трубчатые).
Этот способ считается более сложным. Здесь металл не плавят, а разогревают до необходимого для дальнейшей работы состояния. Далее, при помощи молотков, на свинцовой подложке размягченное сырье превращают в тонкий пласт. Далее, будущему изделию придают необходимую форму.
Первое, что приходит на ум, если речь идет о применении драгоценных металлов – ювелирная промышленность. Сегодня мы видим изобилие различных ювелирных украшений и изделий на любой вкус. Это, как украшения, так и предметы быта, например, изделия для сервировки стола, посуда. Каждое ювелирное изделие имеет клеймо, которое соответствует подлинности и определенной пробе. Однако, это лишь малая часть сферы использования драгоценных металлов.
Их использование востребовано в автомобильной сфере.
Без платины, иридия, палладия, золота не обойтись в медицинской сфере. Медицинские иглы яркий тому пример. Также на основе белого металла изготавливаются протезы, различные инструменты, детали, препараты.
Кроме того, при помощи ценных металлов изготавливаются высокопрочные и устойчивые аппараты в электротехнической сфере. Например, антикоррозийные приборы и константные к образованию электрической дуги приборы. Каталитические свойства платины используются при производстве серной и азотной кислоты. Формалин изготавливается при помощи химических свойств аргентума. Без золота трудно представить нефтеперерабатывающую сферу.
Более прочные металлы используются для выплавления деталей, задействованных в более агрессивных условиях. Например, когда речь идет о работе с высокими температурами, агрессивными химическими реакциями, электричеством и прочим.
Также напыления этих металлов используют для покрытия других. Это помогает избавиться от коррозий, наделяет защитными свойствами присущими драгоценным металлам.
Цену на драгоценные металлы предопределяют множество процессов, среди которых технические, фундаментальные и спекулятивные. Однако, наиболее важным фактором является спрос и предложение. Именно от этого фактора отталкиваются при формировании цен на драгоценности. Спрос формируют покупатели. Они используют металлы в различных промышленностях – медицинской, машиностроительной, радиотехнической, ювелирной. Также наличие изделий из драгоценных металлов зачастую определяет принадлежность человека к определённому статусу. Наиболее популярным среди прочих является золото. Это связано также с тем, что каждое государство имеет свой золотой запас, и его масштаб частично определяет весомость государства на мировой арене.
Согласно данным Центрального Банка Российской Федерации стоимость одного грамма золота составляет – 2686,17 руб., серебро – 31,78 руб./ грамм, платина – 1775, 04 руб./ грамм, палладий – 2179, 99 руб./ грамм.
Приблизительно четыре тысячелетия до н.э., в городе Шумер было сделано новое открытие: если камни определенного вида долго плавить на высокой температуре, из них начнет вытекать чистый металл! Медь стала первым металлом, который научился выплавлять человек.
Но, к сожалению, не известно, как именно была открыта медь. Можно предположить, что она была открыта случайно. Скорее всего, гончар захотел добавить узор на керамическую посуду и стал плавить многоцветный камень, который оказался медной рудой. Вскоре выяснилось, что при сильном нагревании из руды вытекает жидкая медь. Люди сначала не поняли, что это, и что с этим металлом можно делать. Оказалось, что можно придавать жидкой меди нужную форму, и, когда она застынет, такой и останется.
Спустя пару лет после открытия были созданы медеплавильные печи, а также придуман литейный процесс.
Мастера заранее выбирали форму для керамического сосуда, куда заливали жидкую медь. Когда медь застывала, она принимала форму внутренней оболочки сосуда.
После открытия способа выплавки литья меди была создана производственная линия, которая состояла из ряда последовательных процессов. Так как медь в самородном виде редко встречается, людям пришлось учиться добывать медную руду.
Чтобы из рудников достать медную руду, требовалось разделить ее на отдельные куски. И для этого разделывания люди тоже выработали особую технологию. На огромных глыбах горной породы разжигали костры, через некоторое время заливали огонь холодной водой, вследствие чего камень трескался. В получившуюся трещину вбивали клинья. Когда клинья уже оказывались в камне, их тоже поливали водой. Так клинья были из дерева, они разбухали и камень раскалывался.
Полученную руду плавили. Оказалось, что те гончарные печи, которые существовали раньше, для этого процесса имели малую мощность. Поэтому после многих экспериментов в Шумере местные мастера научились делать специальные печи с дутьем. Эти печи топились углем и обеспечивали высокий нагрев.
Расскажем, что такое дутье. Так литейщики поначалу подавали воздух в печь по специальным воздуходувным трубкам, надувая их с помощью собственных легких. Задача облегчилась к III тысячелетию до н.э., когда мастера стали использовать меха из шкур животных. Для дутья меха сшивали наподобие гармошки.
Выплавленную медь затем заливали в формы, из которых получались определенные изделия.
Литейный процесс обеспечивали не только специальные печи с высоким нагревом, но и плавильные емкости - тигли. Также нужны были формы, куда заливали расплавленный металл.
Формы делали из глины или камня, и состояли они из нескольких частей. Соединяли их перед заливкой расплавленной меди, и разъединяли после остывания, когда нужно было освободить готовую отливку.
Шумерские мастера - металурги пользовались различными способами обработки металлических заготовок: и горячей, и холодной ковкой, а также холодной обработкой инструментами. Изделия из меди мастера гравировали и украшали инструктациями, - так появились художественные приемы.
Медеплавильное производство и последующая обработка полученной меди требовали участия различных мастеров на разных этапах процесса. Одни из них занимались разработкой руды, другие выплавляли породу, третьи осваивали литье или ковку. К тому же месторождения медной руды часто находились далеко от тех мест, где в них нуждались, поэтому появилась работа и для специальных перевозчиков.
Так технический прогресс развивал хозяйственные отношения внутри государства. И наоборот, хозяйственные отношения стимулировали технический прогресс.
(Слайд 1) Человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей различные материалы. С развитием материалов связана вся история человечества. Материалы дали названия целым эпохам: каменный век, бронзовый век, железный век.
Каменный век, древнейший период в развитии человечества. Каменный век делится на древний (палеолит), средний (мезолит) и новый (неолит).
Палеолит – древний каменный век, первый период каменного века, время существования ископаемого человека (палеоантропы и др.). Палеолит продолжался с возникновения человека (свыше 2 млн. лет назад) примерно до X тысячелетия до н.э.
(Слайд 2) Сотни тысяч лет назад в древнекаменном веке (палеолите) человек пользовался орудиями труда из камня. Изготовляли такие орудия, раскалывая камни подходящей формы. Вначале это были грубые, нешлифованные клинья.
(Слайд 3) На ранней стадии своего развития человек использовал и другие природные материалы: дерево, кость. Используя оббитые каменные, деревянные, костяные орудия, человек занимался охотой и собирательством. Около 500 000 лет назад с помощью камня люди стали добывать огонь.
(Слайд 4) Мезолит – средний каменный век, переход от палеолита к неолиту (X – V тысячелетия до н. э.). В мезолите появились лук и стрелы, микролитические орудия, была приручена собака. Стали использовать огонь для обжига глины при изготовлении предметов домашней утвари.
(Слайд 5) Первые культуры неолита появились около 7000 лет до н. э. В эпоху неолита, нового каменного века, человек научился обрабатывать камень: сверлить, шлифовать, распиливать, полировать и др. Появилось большое разнообразие каменных орудий, совершенствовалась обработка дерева, кости, появилась глиняная посуда.
(Слайд 6) Медный век (энеолит) переходный период от каменного века к бронзовому веку (IV–III тысячелетие до н. э.). Преобладают орудия из камня, но появляются и медные. Основные занятия населения – мотыжное земледелие, скотоводство, охота.
На этом этапе развития человечества стали использовать металлы, которые относятся к числу наиболее распространенных материалов. Металлы как группа материалов, известная с глубокой древности, сыграли огромную роль в развитии материальной культуры человеческого общества. С развитием человеческого общества расширялось и использование металлов. Постепенно металлы становились все более важными и нужными для людей.
(Слайд 7) Бронзовый век, исторический период, сменивший энеолит и характеризующийся распространением металлургии бронзы, бронзовых орудий и оружия в конце IV– начале I тысячелетия до н. э. В бронзовый век появились кочевое скотоводство и поливное земледелие, письменность, рабовладение (Ближний Восток, Китай, Южная Америка и др.).
(Слайд 8) Железный век, период в развитии человечества, наступивший с распространением металлургии железа и изготовлением железных орудий и оружия. Сменил бронзовый век в начале I тысячелетия до н. э. Применение железа дало мощный стимул развитию производства и ускорило общественное развитие.
Современную технику невозможно представить без металлических материалов.
