ارائه شیمی

با موضوع:

هفت فلز ماقبل تاریخ

• سازندگان
• اهداف و مقاصد مطالعه
• نقل قول در مورد موضوع تحقیق
• معرفی
• طلا
• نقره
• فلز مس
• اهن
• سیاره تیر
• قلع
• رهبری
• کتابشناسی - فهرست کتب

سازندگان

• واسیلیف اوگنی
• کاتسین اولگ

اهداف و مقاصد مطالعه

• عصر آشنایی با 7 فلز دوران باستان را کاوش کنید
• طبقه بندی دوره باستان
• بررسی خصوصیات فلزات مختلف

نقل قول در مورد موضوع تحقیق

• قانون تناوبی و جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I. مندلیف اساس شیمی مدرن است. آنها به چنین قوانین علمی اشاره می کنند که منعکس کننده پدیده هایی هستند که در طبیعت وجود دارند و بنابراین هرگز اهمیت خود را از دست نخواهند داد.
• کشف آنها در کل دوره تاریخ توسعه شیمی آماده شد، اما نبوغ D.I. مندلیف، استعداد آینده نگری علمی او، لازم بود تا این الگوها فرموله شوند و به صورت گرافیکی در قالب یک جدول ارائه شوند.

• المپیودر(قرن ششم)، فیلسوف و منجم یونانی، استاد مکتب اسکندریه. او 7 سیاره باستانی را با 7 فلز مرتبط کرد و نام این فلزات را با نمادهای سیاره ای (طلا-خورشید، نقره-ماه، عطارد-عطارد، مس-زهره، آهن-مریخ، قلع-مشتری، سرب-زحل) معرفی کرد.
• اصطلاح "فلز" از کلمه یونانی metallon (از metalleuo - حفاری، استخراج از زمین) گرفته شده است. بر اساس ایده های کیمیاگری، فلزات تحت تأثیر پرتوهای سیارات از روده های زمین سرچشمه می گیرند و به تدریج بسیار آرام بهبود می یابند و به نقره و طلا تبدیل می شوند. کیمیاگران معتقد بودند که فلزات مواد پیچیده ای هستند که از "شروع فلز" (جیوه) و "شروع اشتعال پذیری" (گوگرد) تشکیل شده است.

معرفی

طلا(لات. Aurum)

• طلا عنصر کمیاب است، محتوای آن در پوسته زمین تنها 4.310 -7٪ است. در طبیعت، طلا تقریباً همیشه به شکل خالص خود یافت می‌شود: به صورت تکه‌ها یا به شکل دانه‌های ریز و تکه‌های فرو رفته در سنگ‌های سخت یا پراکنده در ماسه‌های حاوی طلا. امروزه منبع اصلی طلا سنگ معدن است که در هر تن سنگ ضایعات تنها چند گرم فلز گرانبها وجود دارد.
• طلا همچنین به عنوان یک محصول جانبی در طی فرآوری سنگ معدن چند فلزی و مس استخراج می شود. همچنین در آب دریا یافت می شود - در غلظت های بسیار کم.
• در ذهن کیمیاگران، طلا "پادشاه فلزات" در نظر گرفته می شد. دلیل این امر بدیهی است که ظاهر تماشایی، درخشش مداوم و مقاومت در برابر عمل اکثریت قریب به اتفاق معرف ها است. هنگامی که طلا گرم می شود، با اکسیژن، هیدروژن، کربن، نیتروژن، قلیاها و اکثر اسیدها واکنش نشان نمی دهد. طلا فقط در آب کلر، مخلوطی از اسیدهای کلریدریک و نیتریک (آکوا رژیا)، در محلول‌های سیانیدهای فلز قلیایی دمیده شده با هوا و همچنین در جیوه حل می‌شود.
• در جواهرات و محصولات فنی از طلای خالص استفاده نمی شود، بلکه از آلیاژهای آن بیشتر با مس و نقره استفاده می شود، اما آلیاژهای آن اغلب با مس و نقره است. طلای خالص فلزی است که خیلی نرم است، ناخن روی آن اثری به جا می گذارد و مقاومت در برابر سایش آن کم است. علامت مشخصه روی محصولات طلای تولید داخل به معنای محتوای طلا در آلیاژ در هر هزار قسمت وزنی است.

قطعه طلا "Mephistopheles" به وزن 20.25 گرم که در سیبری یافت شد. صندوق الماس مسکو.

نقره(لات. Argentum)

• نقره یک فلز گرانبها است که از زمان های قدیم شناخته شده است. مردم حتی قبل از اینکه یاد بگیرند فلزات را از سنگ معدن ذوب کنند، قطعات نقره را پیدا کردند. نقره در سیاره ما تقریباً خالص، بومی و به شکل ترکیباتی (به عنوان مثال Ag 2 S، Ag 3 SbS 3 و غیره) یافت می شود. در زمین 20 برابر بیشتر از این عنصر وجود دارد. طلا، - تقریباً 7×10 -6٪ از جرم پوسته زمین، اما به طور قابل توجهی کمتر از فلز مس.
• نقره خالص یک فلز سفید براق و بسیار نرم است و از نظر چکش خواری پس از طلا در رتبه دوم قرار دارد. گرما و الکتریسیته را بهتر از همه فلزات هدایت می کند.
• مانند سایر فلزات نجیب، نقره با مقاومت شیمیایی بالا مشخص می شود. نقره هیدروژن را از محلول اسیدهای معمولی جابجا نمی کند، در هوای تمیز و خشک تغییر نمی کند، اما اگر هوا حاوی سولفید هیدروژن و سایر ترکیبات فرار باشد. گوگرد، نقره تیره می شود. اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ به آرامی با نقره واکنش داده و آن را حل می کنند.
• برمید نقره (به میزان کمتر و سایر هالیدها) برای صنایع عکاسی و فیلمسازی به عنوان مهمترین جزء فیلمهای حساس به نور بسیار مهم است.
• با کاهش ذخایر این فلز در جهان، آنها در تلاشند تا جای ممکن نقره را جایگزین کنند. برای این کار، فن‌آوران شیمی به دنبال فرمول‌بندی‌هایی از فیلم‌ها و مواد عکاسی حساس به نور بدون نقره هستند. آلیاژهای نیکل مانند نقره برای ساخت سکه، ظروف غذاخوری و اشیاء هنری استفاده می شود.

