Когда появилась бронза. Как ее добывали в древности
Металлы древности, в том числе Бронза, — это те металлы, которые заложили основу для развития цивилизации. Люди еще в энеолите научились изготовлять орудия труда из меди. Сначала их ковали из самородной меди. Затем стали добывать медь из руды и плавить ее для литья орудий.
Бронза — это сплав, в котором основной компонент, медь, составляет от 85% до 95%. Остальная часть состоит из олова или мышьяка, а также может включать небольшие добавки других металлов.
Олово извлекают преимущественно из руды касситерита, после чего его плавят отдельно перед добавлением в расплавленную медь для создания бронзы.
Открытие бронзы
Занимаясь этим, нельзя было не заметить черные, коричневые и красновато-коричневые куски важнейшей оловянной руды — кассиарита, или оловянного камня (Sn02). Это, а также наблюдения над свойствами медных руд, содержащих незначительные (до 2%) примеси олова, привели к важному открытию: прибавление к меди олова придает металлу улучшает его качества.
Так был изобретен первый искусственный сплав — бронза.
Читайте также:
Бронза обладает значительными преимуществами перед медью. Она имеет более низкую температуру плавления, примерно 700—900°, более высокие литейные качества, а при охлаждении обладает значительной прочностью и твердостью.
Если медное орудие в основном ковалось, то бронзовое отливалось, что имело большое значение, так как это открыло возможность массового производства орудий труда и оружия.
Бронзовый век
Этот древнейший период употребления металлов получил название бронзового века, приблизительные хронологические границы которого — начало III тыс. — I тыс. лет до н.э.
Также рекомендуем
Хотя в Британии бронзовый век начался примерно 5000 лет назад, его распространение по миру было неравномерным. Наиболее ранние бронзовые изделия, датируемые около 7000 лет назад, были обнаружены на Ближнем Востоке и в Китае, а также в некоторых районах Сербии.
Производство бронзы в древности
Открытие и применение бронзы позволило не только улучшить качество орудий труда и оружия, но и значительно их разнообразить, а главное, ускорить процесс их изготовления.
Также рекомендуем
Из бронзы делались разнообразные топоры, ножи, серпы, мотыги и т.п., а также оружие: копья, мечи (иногда длиной до 1 метра), стрелы и др.
Кроме того, бронза стала основным материалом для изготовления предметов украшения, всевозможной утвари, скульптурных произведений.
Бронза в Древнем Египте
Бронзовое литье в Древнем Египте производилось следующим образом:
- На маленьких низких кострах, в которых огонь поддерживался углем и раздувался специальными мехами, металл расплавлялся в тиглях.
- Рабы снимали их с огня при помощи эластичных тростей.
- Из тиглей расплавленный металл выливался через небольшие воронки в каменные формы для выделки орудий и оружия.
Роспись из гробницы в Фивах. XVIII династия.
Распространение металла привело к освоению ряда методов его обработки. Так, при горячей обработке применялось литье, паяние и в незначительных размерах — сварка.
Холодная обработка металла применялась при ковке, выделке листовой меди, отдельных готовых изделий, при волочении медной, золотой и свинцовой проволоки.
Также рекомендуем
Кроме того, были известны некоторые специальные приемы обработки металла, применявшиеся в зарождающемся ювелирном деле (инкрустация, скань и филигрань).
Хронология истории изобретения бронзы
Бронзовый Век
| Время | Собития |
| Около 3500 г. до н. э. | В долине Тигра и Евфрата в Западной Азии появились первые свидетельства использования бронзы древними шумерами. По одной из теорий, бронза могла быть случайно открыта, когда для разведения огня использовались породы, богатые медью и оловом.
При нагревании этих камней металлы плавились и смешивались. В Месопотамии наблюдался рост использования различных металлов, таких как золото и серебро, помимо меди и свинца. Считается, что в это время в регионе начала активно использоваться бронза. |
| Ранний бронзовый век (3300-2100 гг. до н. э.) | В бронзовом веке использовались две основные формы бронзы: «классическая бронза» с 10% олова, применявшаяся для литья, и «мягкая бронза» с 6% олова, которую ковали в листы.
Оружие обычно отливали из классической бронзы, а доспехи и шлемы выковывали из мягкой. |
| Около 3000 г. до н. э. | Производство бронзы распространилось из Месопотамии в Персию, где она использовалась для создания оружия, украшений и деталей для колесниц.
Один из самых ранних датированных бронзовых предметов — нож, найденный в китайской провинции Ганьсу. В этот период на Крите и в Западном Средиземноморье бронзу часто изготавливали с использованием мышьяка, что приводило к отравлению кузнецов. В конечном итоге мышьяк был заменен на более редкое олово. |
| Около 2500 г. до н. э. | Олово стало основным компонентом для производства бронзы. Литейные технологии развивались, позволяя создавать статуи в человеческий рост и мелкие восковые фигурки. |
| Средний бронзовый век (2100-1550 гг. до н. э.) | Период характеризуется широким внедрением бронзовых сплавов (медь + олово) для производства оружия, сельскохозяйственных орудий и инструментов. Развитие литейных форм, стандартизация изделий, появление специализированных ремесленных центров. |
| Около 2000 г. до н. э. | Производство бронзы стало более распространенным в Египте и Китае. Первые формы для литья делались из песка, но со временем их начали изготавливать из камня и глины. |
| Поздний бронзовый век (1550-1200 гг. до н. э.) | Бронзовый век завершился примерно в конце первого тысячелетия до н. э. |
Железный Век, Современность
| Время | Собития |
| Около 800 г. до н. э. | Железные сплавы, хотя и подверженные коррозии, начали вытеснять бронзу благодаря своей распространенности и легкости обработки.