Сейчас невозможно точно установить, когда именно человек стал добывать и обрабатывать металлы. Мы можем лишь предполагать, какой из металлов первым нашел практическое применение. Очевидно, первыми применялись металлы, которые встречаются в природе в чистом, самородном виде.
(Слайд 9) Судя по результатам раскопок и археологических исследований, золото было известно человечеству с древнейших времен. Возможно, золото было первым металлом, с которым познакомился человек. Оно всегда привлекало людей своим блеском. В природе золото встречается преимущественно в виде самородков, в сравнении с другими металлами оно легко обрабатывается.
(Слайд 10) С древнейших пор золото шло на изготовление разнообразных предметов. Правда, из золота нельзя было сделать орудия труда или оружие, но знакомство и обращение с золотом принесло людям опыт, который пригодился им в дальнейшем при обработке других металлов.
Шумеры, жившие на рубеже III – IV тысячелетий до н.э. по рекам Тигр и Евфрат, изготовляли из золота изделия, которые и сегодня остались такими же блестящими и чистыми, какие были в те далекие времена.
Имеются данные о добыче золота и изготовлении изделий из него в Древнем Египте (4100-3900 годы до н. э.), Индии и Индокитае (2000-1500 годы до н. э.), где из него изготавливали деньги, дорогие украшения, произведений культа и искусства.
По некоторым данным в Китае уже около 2250 г. до н. э. существовала золотая монета. В Передней Азии и Африке золотая монета появилась значительно позже. Финикияне, особенно в позднейшую эпоху, пользовались золотом в качестве орудия обмена и ревностно заботились о его добывании.
В Египте научились обрабатывать золото еще в позднем неолите. В 2900 году до н.э. основатель древнеегипетского государства Менес повелел называть своим именем единицу стоимости, выраженную слитком золота весом 14 г. Золото поступало фараонам из Нубии, где им принадлежали золотые прииски.
(Слайд 11) Из археологических раскопок известно о сокровищах гробницы фараона Тутанхамона, умершего молодым около 1350 года до н.э. Один лишь его искусно отделанный золотой саркофаг весил 110,4 кг. Даже в наши дни вызывает восхищение искусство золотых дел мастеров, которые в совершенстве владели техникой обработки металлов.
(Слайд 12) По изображениям, найденным в гробнице фараона Мереруба (VI династия Древнего царства) можно судить о технике обработки металлов, достигнутой в Египте четыре тысячелетия назад. На первом рисунке чиновник отвешивает металл (золото), а писец записывает его количество. На втором рисунке – шесть человек раздувают плавильный горн трубками, похожими на стеклодувные. Затем мастер разливает расплавленный металл из тигля в стоящую на земле форму, а помощник в это время задерживает шлак. Слиток отбивают камнями (молотками) и доводят до готового изделия. В верхней части изображения видны изготовленные сосуды.
Раскопки древних курганов в Дании показали, что оружие и предметы домашнего обихода делались, главным образом, из золота и только отдельные части – из железа. По-видимому, производители могли довольно свободно распоряжаться медью и золотом, но должны были экономить на железе. Наблюдения над аборигенами американского и африканского континентов также показали, что употребление золота и серебра предшествовало использованию других полезных металлов. Когда были найдены другие металлы и открыты способы их обработки, золото, ввиду его редкости и красоты, стало особенно ценным предметом украшения и приобрело предпочтительное пред всеми другими металлами право на наименование “благородный металл”. Такое значение золото сохраняет и до настоящего времени.
(Слайд 13) Сегодня общепринято считать, что бронзовому веку предшествовал период, когда оружие и инструменты делали из меди. По некоторым археологическим данным медь была хорошо известна египтянам еще за 4000 лет до н. э. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чемс железом. Это объясняется, с одной стороны, тем, что в природе медь встречается в виде самородков, а с другой – сравнительной легкостью получения ее из соединений. Возможно, что первые мелкие медные изделия, такие, как наконечники для стрел и копий, были выкованы из найденных самородков. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), откуда и название ее Cuprum.
(Слайд 14) Затем люди обнаружили, что при холодной ковке медь не только принимает нужную форму, но и становится тверже и прочнее, а если упрочненный металл нагреть на огне, он снова станет мягким. Но прежде чем люди научились плавить медь и отливать ее в формы, прошло еще немало времени. Добывать медь шахтным способом в различных областях Древнего Египта стали во времена фараона Снофру, примерно в середине III тысячелетия до н.э.
Кроме всех своих достоинств медь имела очень существенный недостаток: медные орудия и инструменты, например ножи, быстро затуплялись. Не обладая высокими прочностью и износостойкостью, даже в холодноупрочненном состоянии, медные инструменты и орудия не могли полностью заменить каменные инструменты. Заменить каменные инструменты и орудия позволил сплав меди – бронза.
(Слайд 15) Бронзой называются сплавы меди с оловом в различных пропорциях, а также сплавы меди с оловом и цинком и некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем, фосфором, кремнием и др.). Бронза обладает лучшими литейными свойствами по сравнению с медью, имеет большую прочность и твердость, более сильное упрочнение в результате холодной деформации.
Оловянная бронза – древнейший сплав, выплавленный человеком. Первые изделия из бронзы получены около 3000 лет до н. э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем. Значительно позднее для получения бронзы стали добавлять в медь олово и другие металлы. Бронза применялась в древности для производства оружия и орудий труда (наконечников стрел, кинжалов, топоров), украшений, монет и зеркал.
Возможно, что первоначально бронзу получили случайно из руды, содержавшей одновременно медь и олово. Затем бронзу готовили уже по определенной рецептуре, о чем свидетельствуют результаты анализов древних бронзовых изделий.
Можно предположить, что металлургия и металлообработка бронзового века зародилась в первых крупных культурных центрах древности – в долинах Тигра и Евфрата, а также Нила. Считается, что в Египте бронзовые изделия стали изготовлять в начале II тысячелетия до н.э. На Среднем Востоке бронзовый век начался несколько раньше.
В гробнице высокопоставленного египетского чиновника XVIII династия (Новое царство, около 1450 г. до н.э.) найдено изображение технологического процесса получения отливок в те времена.
В Европе начало бронзового века приходится на II тысячелетие до н.э.
До нас дошло немало выдающихся бронзовых изделий различных народов. Оружие, инструменты, украшение, посуда и другие предметы свидетельствуют об удивительном искусстве древних мастеров, которым были хорошо известны специфические свойства меди и ее сплава – бронзы.
(Слайд 16) Без преувеличения можно сказать, что история художественной бронзы есть вместе с тем история цивилизации. В грубом и первобытном состоянии мы встречаем бронзу в самых отдаленных доисторических эпохах человечества. У египтян, ассирийцев, финикиян, этрусков художественная бронза достигает значительного развития и обширного применения. В VII веке до н. э. научились отливать статуи из бронзы – открытие, благодаря которому, мы обязаны существованием неподражаемых произведений искусства, начиная с Афины Фидия и кончая Оратором этрусским Флорентийского музея и Марком-Аврелием Капитолийским.
(Слайд 17) Художественная бронза находит широкое применение в архитектуре, как главная составная часть храма или дворца, или же просто как внешний орнамент. Дворец, описанный Гомером в “Одиссее”, был окружен бронзовой стеной. В подражание дворцам Ассирии, украшенным бронзовыми плитами, Агриппа приказал украсить бронзовым орнаментом римский Пантеон. С древнейших времен бронза используется для украшения оружия, амулетов, ваз и для изготовления различной домашней утвари и мебели. Во времена фараонов жители Тира и Сидона вели обширную торговлю бронзовыми изделиями по берегам Средиземного моря. Благодаря раскопкам в Помпее мы знаем, что бронзовые изделия были в большом употреблении в Риме и римских провинциях.
(Слайд 18) Если верить греческим писателям, то искусство отливки различных предметов из бронзы (главным образом статуи) впервые возникло на острове Самосе, во времена Кира или Креза, т. е. в VII – VI столетии до н. э. В Библии упоминается о скульптурных произведениях из бронзы, выполненных Гирамом Тирским при сооружении Иерусалимского храма, во времена царствования царя Соломона.
(Слайд 19) В Ассирии, Палестине, древней Персии, Египте, Индии, в Китае и Японии бронзовые изделии встречаются в огромном количестве и представляют значительный художественный интерес. В могилах Халдеи и Ассирии были отысканы бронзовые браслеты и серьги в форме цилиндров, суженных на концах. В Лувре хранится бронзовый браслет той эпохи, оканчивающийся головой льва. Известно, что храм Иерусалимский строился финикийскими работниками и был украшен бронзовыми орнаментами. Описание этого храма и его украшений находится в Библии.