فلز مس(لات. Cuprum)

• مس در بیش از 170 ماده معدنی یافت می شود که تنها 17 مورد آن برای صنعت مهم است.مس بومی نیز گاهی اوقات یافت می شود. محتوای مس در پوسته زمین 4.7 × 10 -3 درصد جرمی است.
• بلوک های سنگی هرم خئوپس با ابزار مسی پردازش شد. یک دوره کامل از تاریخ بشر را عصر مس می نامند.
• مس خالص یک فلز چسبناک و چسبناک به رنگ قرمز است؛ وقتی شکسته شود، صورتی است؛ در لایه های بسیار نازک، وقتی در معرض نور قرار می گیرد، مس به رنگ آبی مایل به سبز به نظر می رسد. در ترکیبات، مس معمولاً حالت های اکسیداسیون +1 و +2 را نشان می دهد و چند ترکیب مس سه ظرفیتی نیز شناخته شده است.
• فلز مس نسبتاً کمی فعال است. در هوای خشک و اکسیژن در شرایط عادی، مس اکسید نمی شود. به راحتی با آن واکنش نشان می دهد هالوژن، گوگرد، سلنیوم. اما با هیدروژن، کربن و نیتروژنمس حتی در دماهای بالا واکنش نشان نمی دهد.
• مس برای مهندسی برق بسیار مهم است. از نظر هدایت الکتریکی، مس در میان تمام فلزات - بعد از نقره - در رتبه دوم قرار دارد. با این حال، امروزه، در سراسر جهان، سیم‌های برق، که قبلاً تقریباً نیمی از مس ذوب شده را تشکیل می‌داد، به طور فزاینده‌ای از آلومینیوم ساخته می‌شوند. جریان را به خوبی هدایت می کند، اما سبک تر و در دسترس تر است.
• اغلب مس به شکل سولفات پنتا هیدرات - سولفات مس به خاک اضافه می شود. در مقادیر قابل توجهی سمی است. در دوزهای کم، مس برای همه موجودات زنده کاملا ضروری است.

ماهیتابه مسی، حدود 3000 سال قبل از میلاد.

"سوار برنزی". سن پترزبورگ

اهن(لات. Ferrum)

• آهن را می توان فلز اصلی زمان ما نامید. این عنصر شیمیایی به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. با این وجود، دانشمندان نمی دانند چه زمانی و توسط چه کسی آهن کشف شده است: خیلی وقت پیش بود. انسان در آغاز هزاره اول قبل از میلاد شروع به استفاده از محصولات آهن کرد. عصر برنز با عصر آهن جایگزین شد. متالورژی آهن در اروپا و آسیا در قرون 9-7 شروع به توسعه کرد. قبل از میلاد مسیح.
• اولین آهنی که به دست انسان افتاد احتمالاً منشأ غیر زمینی داشت. سالانه بیش از هزار شهاب سنگ به زمین سقوط می کند که برخی از آنها آهن هستند که عمدتاً از آهن نیکل تشکیل شده است. بزرگترین شهاب سنگ آهنی کشف شده حدود 60 تن وزن دارد که در سال 1920 در جنوب غربی آفریقا پیدا شد. آهن "بهشتی" دارای یک ویژگی مهم تکنولوژیکی است: هنگامی که گرم می شود، این فلز را نمی توان جعل کرد؛ فقط آهن شهاب سنگ سرد را می توان جعل کرد. سلاح های ساخته شده از فلز "بهشتی" برای قرن ها بسیار کمیاب و گرانبها باقی ماندند.
• آهن یک فلز جنگ است، اما در عین حال مهمترین فلز برای فناوری صلح آمیز است. دانشمندان بر این باورند که هسته زمین از آهن تشکیل شده است و به طور کلی یکی از رایج ترین عناصر روی زمین است. در ماه، آهن به مقدار زیاد در حالت دو ظرفیتی یافت می شود و بومی است. آهن به همان شکل روی زمین وجود داشت تا اینکه جو کاهنده آن با یک اتمسفر اکسید کننده و اکسیژن جایگزین شد. حتی در دوران باستان، یک پدیده قابل توجه کشف شد - خواص مغناطیسی آهن، که با ویژگی های ساختاری پوسته الکترونی اتم آهن توضیح داده می شود. در زمان های قدیم، آهن ارزش زیادی داشت.
• بخش عمده آهن در ذخایری یافت می شود که می توانند به صورت صنعتی توسعه یابند. از نظر ذخایر در پوسته زمین، آهن پس از اکسیژن، سیلیکون و آلومینیوم در بین تمام عناصر در رتبه چهارم قرار دارد. آهن بسیار بیشتری در هسته سیاره وجود دارد. اما این سخت افزار در دسترس نیست و بعید است در آینده قابل پیش بینی در دسترس قرار گیرد. بیشتر آهن - 72.4٪ - در مگنتیت است. بزرگترین ذخایر سنگ آهن در اتحاد جماهیر شوروی عبارتند از: ناهنجاری مغناطیسی کورسک، ذخایر سنگ آهن Krivoy Rog، در اورال (کوه های Magnitnaya، Vysokaya، Blagodat)، در قزاقستان - ذخایر Sokolovskoye و Sarbaiskoye.
• آهن یک فلز براق نقره ای سفید است که پردازش آن آسان است: برش، آهنگری، نورد، مهر زنی.

اشیاء باستانی ساخته شده از آهن، برنز،

مس های مربوط به سال 1300 قبل از میلاد مسیح.

سیاره تیر(لات. Hydrargyrum)

در مقبره های مصری 1500 سال قبل از میلاد ساخته شده است. محصولات ساخته شده از آهن، سرب، قلع و جیوه نیز یافت شد. آهن در آن روزگار چند برابر طلا ارزش داشت. در مقبره فرعون توت عنخ آمون (قرن چهاردهم قبل از میلاد) فقط چند شی آهنی یافت شد: تیغه های کوچک، تکیه گاه سر، حرز و خنجر کوچک.

• جیوه یک عنصر نادر و پراکنده است که محتوای آن تقریباً 4.5 × 10 -6٪ از جرم پوسته زمین است. با این وجود، جیوه از زمان های قدیم شناخته شده است.
• جیوه یک فلز سنگین (با چگالی 13.52 گرم بر سانتی‌متر مکعب) نقره‌ای-سفید، تنها فلزی است که در شرایط عادی مایع است. جیوه در 38.9- درجه سانتی گراد جامد می شود و در +357.25 درجه سانتی گراد می جوشد. هنگامی که گرم می شود، جیوه به شدت منبسط می شود (تنها 1.5 برابر کمتر از آب)، جریان الکتریکی را هدایت می کند و گرما را ضعیف می کند - 50 برابر بدتر نقره
• مانند فلزات نجیب، جیوه در هوا تغییر نمی کند، توسط اکسیژن اکسید نمی شود و با سایر اجزای جو واکنش نمی دهد. با هالوژن هاجیوه راحت تر از اکسیژن واکنش نشان می دهد. با اسید نیتریک، و هنگامی که حرارت داده می شود، با اسید سولفوریک تعامل می کند. در یک ترکیب، جیوه همیشه دو ظرفیتی است.
• ترکیبات جیوه بسیار سمی هستند. کار با آنها به احتیاط کمتری از کار با جیوه نیاز ندارد.
• در صنعت و فناوری، جیوه به طور گسترده و متنوعی استفاده می شود. هر کدام از ما یک دماسنج جیوه ای در دست داشتیم. جیوه همچنین در دستگاه های دیگر - فشارسنج ها، جریان سنج ها - کار می کند. کاتدهای جیوه در تولید کلر و سود سوزآور مهم هستند. قلیاییو فلزات قلیایی خاکی، یکسو کننده های AC جیوه و لامپ های جیوه ای شناخته شده اند.

قلع(لات. Stannum)

ناقوس برنزی، اواسط هزاره دوم قبل از میلاد. ه.

