(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Бронза

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 23-05-2014

Метки: , , , , , ,

Открытие металлургии оказало самое благотворное влияние на развитие множества технологий, которые можно назвать базовыми, основополагающими в истории цивилизации. В самом деле, можно вспахать поле и деревянной сохой, но гораздо эффективней сделать это металлическим плугом. Можно вытесать из древесного ствола доску и каменным топором, но металлические орудия значительно облегчают эту тяжелую работу. А как представить себе дом, построенный без единого гвоздя, или боевое оружие, изготовленное только из дерева?

Другое дело – какой это был металл. Медь обладает прекрасной пластичностью, устойчива к коррозии, медные изделия долговечны и прекрасно выглядят. Но в то же время медь плавится при высокой температуре, значит, для ее выплавки нужна специальная печь. Медные орудия труда быстро приходят в негодность – ножи и лемехи притупляются, молоты деформируются, заступы и рычаги гнутся. Выход очевиден, нужно заменить медь более легкоплавким и прочным металлом. Это и произошло в конце четвертого тысячелетия до нашей эры, когда в Месопотамии была изобретена бронза – первый в истории человечества сплав разнородных металлов.

Бронза — сплав меди с оловом, свинцом, алюминием, бериллом или иным металлом. При этом основой сплава является медь, а другие металлы используются в качестве добавок. В зависимости от применяемой добавки бронзу называют оловянистой, алюминиевой, бериллиевой и так далее. А сплав меди с цинком называется уже не бронзой, а латунью. Латунь обладает иными свойствами, чем бронза. Если бронза тверже меди, то латунь мягче, пластичней. Отсюда и применения этих сплавов. Бронза используется там, где нужна прочность, латунь – где нужна пластичность.

Первая бронза изготовлялась из меди, олова и свинца. Применение в сплаве других металлов позволило упростить технологию производства металла и, как следствие, сделать металлические орудия более доступными. Повсеместное распространение бронзовых орудий труда заняло два тысячелетия и длилось, по крайней мере, до конца первого тысячелетия до нашей эры. Эта эпоха была настолько важна для развития мировой цивилизации, что получила название «бронзовый век». Именно благодаря изобретению бронзы первобытные сообщества, существовавшие на территории современной Индии и Китая, превратились в древние государства.

Каждое новое открытие можно сравнить со ступеньками лестницы, ведущей к вершине развития человеческого общества. Первые орудия труда были изготовлены путем изменения формы того или иного предмета. Например, каменный топор – это обтесанный булыжник. Деревянное копье – заточенный ствол тонкого деревца. Лук – обработанный деревянный хлыст с натянутой на его концы тетивой.

Следующая ступень — медные орудия труда, которые изготовлялись путем изменения физического состояния металла. Содержащаяся в колчедане медь выплавляется из руды, затем расплавленный металл заливается в форму и остужается. Таким образом, медь переходит из твердого состояния в жидкое, а затем снова переводится в твердое состояние. При этом металлическому слитку можно придать любую форму – клинка, наконечника копья, чаши. Остывший металлический предмет подвергают механической обработке, спиливают заусенцы и неровности, затачивают рабочую поверхность лезвия или полируют стенки металлической чаши.

Примерно то же самое происходит и с глиной. Ее размачивают, увеличивая пластичность, вылепляют из глины какой-либо предмет (например, кухонный горшок), а затем обжигают, придавая глине твердость и прочность. При этом частицы глины спекаются между собой, и пластичный природный материал приобретает новые качества.

И в том, и в другом случае речь идет об изменении физического состояния природного материала. Бронза же — материал, которого в природе не существует. Отдельно медь, олово и свинец обладают совершенно различными свойствами. Свинец очень пластичен, тяжел и плавится при относительно небольшой температуре. Олово прочней, легче  и обладает большей тугоплавкостью. Медь относительно прочна, плавится при высокой температуре. Но соединенные в сплаве эти металлы приобретают совсем другие свойства.

По сути, бронзовый сплав – первый в истории человечества искусственный материал. Взяв за основу хорошо известные металлы, древний ремесленник изготовил то, что никогда ранее не видел и о свойствах чего не мог даже догадываться (раз не видел). Скорее всего, изобретение бронзы произошло случайным опытным путем. Неудовлетворенный мягкостью и тугоплавкостью меди, металлург древней Месопотамии решил проверить, что будет с разными металлами, если их соединить в одной печи. А может, сплав получился сам по себе, когда в тигель с расплавленной медью по ошибке влили расплавленный свинец.