Большой спрос на ценную бронзу стимулировал развитие и других отраслей хозяйства. Совершенствовалось горное дело, расширялась торговля. В Италии были обнаружены рудники бронзового века глубиной до 130 м. В них еще сохранилась шахтная крепь с деревянными стойками и обшивкой.
(Слайд 20) Еще одним из первых освоенных человеком металлов является олово. Египтяне знали его за 3000 – 4000 лет до н. э. и о нем говорится в Библии. По Аристотелю, в древнейшие времена из олова чеканили монету; во времена римского владычества в Англии изготовляли из олова сосуды. При Генрихе VIII цена олова равнялась цене серебра. О лужении упоминается уже Плинием.
Известно, что олово начали добывать раньше, чем железо. Оловянные шахты работали в Месопотамии (нынешний Ирак) и в Европе еще 4000 лет назад.
Олово – это мягкий белый металл, который можно сплавлять с медью, чтобы получить бронзу. Олово, необходимое для выплавки бронзы, встречается далеко не везде. Финикийцы – лучшие мореплаватели и торговцы древности – добрались до юго-западной части Британских островов и нашли там месторождение оловянной руды (касситерита). Финикийские купцы торговали оловом по всему европейскому побережью Средиземного моря, они меняли этот металл на ткани и драгоценные камни.
(Слайд 21) Олово достаточно редкий, но очень полезный металл. Он не ржавеет. Металл был, очевидно, малодоступным и дорогим, так как оловянные предметы редко встречаются среди римских и греческих древних изделий, хотя упоминание об олове есть в ранних книгах Ветхого Завета (в Четвертой книге Моисеевой – Числа).
(Слайд 22) Кроме бронзы люди все чаще стали использовать и другой металл, еще более подходящий для изготовления инструментов и оружия – железо. Его история также начинается в глубокой древности. Применение железа дало мощный стимул развитию производства и ускорило общественное развитие. Железо еще называют металлом могущества цивилизаций. С открытием способа получения железа из руд, залегающих в недрах Земли, связывают наступление железного века.
Пока еще не удалось установить, где и как впервые начали добывать железо в больших количествах. Самое древнее железное изделие, найденное в Египте, относится к IV тысячелетию до н.э., оно представляет собой ожерелье из прокованных полосок метеоритного железа.
(Слайд 23) Метеоритное железо химически чистое (не содержит примесей), а значит, и не требует трудоемких технологий их удаления. Железо в составе руд, напротив, нуждается в нескольких этапах очистки. О том, что первым человек узнал именно “небесное” железо, говорят и археология, и этимология, и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия.
Первое железо – дар богов, чистое, легкое в обработке – использовалось исключительно для изготовления “чистых” ритуальных предметов: амулетов, талисманов, священных изображений (бусы, браслеты, кольца, очаги). Железным метеоритам поклонялись, на месте их падения создавали культовые сооружения, их растирали в порошок и пили как лекарство от многих недугов, носили с собой в качестве амулетов. Первое оружие из метеоритного железа украшалось золотом и драгоценными камнями и использовалось в погребениях.
На юге Месопотамии, где когда-то находился шумерский город–государство Ур, найден кинжал с позолоченной рукояткой, изготовленный тоже из метеоритного железа приблизительно в 3100 году до н.э. Метеоритное железо обрабатывали также как и медь. При холодной ковке оно приобретает нужную форму и одновременно становится прочнее и тверже, а отжиг в огне снова делает кованый металл мягче.
В древнем мире железо было окружено ореолом таинственности – очевидно из-за своего происхождения. Шумеры называли его “небесной медью”. В хеттских клинописных табличках, где указано географическое положение всех известных тогда металлов, про железо говорится, что оно “происходит с неба”. Египтяне всегда изображали железные предметы синими – цвета неба.
(Слайд 24) Вначале в большом количестве железо появилось у халибров – легендарного народа, жившего в Закавказье около 1500 года до н.э. Они научились выплавлять его из руды, содержащей железо. В книге Агриколы “О металлах” описывается получение кричного железа в сыродутных горнах.
(Слайд 25) Первое время железо ценилось очень дорого. В Вавилоне при царе Хаммурапи (1728 – 1686 гг. до н.э.) железо было в 8 раз дороже золота и в 40 раз дороже серебра. Один из ассирийских царей, живший три тысячелетия назад, славился своими железными сокровищами, которые были для него дороже золота. Ахилл, герой древнегреческого мифа, убил своего противника, чтобы завладеть его железными доспехами.