• قلع یکی از فلزات، از زمان های قدیم برای مردم شناخته شده است. آلیاژ قلع با فلز مس- برنز - برای اولین بار بیش از 4000 سال پیش به دست آمد. برنز امروزه آلیاژ اصلی قلع باقی مانده است. قلع عنصری با فراوانی متوسط ​​است که در طبیعت در 24 ماده معدنی یافت می شود که 2 مورد از آنها - کاسیتیت و استنین - دارای اهمیت صنعتی هستند.
• قلع فلزی نسبتاً انعطاف پذیر به رنگ سفید نقره ای است که در دمای 231.9 درجه سانتیگراد ذوب می شود و در دمای 2270 درجه سانتیگراد می جوشد. این در دو تغییر آلوتروپیک وجود دارد - قلع آلفا و بتا.
• در دمای اتاق، قلع معمولاً به شکل بتا وجود دارد. این همان قلع سفید معروف است - فلزی آشنا و آشنا که قبلاً از آن سربازان قلع ریخته می شد، ظروف ساخته می شد و هنوز هم برای پوشاندن داخل قوطی های حلبی استفاده می شود. در دماهای زیر 13.2+ درجه سانتی گراد، پودر ریز کریستالی آلفا قلع خاکستری پایدارتر است. فرآیند تبدیل قلع سفید به خاکستری سریعترین زمان در -33 درجه سانتیگراد رخ می دهد. این دگرگونی به طور مجازی «طاعون قلع» نامیده شد. در گذشته، اغلب منجر به عواقب چشمگیری شده است.
• مقاومت شیمیایی قلع بسیار بالا است. در دماهای تا 100 درجه سانتیگراد، عملاً توسط اکسیژن اتمسفر اکسید نمی شود - فقط سطح آن با یک فیلم نازک اکسید از ترکیب SnO2 پوشیده شده است. قلع و اسید نیتریک را حتی رقیق شده و در سرما حل می کند.
• بیشتر قلع در تولید لحیم و آلیاژ، عمدتاً برای چاپ و یاتاقان استفاده می شود.

رهبری(لات. Plumbum)

• سرب فلزی نرم و سنگین خاکستری متمایل به آبی است و فلزی غیرآهنی است.
• محتوای سرب در پوسته زمین 1.6×10-3 درصد جرمی است. سرب بومی بسیار نادر است. سرب اغلب به شکل سولفید PbS وجود دارد. این ماده معدنی شکننده، براق و خاکستری گالن یا درخشش سربی نامیده می شود.
• سرب در دمای 327.4 درجه سانتیگراد ذوب می شود و در 1725 درجه سانتیگراد می جوشد. چگالی آن 11.34 گرم بر سانتی متر است. سرب فلزی نرم و انعطاف پذیر است: می توان آن را با چاقو برش داد یا با ناخن خراشید.
• در هوا به سرعت با یک لایه نازک از اکسید PbO پوشیده می شود. اسیدهای کلریدریک و سولفوریک رقیق تقریباً تأثیری بر سرب ندارند، اما در اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ حل می شوند. از اواسط قرن 14. گلوله های سلاح گرم در قرن پانزدهم از سرب ریخته می شد. گوتنبرگ در آلمان آلیاژ چاپ معروف آنتیموان، سرب و قلع یا هارت را تهیه کرد و اساس چاپ را گذاشت.
• سرب کم ذوب، آسان برای پردازش، امروزه به طور گسترده ای استفاده می شود. سرب اشعه ایکس و تشعشعات رادیواکتیو را به خوبی جذب می کند

تبر - تبر ساخته شده از برنز، هزاره دوم قبل از میلاد. ه.

کتابشناسی - فهرست کتب

• کریتسمن V.A.، استانزو V.V. فرهنگ لغت دایره المعارف یک شیمیدان جوان 1982
• دیبروف I.A. شیمی معدنی SPb.: انتشارات. "آهو آیش"، 2001* .
• کتاب مرجع کوتاه مقادیر فیزیکی و شیمیایی / ویرایش شده توسط K.P. Mishchenko A.A. راودلیا. L.: شیمی، 1999 *.
• Neugebauer O. علوم دقیق در دوران باستان. - م.: "علم"، 1968.

"هفت فلز با توجه به تعداد هفت سیاره توسط نور ایجاد شد" - این آیات ساده حاوی یکی از مهم ترین فرضیه های کیمیاگری قرون وسطی است. در دوران باستان و در قرون وسطی، تنها هفت فلز و به همین تعداد اجرام آسمانی شناخته شده بود (خورشید، ماه و پنج سیاره، بدون احتساب زمین). به گفته مشاهیر علم آن زمان، تنها احمق ها و نادانان می توانستند عمیق ترین الگوی فلسفی را در این امر ببینند. نظریه کیمیاگری هماهنگ بیان کرد که طلا در آسمان توسط خورشید نشان داده می شود، نقره ماه معمولی است، مس بدون شک به زهره مربوط می شود، آهن توسط مریخ مشخص می شود، جیوه مربوط به عطارد، قلع با مشتری، سرب به زحل است. تا قرن هفدهم، فلزات در ادبیات با نمادهای مربوطه مشخص می شدند.

شکل 1 - علائم کیمیاگری فلزات و سیارات

در حال حاضر بیش از 80 فلز شناخته شده است که بیشتر آنها در فناوری مورد استفاده قرار می گیرند.

از سال 1814، به پیشنهاد برزلیوس شیمیدان سوئدی، از علائم الفبایی برای تعیین فلزات استفاده شده است.

اولین فلزی که انسان فرا گرفت طلا بود. قدیمی ترین چیزهای ساخته شده از این فلز تقریباً 8 هزار سال پیش در مصر ساخته شده است. در اروپا، 6 هزار سال پیش، تراسیایی ها که در قلمروی از دانوب تا دنیپر زندگی می کردند، اولین کسانی بودند که جواهرات و اسلحه ها را از طلا و برنز ساختند.

مورخان سه مرحله را در رشد بشر تشخیص می دهند: عصر حجر، عصر برنز و عصر آهن.

در 3 هزار ق.م. مردم شروع به استفاده گسترده از فلزات در فعالیت های اقتصادی خود کردند. گذار از ابزار سنگی به ابزار فلزی در تاریخ بشر اهمیت زیادی داشت. شاید هیچ کشف دیگری به چنین تغییرات اجتماعی مهمی منجر نشده باشد.

اولین فلزی که فراگیر شد مس بود (شکل 2).

شکل 2 - نقشه شماتیک توزیع سرزمینی و زمانی فلزات در اوراسیا و شمال آفریقا

نقشه به وضوح محل قدیمی ترین یافته های محصولات فلزی را نشان می دهد. تقریباً تمام آثار شناخته شده مربوط به دوره پایانی هزاره نهم تا ششم قبل از میلاد است. (یعنی قبل از اینکه فرهنگ نوع اوروک به طور گسترده در بین النهرین گسترش یابد)، تنها از سه دوجین بنای تاریخی پراکنده در قلمرو وسیعی به مساحت 1 میلیون کیلومتر مربع آمده است. حدود 230 نمونه کوچک از اینجا به دست آمد که 2/3 آن متعلق به دو سکونتگاه نوسنگی پیش از سرامیک - چاینو و آشیکلی است.