Бронза, однако, оставалась популярной в судостроении из-за своей устойчивости к коррозии. |
| Около 700 г. до н. э. | Бронзовый век окончательно сменился железным. |
| 9-й век н. э. | В Китае был открыт порох, и бронза начала использоваться в огнестрельном оружии.
Эта технология распространилась в Европе в 13-м веке благодаря низкому трению бронзы. |
| 1904 г. н. э. | Бронза стала использоваться для изготовления медалей. В 1904 году на Олимпийских играх в Сент-Луисе бронзовые медали начали вручать за третье место. |
| Современность | Сегодня бронза широко используется в различных сферах повседневной жизни. |
Читайте также:
Разделение ремёсел и торговли
Добывание металла из руды и отливка предметов из меди и бронзы требовали производственной специализации. А распространение изделий — определенных форм обмена. В странах Древнего Востока это рано привело к выделению ремесла и торговли.
В Европе в то время еще существовал первобытнообщинный строй. Этот процесс общественного разделения труда не мог не привести к подобным же, хотя и более ограниченным, результатам.
Однако бронза являлась слишком редким и дорогим материалом. Поэтому после ее появления основные орудия труда по-прежнему были каменными и деревянными. Она шла главным образом на оружие и украшения.
Говоря об этом, Ф. Энгельс подчеркивал, что «медь и олово, и выплавляемая из них бронза, были важнейшими металлами: бронза давала пригодные орудия и оружие, но не могла вытеснить каменные орудия; это было под силу только железу, а добывать железо еще не умели».
(К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 293)
Где используется бронза в наши дни?
- Алюминиевая бронза. Она благодаря своей высокой твердости, находит широкое применение в производстве пружин, подшипников и втулок, особенно в автомобильных коробках передач и малых электродвигателях.
- Фосфористая бронза (содержащая 2,5–10% олова и до 1% фосфора). Она идеально подходит для точных пружин и подшипников.
В отличие от нержавеющей стали, бронза не искрит при ударе о твердые поверхности. Это делает её безопасной для использования в инструментах. К примеру, таких как молотки и киянки, в условиях с легковоспламеняющимися парами, например, на нефтяных платформах.
Современные виды бронзы
- Оловянная бронза — классическая бронза бронзового века; медь + олово. Отличается высокой прочностью и износостойкостью, использовалась для оружия, инструментов, скульптур.
- Алюминиевая бронза — медь + алюминий. Обладает высокой коррозионной стойкостью, применяется в машиностроении, судостроении.
- Кремнистая бронза — медь + кремний. Хорошая упругость и износостойкость, используется для пружин, электрических контактов.
- Бериллиевая бронза — медь + бериллий. Очень твёрдая и упругая, применяется в электронике, авиации.
- Свинцовая бронза — медь + свинец. Отличается хорошими антифрикционными свойствами, используется в подшипниках.
- Фосфористая бронза — медь + фосфор. Повышенная твёрдость и износостойкость, применяется в электротехнике.
- Колокольная бронза — специальный сплав меди и олова для музыкальных инструментов (колокола, гонги).
- Пушечная бронза — разновидность оловянной бронзы, использовавшаяся для отливки пушек благодаря прочности и устойчивости к коррозии.
Читайте также:
| Механические свойства | Хим. состав, % |
|---|---|
| Оловянная бронза — оружие, литье, 1 тип | Cu 88–90, Sn 10–12 |
| Оловянная бронза — топоры, литье, твердые орудия, 2 тип | Cu 85–88, Sn 12–15 |
| Оловянно‑сурьмяная бронза — твердые орудия, украшения, ковка | Cu 80–90, Sn 5–12, Sb 1–8 |
| Свинцовая бронза — украшения, литье | Cu 60–85, Pb 15–30 |
| Свинцово‑сурьмяная бронза — украшения, литье | Cu 75–85, Pb 10–15, Sb 1–10 |
Фосфористая бронза также используется для изготовления судовых гребных винтов. Примером можно назвать 130-тонный винт грузового судна Emma Maersk. Его выполнили из цельного куска бронзы, состоящей из меди, алюминия, никеля, железа и марганца.
Нельзя не упомянуть и о традиционном использовании бронзы в музыкальных инструментах. Этот материал предпочитают для колоколов и тарелок. Бронза также применяется в обмотках струнных инструментов, таких как гитары, клавесины и фортепиано. В некоторых случаях фосфористая бронза используется при изготовлении саксофонов.
Рекомендуем также:
А как вам украшения бронзовые. Тогда еще о золоте и не мечтали