(Слайд 26) Впечатляющие шедевры были созданы металлургами древней Индии. В Дели стоит знаменитая Кутубская колонна весом 6 т., высотой 7,5 м и диаметром 40 см. Она состоит из отдельных криц, сваренных в кузнечном горне. Еще большее удивление, чем размеры колонны вызывает тот факт, что до сих пор на ней не образовалось ржавчины.
(Слайд 27) Древнеиндийские металлурги славились также своей сталью. Индийские мечи высоко ценились в древности. При раскопках древних захоронений найдено стальное оружие, изготовленное в середине I тысячелетия до н.э. Уже в то время индийские мастера владели искусством приготовления “настоящей” дамасской стали.
(Слайд 28) В Китае из руды вначале выплавляли чугун, который затем шел на переплавку в сталь, или же из чугуна делали отливки. Литейная технология там раньше, чем в других странах достигла высокого совершенства. Бронза и чугун в Древнем Китае служили излюбленными материалами для литья монументальных фигур. В саду древнего буддийского монастыря стоит чугунный лев высотой 6 м.
(Слайд 29) Мягкий и относительно легко доступный свинец в древности использовали для разных целей. Из гнутых свинцовых листов изготовляли трубы. Из свинца чеканили монеты, медали и печати, изготовляли грузила для рыболовной снасти и якоря для судов. На тонких свинцовых пластинах гравировали текст и, сшивая их, делали свинцовые книги.
Предположительно, первые сведения о свинце происходят из Индии. Свинцовые чушки в форме кирпичей служили предметом торговли, они упоминаются и в списках товаров, которые египетские фараоны получали в качестве дани. На островах Средиземного моря, в Италии, на побережье Греции и во многих местах Западной и Центральной Европы сохранились следы античных свинцовых рудников.
(Слайд 30) Гораздо меньше, чем свинец, была известна сурьма – серебристо-белый, с сильным блеском, очень хрупкий металл. В Вавилоне из нее изготовляли сосуды уже в 3000 году до н.э. Однако гораздо шире использовали не металлическую сурьму, а ее соединения, в частности в косметике. Очевидно, сурьма служила и как легирующий элемент при выплавке сурьмянистых бронз, которые обладают превосходными литейными свойствами.
Много позже, в период увлечения алхимией, сурьма приобрела особое значение, прежде всего потому, что в расплавленном виде она хорошо растворяет многие другие металлы – “пожирает” их. В качестве символа этого металла алхимики выбрали волка.
Сурьма выглядит как обыкновенный металл традиционного серо-белого цвета с легким синеватым оттенком. Синий оттенок тем сильнее, чем больше примесей. Металл этот умеренно тверд и очень хрупок: в фарфоровой ступке фарфоровым пестиком этот металл нетрудно истолочь в порошок.
(Слайд 31) Ртуть римляне называли “аргентум вивум” – живое серебро. Этот удивительный металл – единственный, который при нормальных температурах остается в жидком состоянии. Ртуть нетрудно получить из ее природного соединения с серой – широко известной киновари. Первое письменное упоминание о ртути принадлежит Аристотелю и относится примерно к 350 году до н.э., но, как показывают археологические находки, она была известна много раньше.
(Слайд 32) В древности ртуть широко применялась для золочения. Золото легко растворяется в ртути и образует с ней сплав – золотую амальгаму, которую наносят на обрабатываемое изделие. Затем его нагревают, ртуть испаряется, а на изделии остается слой золота.
(Слайд 33) Серебро, известное человеку с древнейших времен, встречается в природе в виде самородного металла. Это предопределило значительную роль серебра в культурных традициях различных народов. Из серебра изготовлялись различные украшения, его использовали для чеканки монет. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны. В Средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков. С середины XIII века серебро становится традиционным материалом для изготовления посуды. Серебро и по сей день используется для чеканки монет.
(Слайд 34) Помимо бронзы и стали были известны сплавы свинца и олова, латунь. Латунь применялась еще во времена Гомера (VIII век до н.э.). При императоре Августе (63 г. до н.э. – 14 г. н.э.) в Риме чеканили латунные монеты. Латунь хорошо поддается обработке давлением, поэтому детали из нее часто изготовляют методом глубокой вытяжки.
Однако тогда еще не было известно, что латунь содержит другой металл – цинк. Европа узнала о цинке только в XVIII веке от металлурга из Фрейберга Иоганна Фридриха Хенкеля (1675 – 1744). Китайцам этот металл был известен раньше.
(Слайд 35) В период распада Римской империи люди уже располагали солидными познаниями в области металлургии. Они освоили добычу и переработку многих металлов: золота, серебра, меди, железа, олова, свинца, ртути и сурьмы.
(Слайд 36) Спасибо за внимание.
Список использованных источников.
1. Беккерт М. Мир металла./Под ред. В.Г. Лютцау. – М.: Мир, 1980
2. Золотой фонд Энциклопедий (электронный вариант):
Первыми металлами, с которыми люди научились обращаться, стали медь и золото. Причиной этому послужил тот факт, что и медь, и золото встречаются в природе не только в рудах, но и в чистом виде. Люди находили целые самородки золота и куски меди и при помощи молотка придавали им нужную форму. Причем металлы эти не нужно было даже плавить. И хотя нам до сих пор неизвестно точно, когда люди научились использовать металлы, но ученые могут поручиться за то, что человек впервые применил медь примерно в пятом тысячелетии, а золото - не позже четвертого тысячелетия до нашей эры.
Приблизительно в третьем тысячелетии до нашей эры люди открыли некоторые из наиболее важных свойств металлов. К тому времени человек уже познакомился с серебром и свинцом, но чаще всего использовал по-прежнему медь, главным образом из-за прочности, да и, пожалуй, еще потому, что медь встречалась в изобилии.
Начав работать с металлами, люди научились придавать им нужные формы и делать из них посуду, инструменты, оружие. Но как только человек познакомился с металлами, он не мог не обратить внимание на их полезные свойства. Если металл нагреть, он становится мягче, а если потом вновь остудить, он снова твердеет. Человек научился лить, варить и плавить металлы. Помимо этого, люди узнали, как можно добывать металлы из руд, ведь те значительно чаще встречаются в природе, чем самородки.
Позднее человек открыл олово, а научившись смешивать, плавить медь и олово, начал делать бронзу. В период с 3500 до примерно 1200 года до нашей эры бронза стала основным материалом, из которого изготавливали оружие и орудия труда. Этот период человеческой истории называется бронзовым веком.
Находя упавшие на нашу Землю метеориты, люди узнали о железе - причем задолго до того, как они научились получать его из земных руд. Приблизительно в 1200 году до нашей эры человек перешагнул и этот барьер - научился плавить железо. Умение это быстро распространилось по всему миру. Железо заменило медь практически во всех областях. Это стало началом следующего, железного века. Кстати, во времена могущества Римской империи людям были известны золото, медь, серебро, олово, железо, свинец и ртуть.
Около 6000 лет назад человек жил в каменном веке. Он назван так потому, что основная часть орудий труда и охоты была сделана из камня. Человек еще не научился делать их из металла.
Вероятнее всего, первыми металлами, которые человек начал использовать, были медь и золото. Причина в том, что эти металлы в природе существовали как в чистом виде, так и в составе руды. Человек находил самородки меди и золота и мог придавать им различную форму без плавления. Мы не можем сказать точно, когда человек открыл для себя эти металлы, но известно, что медь начали использовать на рубеже пятого тысячелетия до нашей эры. Незадолго до наступления четвертого тысячелетия до нашей эры начали использовать и золото.
К третьему тысячелетию до нашей эры человек уже многому научился в работе с металлом.
К этому времени были также обнаружены серебро и свинец, но тем не менее в большинстве случаев медь была наиболее часто используемым металлом в силу своей прочности и распространенности.
Сначала человек научился выковывать из металла полезные ему вещи — посуду, инструменты и оружие. В процессе ковки металла он обнаружил процесс закаливания, плавки, литья и выплавки. Он также научился получать медь из руды, которой было больше, чем самородков. Позднее человек обнаружил олово и научился смешивать его с медью — получалась более твердая бронза. Приблизительно с 3500 по 1200 год до нашей эры бронза была самым важным материалом для изготовления инструментов и оружия. Этот период назван бронзовым веком.
Человек узнал о существовании железа, находя метеориты задолго до того, как он открыл, как выплавлять его из руды. К 1200 году до нашей эры человек научился обрабатывать железо, и его навыки передавались из поколения в поколение. Железо во многом заменило бронзу. Это было началом железного века.