В пользу случайности изобретения бронзы говорит тот факт, что на протяжении двух тысячелетий бронзовые предметы появились в обиходе сообществ, которые никак не могли общаться между собой – например, в древних государствах Азии и в Южной Америке. Как бы там ни было, но бронза стала первым и далеко не последним искусственным материалом, изобретенным по воле счастливого стечения обстоятельств и по причине возникшей в этом материале потребности.

Из некоторых областей применения бронза вытеснила медь, в других областях – ее дополнила. Орудия труда и оружие стали изготовлять не из меди, а из более твердой бронзы. Посуда же и предметы искусства остались медными. Бронзовые предметы не имеют такого эффектного вида, как предметы из меди. В силу своих свойств бронза быстро окисляется и покрывается тусклым слоем окисла – патиной. Медь тоже окисляется, но слой медного окисла светлей и легко очищается. На парусных судах, на которых детали оснастки изготавливались из меди, для приведения корабля в парадный вид металлические кнехты, колокол (на «морском» языке – рынду) и другие медные части было принято начищать до блеска. Этот обычай сохранился до сих пор, правда, медных деталей на современных кораблях заметно меньше, и вместо «надраивания» кнехтов их просто окрашивают свежей краской.

Кстати, в кораблестроении медь бронзе свое место не уступила. Кроме оснастки, медь применялась для крепления досок обшивки корпуса корабля к шпангоутам – поперечным ребрам, придающим корпусу судна форму. То есть корабельные гвозди были медными, поскольку медь не поддается коррозии в соленой морской воде.

И все же со временем бронза, как основной материал для изготовления металлических орудий труда, утратила свое значение. С открытием железа и изобретением высокопрочных сплавов – разного рода сталей – бронза отошла на второй план. В качестве материала для изготовления украшений она уже не годилась, поскольку эстетические вкусы человеческого сообщества изменились в пользу драгоценных металлов – золота и серебра. Какими-либо особыми физическими качествами, как, например, легкоплавкие свинец и олово, медные сплавы тоже не обладали. Поэтому им остались «незначительные роли».

Где и как бронза применяется сегодня? В области искусства – раз. Для изготовления предметов парадной символики (тоже, кстати, вид прикладного искусства) – два. В различных технических устройствах – три. Легко пересчитать по пальцам. Между тем, современные города украшены бронзовыми памятниками и монументами. Скульптура из бронзы ценится не меньше, чем скульптура из благородного мрамора. Покрывающая поверхность бронзового изваяния патина — лучшее доказательство древности скульптуры. Прикасаясь к прохладным скульптурам, украшающим улицы Москвы, Санкт-Петербурга, десятков российских городов, мы чувствуем дыхание истории. Даже сам медный всадник – памятник Петру Первому – вовсе не медный. Он — бронзовый.

Ни одна церемония награждения государственными, церковными или спортивными наградами не обходится без бронзовых медалей. Сама по себе бронза ценности не представляет. Это не золото или серебро, предмет из которого можно переплавить в слиток и не потерять при этом в стоимости (если речь, конечно, не идет о предметах исторических или представляющих культурную ценность). Но бронза была и остается символом благородства и гордой скромности. Бронзовая медаль третья по достоинству, после серебряной и золотой. И, тем не менее, это медаль. Знак благодарности и знак особой почести.

А что касается техники, то бронзу можно обнаружить повсюду. Из нее изготовляются подшипники трения – бронзовые втулки, обладающие малым коэффициентом трения, поскольку бронза, как и медь, хорошо притирается к поверхности, образуя едва ли ни идеальную пару с сопрягаемой деталью. К тому же бронзовые втулки достаточно долговечны, медь в подшипниках трения длительное время эксплуатации вряд ли выдержит. В двигателе любого автомобиля содержится добрый килограмм бронзовых втулок. А в ходовой части – еще столько же.

Вот и выходит – шесть тысяч лет бронзе, а заменить ее до сих пор не чем.




Комментарии:

Один комментарий к “Бронза”


  1. Вот отличный сайт про олово http://olovorona.ru/

Оставить комментарий

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru