Книга: Давно ли люди гибнут за металл и как именно закалялась сталь

Медноникелевые сплавы используются для чеканки разменной монеты, а так же широко используются в современном судостроении и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за образцовой коррозионной устойчивости.

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.

Сплав меди с оловом - бронзу, предположительно, получили впервые в III тысячелетии до н.э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и возможностью применения техники литья, что делало ее пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах. Медь добывали из малахитовой руды, без применения предварительного обжига и из сульфидной руды, с его применением. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди:

2CO + (CuOH) 2CO2 (t°) → 3CO2 + 2Cu + H2O.

Достоверно известно, что добыча и выплавка меди были налажены еще в Древнем Египте, во времена фараона Рамзеса II (1300 - 1200 гг. до н. э). Древние египтяне нагнетали воздух в плавильные печи с помощью мехов, а древесный уголь получали из акации и финиковой пальмы

Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14 - 15 имеют промышленное значение. Это - халькопирит (он же медный колчедан), малахит, встречается и самородная медь. В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже - золото, серебро.

Любопытные сведения о знании древних в области металлургии, приводит Игорь Царев, в своей книге "Эзотерические знания, откуда они?": "Атланты знали какую-то загадочную "горную медь" - орихалк. Он занимал по ценности второе место в атлантском обществе, будучи дешевле лишь золота. По мнению Шпанут, это был янтарь. Однако янтарь вовсе не металл, кроме того, для янтаря у греков было специальное название "электрон".А.Г. Галанопулос и Э. Бэкон считают, что это особый сплав меди, вероятнее всего латунь. Но в предании говорится о самородном орихалке. В ответ на это они утверждают, что это была желтая медь. Но ведь медь была великолепно известна египтянам и грекам. Правда, путаница могла возникнуть при записи предания самими египтянами, ведь записано предание могло быть очень давно, в самом начале медного века в Египте. Однако, орихалк - слово греческое. Солон, вероятно, перевел какое-то египетское наименование. А уж он-то и с медью и с другими самородными металлами явно был знаком, ведь добыча самородных металлов обычно предшествует изготовлению сплавов, например бронзы, или туднообрабатываемых материалов, например, железа.

Слово "орихалк" (или орейхалк) в переводе обозначает "горная медь". Однако, древние греки словом "халка" обозначали вообще металл, так что, смысл слова "орихалк" может быть и другой - "горный металл", "горная руда". Как говорится в диалоге, орихалк во времена Платона уже не добывался, и был известен только по названию.

Орихалк не выдуман Платоном. О металле такого наименования зиял еще Гомер, упоминая о нем в гимне Афродите. Знал о нем и Гесиод. Псевдо-Аристотель (неизвестный автор, писавший "под Аристотеля", и живший, предположительно, в 4 - 3 вв. до н. э) говорит об орихалке или горной меди, как о блестящем металле, получаемом плавлением меди с добавлением какой-то земли, находимой на берегах Черного моря. Эта земля называлась "калмиа" - слово, которым впоследствии стали называть окись цинка.

Об орихалке упоминают многие античные авторы, в один голос, называя его каким-то медным сплавом. Отпадает, видимо, и вариант отождествления орихалка со сплавом золота и серебра - электреумом, (3 части золота и 1часть серебра), который, однако, не содержит меди, кроме того, он гораздо светлее орихалва, и имеет белый или слабо-желтоватый цвет.

Итак, орихалк, вероятнее всего, медный сплав, но, однако же, не оловянистая бронза. Есть гипотеза, что орихалк - это берилловая бронза, однако расчеты показывают, что для ее изготовления требуются весьма высокие температуры, недостижимые сжиганием угля (даже с применением дутья), а также наличие вакуума. Всего этого в те времена быть, конечно, не могло. Точно также недоступна была в древности и фосфористая бронза, вещество, отождествляемое с орихалком исследователями Брайонтом и Сайксом.В. Брюсов в книге "Учители учителей" выдвигал еще одну, полуфантастическую гипотезу. Он считал орихалк алюминиевой бронзой. Однако алюминий - металл, который нереально получить без помощи электролиза. Даже, в прошлом веке он был дороже золота! Основания не отвергать гипотезу Брюсова категорически появилось только сейчас. В Китае есть гробница известного полководца Чжау-Чжу (265-316 г. н. э). Ученых поразил химический состав деталей орнамента захоронения: орнамент состоял из сплава, 10% которого составляла медь, 5% магнезий и 85% алюминий!"

В древней металлургии использовалась медь, получаемая восстановительной плавкой ее руд - минералов, первоначально из окисленных, например малахита СuСОз. Сu (ОН) 2. Окисленные руды не требовали предварительного обжига по сравнению с сульфидными рудами, обжиг которых был необходим для удаления химически связанной серы.

При достаточном доступе кислорода в печи в смеси малахита с углем последний сгорает, образуя окись углерода, которая, вступая в реакцию с малахитом, восстанавливает химически связанную медь до металла (CO + СuСОз = 2СОз + Сu). Однако при избытке кислорода окись углерода окисляется до двуокиси, и восстановление меди из природного карбоната при этом не достигается.

Выдвигалось немало гипотез относительно открытия возможности получения меди путем восстановительной плавки ее руд. Некоторые ученые считают, что первым металлургическим горном явился лагерный костер. Однако чтобы восстановить руду до металлической меди, необходимы, по крайней мере, два условия: первое - температура должна быть достаточно высокой, чтобы произошло восстановление без принудительного дутья; второе - руда должна быть перемешана и покрыта углем или древесным топливом так, чтобы она находилась в восстановительной зоне пламени. Иначе восстановление до металлической меди не произойдет.

Температура древесного огня лежит около 700˚С. Для восстановления же меди из карбонатной руды - малахита требуется температура не ниже 700 - 800˚С. Поэтому, лагерный костер мог служить для этих целей только в том, случае, если он дополнительно раздувался сильным ветром. В этом случае, температура нагрева получалась достаточной для восстановительного процесса.

Проведенные недавно опыты по плавке малахита на костре, подобном лагерному, показали, что хотя при этом температура для выплавки меди доходила до нужных показателей, восстановительная способность среды для получения металла оказалась все же недостаточной.

Малахит лишь кальцинировался, превращаясь в окись меди. Выяснилось, что для выплавки меди необходимо вести процесс в изоляции от избытка кислорода воздуха: в миниатюрном обжигательном горне или же в накрытом тигле. Таким образом, гипотеза открытия металлургии меди в результате случайного попадания кусков руды в лагерный костер не отвечает действительности.

Умение древних мастеров плавить медь в виде самородков до того, как они научились получать ее плавкой руд, указывает на то, что в те времена существовали печи, в которых достигалась температура не ниже +1084˚С. Древние печи для обжига керамики, в которых температура нагрева достигала +1100˚С, были обнаружены в Тепе-Гавра (Северная Месопотамия).

Там же, равно как и в Сузах (Иран), были найдены керамические сосуды, обжиг которых был проведен при температурах в пределах 1000 - 1200˚С. То же самое показали найденные в Египте сосуды, датированные додинастическим периодом (5000 - 3400 гг. до н. э). Обжиг их был проведен при температуре 1100 - 1200˚С.

Древние мастера поэтому могли получать медь восстановительной плавкой малахитовых руд. Плавку производили в печах примитивного типа, например глиняный тигель с рудой и углем помещался в неглубокую ямку с насыпанным поверх слоем древесного угля. В этих случаях, несомненно, могла быть достигнута температура, необходимая как для восстановительной плавки руды, так и для получения расплава меди, то есть, температура не ниже +1084˚С.

В опытных плавках, проведенных в наше время, в лабораторных условиях, когда восстановление меди достигалось при существенно более низкой температуре, не выше 700 - 800˚С, она получалась лишь в губчатой форме, непригодной для непосредственного использования; полученный продукт необходимо было подвергать дополнительному нагреву в отдельном тигле для плавки.

Отсутствие химико-аналитических данных о составе древнейших металлических изделий, не подвергавшихся химическому анализу, в частности из-за плохого состояния металла, не позволяет подтвердить, что они действительно изготовлены из самородной меди. К таким изделиям относятся в первую очередь мелкие изделия из меди, обнаруженные в древнейших памятниках эпохи раннего металла в Восточной Азии.

Самым древним свидетельством использования человеком металла служат находки в докерамическом неолитическом поселении на холме Чайоню-Тепези в Юго-Восточной Анатолии, в верховьях реки Тигр. Металлические изделия были найдены в напластованиях холма, возраст которых по радиоуглероду составляет 9200+200 и 8750+250 лет до н.э. Это были проволочные булавки, четырехгранное шило, сверла, бусы и их "полуфабрикаты" из меди, а также непросветленные, но хорошо обработанные бусы. Кроме металлических бус, там же были найдены и малахитовые бусы. Было высказано предположение, что все металлические предметы изготовлены из самородной меди. Однако спектральный анализ шила показал содержание около 0,8% мышьяка, что вносит определенные сомнения о самородном происхождении меди. Остальные же предметы анализированы не были. Поселение Чайоню-Тепези расположено недалеко от богатого меднорудного месторождения в Анатолии - Эргани Маден, которое, вероятно, и являлось центром снабжения медью. Вопрос о том, какая же медь использовалась для изготовления предметов в Чайоню-Тепези, пока обсуждается.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42