Ко времени появления Римской империи человеку были известны семь металлов: золото, медь, серебро, свинец, олово, железо и ртуть.
Историки же относят появление пилы к бронзовому веку, когда люди научились обрабатывать металл. Возможно это и так. Главным вопросом, было строительство кораблей. Все первые корабли были деревянными. Чтобы построить корабль - нужны доски. И только доски. Из круглых стволов корабль построить невозможно. Топором из ствола доску не вытешешь, а если и вытешешь, то это очень трудоемкий процесс. Но, как мы знаем, корабли были сильно распространены в Древней Греции. Они, их флот, стал основой древнегреческой колонизации всего Средиземноморья. Греки строили много кораблей, значит, было нужно много досок. Стало быть, пилы тогда были. В Древней Греции уже вполне пользовались железным и стальным инструментом. Раз мечи и топоры были, стало быть, могли быть и пилы.
Вопрос - какие? Скорее всего, это были пилы типа ножовок, то есть просто длинные зазубренные ножи. И как вариант их развития - пилы двуручные, для разделки объёмных стволов. Как выглядели старинные лесопилки можно увидеть на старинных рисунках или в исторических фильмах. Один мужик сверху, один снизу, посередине бревно, а они его пилят. Процесс трудоемкий и однообразный. Естественно, любой однообразный процесс легче автоматизировать, и так появились первые механические лесопилки, приводившиеся в движение силой воды. Потом, очевидно, силой пара.
Но самое интересное в этом деле - появление циркулярной или дисковой пилы. В деле распила, изобретение циркулярной пилы это явление такое же важное по значимости, как изобретение колеса! Точных сведений о том, когда и где впервые появилась дисковая пила тоже нет. Однако можно предположить, что это средние века, средние или позднее средневековье, когда был настоящий взрыв всевозможных механических изобретений. Вплоть до того, как появились ручные ленточнопильные станки.
Следующим шагом в развитии «пильного» дела стала обработка металлов с помощью пил. Этому способствовали появление сверхпрочных металлов и сплавов, а также технологии закрепления алмазных резцов и абразивов на режущих поверхностях пил. Такими пилами уже давно пилят рельсы, режут другие массивные металлические объемы. Есть и большие станки, которые делают эти процессы.
Первые металлы, которые люди научились добывать и обрабатывать, были золото медь и бронза. Металлообработка осуществлялась ударными инструментами, так называемым холодным способом гибки. Для получения многих видов металлов использовали сыродутные печи. Для того, чтобы придать деталям правильную форму, древние мастера долгим упорным трудом шлифовали камнем заготовку. После чего был придуман новый метод - литье. Разъемные и неразъемные формы вырезались из дерева или камня, затем в них заливался сплав, после чего металл остывал, получалось готовое изделие.
Для изготовления фигурных изделий, использовали закрытую форму, для этого из воска вылепливали модель изделия, затем ее покрывали глиной и помещали в печь, где воск плавился, а глина повторяла точную модель. В пустоту заливали металл, после полного остывания, форма разбивалась и мастера получали изделие сложной формы.
Со временем были постигнуты новые способы работы с металлом, такие как пайка и сварка, ковка и литье.
Сегодня, появились новые технологии, которые позволяют обрабатывать металл намного быстрее. Механообработка осуществляется на токарных станках, которая позволяет получить готовое изделие с высокой точностью.
Токарная обработка является самым популярным способом. Она производится на специальных металлорежущих станках, которые настраиваются на выполнение работ из заданного вида металла. Токарные станки, на автоматическом и полуавтоматическом режиме, используют для серийного производства изделий с вращающейся формой тела.
Для металлообработки используют также станки с числовым программным управлением. Эти станки полностью автоматизированы, и основная цель оператора состоит в контроле работы, наладки оборудования, установки заготовки и снятии готового изделия.
Фрезерные работы представляет собой механический процесс по обработке металлов на универсальных фрезерных станках, требующий наличие опытного специалиста с глубокими знаниями в области металловедения и методах обработки металлов.
Для выполнения фрезерных работ высокого качества, важно использовать высокоточное оборудование. Степень фрезеровки напрямую зависит от эффективности и производительности. Поэтому неточности и погрешности в этом деле просто недопустимы.
Источники: otvet.mail.ru, potomy.ru, esperanto-plus.ru, operator-cnc.ru, www.protochka.su
.png)