اجداد ما که به طور مداوم به دنبال سنگ های مورد نیاز خود بودند، احتمالاً در دوران باستان به قطعات مس بومی سبز مایل به قرمز یا خاکستری متمایل به سبز توجه می کردند. در صخره‌های کرانه‌ها و صخره‌ها با پیریت‌های مس، زرق و برق مس و سنگ مس قرمز (کوپریت) برخورد کردند. در ابتدا مردم از آنها به عنوان سنگ های معمولی استفاده می کردند و بر اساس آن آنها را فرآوری می کردند. آنها به زودی دریافتند که وقتی مس با ضربات چکش سنگی درمان می شود، سختی آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و برای ساخت ابزار مناسب می شود. بنابراین، تکنیک های سرد کاری فلز یا آهنگری اولیه مورد استفاده قرار گرفت.

سپس یک کشف مهم دیگر انجام شد - یک قطعه مس بومی یا سنگ سطحی حاوی فلز، که در آتش آتش می‌افتد، ویژگی‌های جدیدی را نشان می‌دهد که مشخصه سنگ نیست: از گرمایش قوی، فلز ذوب می‌شود و با سرد شدن، شکل جدیدی به دست می‌آورد. اگر قالب به صورت مصنوعی ساخته می شد، محصول مورد نیاز فرد به دست می آمد. صنعتگران قدیم از این خاصیت مس ابتدا برای ریخته گری جواهرات و سپس برای تولید ابزار مسی استفاده می کردند. اینگونه متالورژی متولد شد. ذوب در کوره‌های مخصوص با دمای بالا، که طراحی کمی تغییر یافته از کوره‌های سفالگری بود، به خوبی برای مردم شناخته شده بود، انجام شد (شکل 3).

شکل 3 - ذوب فلز در مصر باستان (دمیدن توسط خزهای ساخته شده از پوست حیوانات تامین می شود)

در جنوب شرقی آناتولی، باستان شناسان یک سکونتگاه بسیار باستانی دوران نوسنگی پیش از سفال، Çayonü Tepesi (تصویر 4) را کشف کردند که با پیچیدگی غیرمنتظره معماری سنگی آن شگفت زده شد. در میان ویرانه ها، دانشمندان حدود صد قطعه کوچک مس و همچنین قطعات زیادی از مالاکیت معدنی مس را کشف کردند که برخی از آنها به صورت مهره ها پردازش شد.

شکل 4 - استقرار چایونو تپسی در آناتولی شرقی: هزاره IX-VIII قبل از میلاد. قدیمی ترین فلز روی این سیاره در اینجا کشف شد

به طور کلی، مس یک فلز نرم است که سختی بسیار کمتری نسبت به سنگ دارد. اما ابزارهای مسی را می‌توان به سرعت و به راحتی تیز کرد. (طبق مشاهدات S.A. Semenov، هنگام جایگزینی تبر سنگی با یک تبر مسی، سرعت برش تقریباً سه برابر افزایش یافت.) تقاضا برای ابزارهای فلزی به سرعت شروع به رشد کرد.

مردم یک "شکار" واقعی برای سنگ مس را آغاز کردند. معلوم شد که در همه جا یافت نمی شود. در آن مکان هایی که ذخایر غنی مس کشف شد، توسعه فشرده آنها به وجود آمد، سنگ معدن و معدن ظاهر شد. همانطور که اکتشافات باستان شناسان نشان می دهد، در زمان های قدیم فرآیند استخراج سنگ معدن در مقیاس وسیع انجام می شد. به عنوان مثال، در نزدیکی سالزبورگ، جایی که استخراج مس در حدود 1600 سال قبل از میلاد آغاز شد، معادن به عمق 100 متر رسیدند و طول کل رانش‌هایی که از هر معدن امتداد می‌یابد چندین کیلومتر بود.

معدنچیان باستان باید تمام مشکلاتی را که معدنچیان مدرن با آن مواجه هستند حل می کردند: تقویت طاق ها، تهویه، روشنایی، بالا رفتن از کوه سنگ معدن. آدیت ها با تکیه گاه های چوبی تقویت شدند. سنگ معدن استخراج شده در همان نزدیکی در کوره های رسی با دیواره ضخیم ذوب می شد. مراکز متالورژی مشابهی در جاهای دیگر وجود داشت (شکل 5،6).

شکل 5 - معادن باستانی

شکل 6 - ابزار معدنچیان باستانی

در پایان 3 هزار ق.م. استادان باستان شروع به استفاده از خواص آلیاژها کردند که اولین آنها برنز بود. کشف برنز باید ناشی از یک حادثه اجتناب ناپذیر در طول تولید انبوه مس باشد. برخی از انواع سنگ‌های مس حاوی ترکیب ناچیزی (تا 2%) از قلع هستند. هنگام ذوب چنین سنگ معدنی، صنعتگران متوجه شدند که مس به دست آمده از آن بسیار سخت تر از حد معمول است. سنگ معدن قلع می توانست به دلیل دیگری وارد کوره های ذوب مس شود. همانطور که ممکن است، مشاهدات از خواص سنگ معدن منجر به توسعه ارزش قلع، که شروع به اضافه شدن به مس، تشکیل یک آلیاژ مصنوعی - برنز. هنگامی که با قلع گرم می شد، مس بهتر ذوب می شد و ریخته گری آن آسان تر بود، زیرا سیال تر می شد. سازهای برنزی سخت تر از مسی بودند و به خوبی و به راحتی تیز می شدند. متالورژی برنز افزایش بهره وری نیروی کار را چندین برابر در تمام بخش های فعالیت انسانی ممکن کرده است (شکل 7).

تولید ابزار به خودی خود بسیار ساده‌تر شد: مردم به‌جای کار طولانی و سخت برای کوبیدن و صیقل دادن سنگ، فرم‌های آماده را با فلز مایع پر می‌کردند و نتایجی را به دست می‌آوردند که پیشینیان هرگز در خواب هم نمی‌دیدند. تکنیک های ریخته گری به تدریج بهبود یافت. در ابتدا ریخته‌گری در قالب‌های رسی یا ماسه‌ای باز انجام می‌شد که به سادگی فرورفتگی بودند. آنها با فرم های باز حک شده از سنگ جایگزین شدند که می توانستند مکرراً مورد استفاده قرار گیرند. با این حال، عیب بزرگ قالب های باز این بود که آنها فقط محصولات تخت تولید می کردند. آنها برای ریخته گری محصولات با اشکال پیچیده مناسب نبودند. زمانی که قالب های تقسیم بسته اختراع شد راه حلی پیدا شد. قبل از ریخته گری، دو نیمه قالب محکم به یکدیگر متصل می شدند. سپس برنز مذاب از طریق سوراخ ریخته شد. هنگامی که فلز سرد و سخت شد، قالب جدا شد و محصول نهایی به دست آمد.

شکل 7 - ابزار برنزی

این روش امکان ریخته گری محصولات با اشکال پیچیده را فراهم می کرد، اما برای ریخته گری شکل مناسب نبود. اما این مشکل زمانی برطرف شد که فرم بسته اختراع شد. با این روش ریخته‌گری، ابتدا یک مدل دقیق از محصول آینده از موم قالب‌گیری شد. سپس آن را با خاک رس پوشاندند و در کوره پختند.

موم ذوب شد و تبخیر شد و خاک رس یک قالب دقیق از مدل را گرفت. برنز در فضای خالی ریخته شد که بدین ترتیب شکل گرفت. وقتی خنک شد قالب شکسته شد. به لطف همه این عملیات، صنعتگران توانستند حتی اشیاء توخالی با اشکال بسیار پیچیده را بسازند. به تدریج، تکنیک های فنی جدیدی برای کار با فلزات، مانند کشیدن، پرچ کردن، لحیم کاری و جوشکاری، تکمیل کننده آهنگری و ریخته گری شناخته شده از قبل کشف شد (شکل 8).

شکل 8 - کلاه طلایی یک کشیش سلتیک

شاید بزرگترین ریخته گری فلز توسط صنعتگران ژاپنی ساخته شده است. این 1200 سال پیش بود. وزن آن 437 تن است و نشان دهنده بودا در حالت صلح است. ارتفاع مجسمه همراه با پایه 22 متر و طول یک بازو 5 متر است. چهار نفر می توانستند آزادانه روی یک کف دست باز برقصند. اضافه کنیم که مجسمه معروف یونان باستان - کلوسوس رودس - 36 متر ارتفاع و 12 تن وزن داشت که در قرن سوم ریخته گری شد. قبل از میلاد مسیح ه.

با توسعه متالورژی، محصولات برنزی در همه جا جایگزین محصولات سنگی شدند. اما فکر نکنید که این خیلی سریع اتفاق افتاد. سنگ معدن فلزات غیرآهنی در همه جا موجود نبود. علاوه بر این، قلع بسیار کمتر از مس رایج بود. فلزات باید در مسافت های طولانی حمل می شدند. هزینه ابزار فلزی همچنان بالا بود. همه اینها مانع از توزیع گسترده آنها شد. برنز نمی توانست به طور کامل جایگزین ابزار سنگی شود. فقط آهن می توانست این کار را انجام دهد.

علاوه بر مس و برنز، سایر فلزات نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گرفتند.

قدیمی ترین اقلام ساخته شده از سرب را مهره ها و آویزهایی می دانند که در آسیای صغیر در حفاری در چاتالهویوک و مهرها و مجسمه های کشف شده در یاریم تپه (شمال بین النهرین) یافت شد. قدمت این یافته ها به هزاره ششم قبل از میلاد باز می گردد. اولین فلزات کمیاب آهنی به همان زمان باز می گردد که نشان دهنده کریت های کوچک موجود در چاتالهویوک است. قدیمی ترین اقلام نقره در ایران و آناتولی کشف شد. در ایران در شهر تپه سیلک یافت شد: این دکمه‌ها مربوط به آغاز هزاره پنجم قبل از میلاد است. در آناتولی، در بیجسلطان، یک حلقه نقره متعلق به اواخر همان هزاره پیدا شد.

در دوران ماقبل تاریخ، طلا را از پلاسرها با پانینگ به دست می آوردند. به صورت ماسه و ناگت بیرون آمد. سپس در نیمه دوم هزاره دوم قبل از میلاد شروع به استفاده از تصفیه طلا (حذف ناخالصی ها، جداسازی نقره) کردند. در قرن سیزدهم و چهاردهم، آنها یاد گرفتند که از اسید نیتریک برای جداسازی طلا و نقره استفاده کنند. و در قرن نوزدهم، فرآیند ادغام توسعه یافت (اگرچه در زمان های قدیم شناخته شده بود، اما هیچ مدرکی دال بر استفاده از آن برای استخراج طلا از ماسه ها و سنگ معدن ها وجود ندارد).

نقره به همراه سرب از گالن استخراج می شد. سپس، قرن ها بعد، آنها شروع به ذوب شدن با هم کردند (در حدود هزاره سوم قبل از میلاد در آسیای صغیر)، و این کار 1500-2000 سال بعد گسترش یافت.

در حدود 640 ق.م ه. شروع به ضرب سکه در آسیای صغیر کرد و در حدود 575 ق.م. ه. - در آتن در واقع این شروع تولید مهر است.

روزی روزگاری قلع را در کوره های شفت ساده ذوب می کردند و پس از آن با استفاده از فرآیندهای اکسیداتیو خاص خالص می شد. در حال حاضر در متالورژی، قلع با فرآوری سنگ معدن بر اساس طرح‌های یکپارچه پیچیده به دست می‌آید.

خوب، جیوه از بو دادن سنگ معدن در انبوهی تولید می شد که در طی آن روی اجسام سرد متراکم می شد. سپس ظروف سرامیکی (رترت) ظاهر شد که با ظروف آهنی جایگزین شد. و با افزایش تقاضا برای جیوه شروع به تولید آن در کوره های مخصوص کردند.

آهن در چین از 2357 قبل از میلاد شناخته شده بود. e.، و در مصر - در 2800 قبل از میلاد. ه.، اگرچه در سال 1600 قبل از میلاد. ه. به آهن به عنوان یک کنجکاوی نگاه می شد. عصر آهن در اروپا تقریباً 1000 سال قبل از میلاد آغاز شد. ه.، زمانی که هنر ذوب آهن از سکاهای منطقه دریای سیاه به ایالات مدیترانه نفوذ کرد.

استفاده از آهن خیلی زودتر از تولید آن آغاز شد. گاهی اوقات قطعاتی از فلز سیاه مایل به خاکستری پیدا می‌شد که وقتی در خنجر یا سر نیزه جعل می‌شد، اسلحه‌ای قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر از برنز تولید می‌کرد و لبه تیز آن طولانی‌تر بود. مشکل این بود که این فلز فقط به طور تصادفی پیدا شد. اکنون می توان گفت که این آهن شهاب سنگ بوده است. از آنجایی که شهاب‌سنگ‌های آهن آلیاژی از آهن نیکل هستند، می‌توان فرض کرد که برای مثال، کیفیت خنجرهای منحصربه‌فرد می‌تواند با کالاهای مصرفی مدرن رقابت کند. با این حال، همین منحصر به فرد بودن منجر به این شد که چنین سلاح هایی نه در میدان جنگ، بلکه در خزانه داری حاکم بعدی به پایان برسد.

ابزار آهنی به طور قاطع توانایی های عملی انسان را گسترش داد. به عنوان مثال، ساختن خانه هایی که از کنده های چوبی بریده شده اند امکان پذیر شد - از این گذشته، یک تبر آهنی درختی را نه سه برابر سریعتر از مس، بلکه 10 برابر سریعتر از یک سنگ، قطع کرد. ساخت و ساز از سنگ تراشیده نیز رواج یافته است. به طور طبیعی، در عصر برنز نیز مورد استفاده قرار می گرفت، اما مصرف زیاد فلز نسبتاً نرم و گران قیمت، چنین آزمایش هایی را قاطعانه محدود کرد. فرصت ها برای کشاورزان نیز به طور قابل توجهی گسترش یافته است.

مردم آناتولی اولین کسانی بودند که نحوه پردازش آهن را آموختند. سنت یونان باستان قوم خلب را کاشف آهن می دانست که برای آنها تعبیر پایدار «پدر آهن» در ادبیات به کار می رفت و نام مردم دقیقاً از کلمه یونانی Χ?λυβας («آهن») گرفته شده است. ).

"انقلاب آهنین" در آغاز هزاره اول قبل از میلاد آغاز شد. ه. در آشور از قرن 8 قبل از میلاد. آهن فرفورژه به سرعت در قرن سوم قبل از میلاد در اروپا گسترش یافت. ه. در گول جایگزین برنز شد، در قرن دوم پس از میلاد در آلمان ظاهر شد و در قرن ششم پس از میلاد به طور گسترده در اسکاندیناوی و در میان قبایل ساکن در قلمرو روسیه آینده استفاده می شد. در ژاپن، عصر آهن تا قرن هشتم بعد از میلاد آغاز نشد.

در ابتدا فقط مقادیر کمی آهن بدست می آمد و برای چندین قرن گاهی چهل برابر نقره قیمت داشت. تجارت آهن باعث رونق آشور شد. راه برای فتوحات جدید باز شد (شکل 9).

شکل 9 - کوره ذوب آهن در میان ایرانیان باستان

متالورژها فقط در قرن 19 قادر به دیدن آهن مایع بودند، با این حال، حتی در طلوع متالورژی آهن - در آغاز هزاره 1 قبل از میلاد - صنعتگران هندی توانستند مشکل تولید فولاد الاستیک را بدون ذوب آهن حل کنند. این فولاد را فولاد داماسک می نامیدند، اما به دلیل پیچیدگی ساخت و نبود مواد لازم در بیشتر نقاط جهان، این فولاد برای مدت طولانی در راز هند باقی ماند.

روشی پیشرفته‌تر از نظر فناوری برای تولید فولاد الاستیک که نیازی به سنگ معدن خالص، گرافیت یا کوره‌های خاص نداشت، در قرن دوم پس از میلاد در چین یافت شد. فولاد بارها آهنگری شد، با هر آهنگری، قطعه کار از وسط تا می شد و در نتیجه یک سلاح عالی به نام دمشق ایجاد می شد که به ویژه کاتانای معروف ژاپنی از آن ساخته می شد.

احتمالاً اولین فلزی که بشر در عصر حجر جدید (حدود 6 هزار سال پیش در شرق باستان و حدود 4 هزار سال پیش در اروپا) با آن آشنا شد، مس بود. در طبیعت در حالت بومی به صورت صفحات، توده های اسفنجی و جامد و همچنین کریستال یافت می شود. بزرگترین قطعه یافت شده 420 تن وزن داشت. قطعات مس در طبیعت بسیار رایج تر از قطعات فلزات دیگر هستند. بنابراین طبیعی است که در جستجوی سنگ های مناسب برای ساخت ابزار، مردم قبل از هر چیز با تکه های مسی مواجه شوند. این ملاقات آغاز عصر مس بود.

احتمالاً شخص به سرعت از مزایای مواد جدید قدردانی کرد. قدمت اشیاء ساخته شده از مس بومی به 6 هزار سال می رسد. به خصوص قطعات بزرگی در آمریکای شمالی در سواحل خلیج هادسون و دریاچه سوپریور یافت شد. اولین ابزار انسان از سنگ ساخته شد، بنابراین اولین محصولات مسی در نتیجه پردازش قطعات مس با تبرهای سنگی متولد شدند. برای مدت طولانی از ابزارهای سنگی و مسی در کنار هم استفاده می شد. در این دوره مردم اصول متالورژی و متالورژی را با استفاده از مس به عنوان مثال آموختند.

پردازش قطعات مس با تبر سنگی البته امکانات محدودی داشت. با آهنگری سرد قطعات بشقاب شکل می‌توان اشیاء کوچک را تولید کرد - پین‌ها، قلاب‌ها، نوک پیکان‌ها و غیره. بدست آوردن ورق مس با آهنگری سرد غیرممکن است - مواد ترک می‌خورند. همچنین تولید اشیایی با مشخصات پیچیده با استفاده از آهنگری سرد غیرممکن است: ظروف، ماهیتابه و غیره. در آن زمان، یک فرد با اطمینان آتش را کنترل می کرد. آتش کمپ با دمای 700-800 درجه سانتیگراد با کوره ها جایگزین شد که در آن دمای بالاتری - 1000-1200 درجه سانتیگراد بدست آمد. به عنوان مثال در مصر ظروف سرامیکی با قدمت 5 هزار سال قبل از میلاد یافت شد. e.، شلیک آن در دمای 1100-1200 درجه سانتیگراد انجام شد. مس در دمای 1084 درجه سانتیگراد ذوب می شود، بنابراین، به طور طبیعی، مرحله بعدی در عمل متالورژی انسان، تولید مس مذاب بود. این به طور قابل توجهی طیف محصولات ساخته شده از مس را گسترش داد.

با این حال، مس بومی کمیاب است و به وضوح به اندازه کافی برای برآوردن تقاضای رو به رشد برای این فلز وجود نداشت. در مرحله بعد، انسان با کاهش ذوب سنگ معدن مس، شروع به بدست آوردن مس کرد. سنگ معدن مس مواد معدنی طبیعی، سنگدانه های حاوی مس در مقادیر و ترکیباتی است که استخراج این فلز را از نظر اقتصادی سودآور می کند. در حال حاضر، بیش از 170 ماده معدنی حاوی مس شناخته شده است که تنها 10-15 مورد از آنها اهمیت عملی دارند. مهم ترین کانی ها عبارتند از: کالکوپیریت CuFeS 2 (30٪ مس)، کالکوسیت - "درخشش مس" Cu 2 S (79.8٪ مس)، Coveline CuS (64.4٪ مس)، مالاکیت CuCO 3 Cu(OH) 2 (57.4٪ مس). ، آزوریت 2CuCO 3 · Cu(OH) 2 (55.5٪ مس)، کوپریت Cu 2 O (81.8٪ مس). سنگ معدن ذخایر صنعتی مدرن تقریباً هرگز تنها از مواد معدنی مس تشکیل نشده است. به طور معمول، کانی‌های حاوی مس همراه با کانی‌های غیرفلزی (کوارتز، باریت و غیره) و برخی کانی‌های معدنی آهن و فلزات غیرآهنی (پیریت، پیروتیت و غیره) رشد می‌کنند.

ذخایر سنگ مس بسیار گسترده تر از ذخایر قطعات بزرگ مس بوده و از زمان های قدیم برای بشر شناخته شده است. اکنون دشوار است که دقیقاً بفهمیم ذوب مس از سنگ معدن چگونه کشف شد و آیا این امر به طور قابل توجهی دیرتر از برخورد انسان با مس بومی اتفاق افتاده است. شواهدی وجود دارد که در حال حاضر 7 هزار سال قبل از میلاد. ه. در خاورمیانه از مس متالورژیکی استفاده می شد. استخراج مس بومی و ذوب مس از سنگ معدن - عملیاتی که به طور قابل توجهی از نظر فنی و فناوری متفاوت است، ظاهراً توسط انسان در همان زمان در مناطق مختلف جهان تسلط یافت.

در ابتدا از سنگ معدن اکسید شده استفاده می شد. آنها بر خلاف سنگ معدن های سولفیدی که برای حذف گوگرد متصل به مواد شیمیایی به چنین عملیاتی نیاز دارند، نیازی به پیش بو دادن ندارند. ذوب احیایی سنگ معدن مالاکیت در کوره های اولیه انجام شد. آنها بوته های سفالی پر از سنگ معدن و زغال سنگ بودند که در یک سوراخ کم عمق قرار می گرفتند. یک لایه زغال روی آن ریخته شد.

زغال سنگ هنگام سوزاندن، مونوکسید کربن (II) را تشکیل می‌دهد که با مالاکیت واکنش می‌دهد و مس پیوند شده شیمیایی را به فلز کاهش می‌دهد:

CO + CuCO 3 = 2CO 2 + Cu

طراحی سرپوشیده کوره ها جداسازی محیط واکنش را از اکسیژن اضافی در هوا تضمین می کند، که مونوکسید کربن (II) را به مونوکسید کربن (IV) اکسید می کند و در نتیجه در کاهش مس دخالت می کند. معلوم نیست این شخص چگونه به این ایده رسیده است که مس باید به این روش ذوب شود، اما، بدیهی است، او زمان و پشتکار زیادی برای آزمایش داشت. شواهدی مبنی بر آشنایی اولیه بشر با ذوب متالورژیکی مس وجود دارد. به عنوان مثال، در مصر، پردازش سنگ معدن مس از شبه جزیره سینا در هزاره چهارم قبل از میلاد انجام شد. ه. سنگ معدن مس از زمان های قدیم در جزیره قبرس شناخته شده است. فرض بر این است که کلمه "Cuprum"، نام علمی مس، از نام جزیره قبرس می آید، جایی که معادن مس رومیان باستان در آن قرار داشتند.

در اروپا، معادن مس باستانی در اتریش در میتربرگ یافت شد. ابزار سنگی مورد استفاده برای استخراج این معادن نیز در آنجا کشف شد. اجداد اسلاوهای باستان که در حوضه دان و منطقه دنیپر زندگی می کردند، از ذخایر مس ضعیف واقع در منطقه دنباس امروزی و تندبادهای دنیپر سیل زده استفاده می کردند. آنها از مس برای ساختن سلاح، وسایل منزل و جواهرات استفاده می کردند.

به گفته برخی از دانشمندان، کلمه روسی "مس" از کلمه "smida" گرفته شده است، که در میان برخی از قبایل باستانی ساکن در بخش اروپایی قلمرو مدرن اتحاد جماهیر شوروی به طور کلی به معنای فلز بوده است. در آستانه قرن XVII-XVIII. آغاز فرآوری صنعتی مس در روسیه توسط نیکیتا دمیدوف آغاز شد. در موزه تاگیل یک میز بزرگ تاشو مسی وجود دارد که روی آن نوشته شده است: «این اولین مس در روسیه در سیبری یافت شد... نیکیتا دمیدویچ دمیدوف بر اساس نامه های امپراتور بزرگ پادشاه پتر کبیر در سال های 1702 و 1706 و 1709 و از این اولین ذوب شده این میز در سال 1715 از مس ساخته شد.

پس از اینکه انسان به دست آوردن و پردازش مس را آموخت، برای چندین هزار سال همراه با سنگ، ماده جامد اصلی دوران باستان بود (شکل 12). متالوژیست های بدوی قبلاً سعی کردند سختی این فلز نسبتاً نرم را به شکل خالص آن افزایش دهند. در ابتدا، تشکیل ظاهرا تصادفی آلیاژی از مس و قلع، که می‌توانست در طی فرآوری سنگ‌های معدنی خاص حاوی قلع و مس با هم رخ دهد، مسیر جستجو برای بهبود خواص مکانیکی مس را تعیین کرد. ترکیب موفق مس و قلع توسط انسان آگاهانه بازتولید شد.

به طور طبیعی، ترکیبات مس با سایر فلزات (روی، آرسنیک، نیکل و غیره) مورد آزمایش قرار گرفت. برای مثال در ایران باستان آلیاژی از مس و روی به دست آمده است. سنجاق چهاروجهی مس-آرسنیک-نیکل یافت شده در آذربایجان بیش از 5 هزار سال قدمت دارد. اقلام ساخته شده از آلیاژهای مس نیکل در آلمان، اسپانیا و پرتغال یافت شده است و قدمت آنها تقریباً به همان دوره بازمی گردد.

برنز، آلیاژی از مس و قلع، جایگاه ویژه‌ای در عمل بشری دارد. برنز از نظر سختی نسبت به مس برتری دارد، پردازش آن آسان است و در برابر اکسیداسیون بسیار مقاوم است. دوره تاریخ تقریباً از آغاز هزاره سوم قبل از میلاد است. ه. تا آغاز هزاره یکم قبل از میلاد. ه. عصر برنز نامیده می شود. در این زمان ابزارها و سلاح‌های جدید و متنوع‌تر از مفرغ (تبر، چاقو، داس) ظاهر شد و ظروف برنزی - جام، کاسه، دیگ و غیره ظاهر شد. محصولات برنزی توسط مصریان، هندوها و آشوری‌ها ریخته می‌شد. برنز به طور گسترده ای برای ساخت جواهرات، مجسمه ها و سایر اشیاء هنری استفاده می شد.

مجسمه 32 متری ساخته شده در 290 قبل از میلاد. ه. به افتخار خدای خورشید هلیوس - کلوسوس رودس، در برنز ریخته شد و در شرقی ترین جزیره دریای اژه - رودس، در ورودی بندر قرار گرفت. در ژاپن، در سال 749، مجسمه چهارصد تنی بودا ریخته شد و در معبد تودایجی قرار گرفت. توزیع گسترده برنز در هنر دنیای باستان را می توان با مجسمه هایی که به دست ما رسیده است (دیسکوبولوس، ساتیر خفته، مارکوس اورلیوس و غیره) قضاوت کرد. کلمه برنز به خودی خود منشأ نسبتاً دیری دارد و با نام شهر تجاری ایتالیایی در سواحل آدریاتیک برزینی که در آن انواع محصولات برنزی به فروش می‌رسید، مرتبط است.

با انباشته شدن تجربه فنی و تکنولوژیکی بشر، همراه با برنز، سایر آلیاژهای مس با خواص ارزشمند مختلف ظاهر شدند. در حال حاضر، تعداد زیادی آلیاژ شناخته شده است که مس با عناصر دیگر تشکیل می شود: روی، Sn، Al، Ni، Pb، Mn، Be، Fe، Mg، Hg، Ag، Au، Si. توزیع گسترده آلیاژهای مس با این واقعیت توضیح داده می شود که گروه های مختلف آنها دارای مزایای متفاوتی هستند. از جمله این مزایا می توان به ضد اصطکاک، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری، خاصیت ریخته گری خوب، ظاهر زیبا و ... اشاره کرد. آلیاژهای مس و روی را برنج می نامند و با توجه به ترکیب آنها به برنج های قرمز (کمتر از 20 درصد روی) تقسیم می شوند که سیالیت خوبی دارند. برنج زرد (20-50٪ روی)؛ برنج سفید شکننده (50 تا 80 درصد روی) و برنج های مخصوص که همراه با مس و روی حاوی نیکل، منگنز، آهن، قلع و آل است.

قبلاً فقط آلیاژ مس و قلع برنز نامیده می شد. به دلیل کمیاب بودن قلع، آلیاژهایی با خواص مشابه با افزودن سایر فلزات به مس آغاز شد. در حال حاضر، علاوه بر قلع، آلومینیوم، سرب، سیلیکون، کادمیوم و سایر برنزها به طور گسترده استفاده می شود. همه این آلیاژها حاوی مقادیر کمی از اجزای آلیاژی هستند که کیفیت های خاصی را بهبود می بخشد. به دلیل تنوع گسترده خواص، استفاده از آلیاژهای مس از دیرباز بسیار گسترده بوده است. اسلحه های توپخانه از برنز ساخته شده از 90 درصد مس و 10 درصد قلع ساخته شده اند. آلیاژی متشکل از 76-82٪ مس، 16-22٪ قلع و تا 4٪ سرب برای ریخته گری زنگ استفاده شد. زنگ های یک ساعته و 10 ربعی برج اسپاسکایا کرملین مسکو از این فلز زنگ ساخته شده است. این زنگ ها در قرن هفدهم تا هجدهم میلادی به صدا در آمدند. و وزن: "ساعت" - 2160 کیلوگرم، "چهارم" - از 300 تا 350 کیلوگرم.

برای ساخت محصولات هنری از آلیاژی حاوی 70-80 درصد مس، تا 10 درصد روی، 5-8 درصد قلع و 3 درصد سرب استفاده می شود. این به اصطلاح برنز هنری است. در سال 1863، در یکی از جزایر (Mas a Tierre)، در 600 کیلومتری ساحل شیلی، یک پلاک یادبود ساخته شده از برنز هنری به ملوان اسکاتلندی الکساندر سلکرک، نمونه اولیه رابینسون کروزوئه معروف نصب شد. در کرملین مسکو در کلیسای جامع اسامپشن یک چادر ساخته شده در سال 1625 از برنز هنری وجود دارد - نمونه ای از بالاترین مهارت صنعتگران روسی. تاریخچه ریخته گری مجسمه های برنزی در روسیه با دوران پیتر اول آغاز می شود. در سال 1714 اولین مجسمه سامسون برای فواره در پترهوف ریخته شد. دشوارترین ریخته‌گری در یک مرحله از «اسبکار برنزی» معروف - بنای یادبود پیتر اول، بر اساس طرح مجسمه‌ساز E. Falcone در سال 1775 انجام شد. در آکادمی هنر در سن پترزبورگ در سال 1764، "خانه ریخته گری" تأسیس شد که در آن اشیاء متعددی از برنز برای تزئینات کاخ و همچنین آثار مجسمه سازی ساخته شد.

تولید مس.کانی های حاوی مس به شکل خالص در مقیاس صنعتی یافت نمی شوند. در قطعات سنگ معدن، کانی های حاوی عناصر مختلف به شدت در هم تنیده شده اند. آنها با هم رشد می کنند و آخال های کوچکی را تشکیل می دهند. به طور معمول سنگ معدن مس حاوی 0.5 تا 2 درصد مس است. تنها در کنگو ذخایری وجود دارد که میزان مس در آنها به 20 درصد می رسد. غلظت کم مس در سنگ معدن استخراج آن را دشوار می کند و تولید مس به یک فرآیند پیچیده چند مرحله ای تبدیل می شود.

مس از سنگ معدن های سولفیدی عمدتاً با روش های پیرومتالورژیکی و از سنگ معدن های اکسید شده با روش های هیدرومتالورژیکی استخراج می شود. در حال حاضر 75 درصد کل مس استخراج شده با استفاده از روش پیرومتالورژیکی به دست می آید. این روش مبتنی بر اکسیداسیون جزئی سنگ معدن گوگرد به اکسیدهای مس است که توسط سولفید اضافی به فلز مس احیا می شود:

2Сu 2 О + Cu 2 S = 6Cu + SO 2

غلظت کم مس در سنگ معدن به طور طبیعی استخراج آن را دشوار می کند. بنابراین، قبل از اینکه سنگ معدن استخراج شده برای ذوب ارسال شود، آن را غنی می کنند - درصد مس به طور مصنوعی افزایش می یابد. برای انجام غنی‌سازی، سنگ معدن را به اندازه‌ای خرد می‌کنند که می‌توان دانه‌هایی را با درصد مس بیشتر از سنگ اصلی جدا کرد. این دانه های "غنی" سپس از بقیه جدا می شوند و از این واقعیت استفاده می کنند که دانه هایی با ترکیبات مختلف خواص متفاوتی دارند. این خواص عبارتند از: رنگ، براقیت، جرم، حساسیت الکتریکی و مغناطیسی، ترشوندگی.

رایج ترین روش غنی سازی در حال حاضر فلوتاسیون است (شکل 13). در متالورژی، فلوتاسیون عمدتاً برای جداسازی کانی های سولفیدی از سنگ گنگ و همچنین برای جداسازی ذرات سنگ معدن فلزات مختلف استفاده می شود. این روش بر اساس تفاوت در جذب است

ویژگی های سطح ذرات فلزات گوگردی و سنگ های زائد از نوع سیلیکات. فلوتاسیون سنگ معدن مس به شرح زیر انجام می شود. مقداری ماده آلی قطبی با یک زنجیره هیدروکربنی طولانی - یک کلکتور - به سوسپانسیون سنگ معدن ریز آسیاب شده (0.05-0.5 میلی متر) در آب اضافه می شود که خمیر نامیده می شود. کلکتور این توانایی را دارد که انتهای قطبی آن به طور انتخابی بر روی سطح ذرات سنگ مس جذب شود. در این حالت انتهای هیدروکربنی آن در فاز آبی باقی می ماند. بنابراین، در نتیجه جذب، سطح ذره پوشش داده می شود و "برس" هیدروکربنی ترشوندگی آن را کاهش می دهد. ذرات سنگ زباله با سطح قطبی به خوبی خیس می شوند.

سپس، پالپ با هوا تحت هم زدن شدید دمیده می شود که حباب هایی را تشکیل می دهد. مشخص است که مولکول‌های غیرقطبی که در آب قرار می‌گیرند قبل از هر چیز تمایل دارند خود را در فصل مشترک آب و هوا قرار دهند. انتهای غیر قطبی کلکتور، که ذرات سنگ معدن را می پوشاند، دقیقاً به همان روش عمل می کند. برای آنها، در دسترس ترین رابط بین آب و هوا، سطح حباب ها است. در نتیجه، ذرات سنگ معدن به حباب‌ها می‌چسبند و با آن‌ها به شکل کف روی سطح شناور می‌شوند. سنگ زباله - "دم" - در خمیر باقی می ماند. کف خارج شده، آبگیری شده و کنسانتره به دست می آید و باطله ها ریخته می شوند. کنسانتره حاصل از قبل حاوی 55 درصد مس است. این حد بالایی است. در اغلب موارد، پس از فلوتاسیون، محتوای مس در کنسانتره در محدوده 11-35٪ است. همراه با مس، گوگرد، آهن، روی، اکسیدهای سیلیکون، آلومینیوم، کلسیم و همچنین در مقادیر کم فلزات نجیب - طلا، نقره، پلاتین وجود دارد. سنگ معدن سولفید اغلب حاوی مقدار زیادی پیریت است و بنابراین بخش قابل توجهی از آهن و گوگرد موجود در کنسانتره از آن حاصل می شود.

برای به دست آوردن مس خالص، ناخالصی ها باید حذف شوند. این را می توان نه بلافاصله، بلکه در چند مرحله انجام داد. اولین مورد از اینها تفت دادن کنسانتره است. کنسانتره را برشته می کنند تا میزان گوگرد آن کاهش یابد. علاوه بر این، در نتیجه برشته کردن، اکسید گوگرد (IV) در غلظت هایی به دست می آید که می توان از آن برای تولید اسید سولفوریک استفاده کرد. استفاده یکپارچه از مواد خام منجر به کاهش آلودگی هوا از زباله های تولید می شود.

پخت در دمای 600-700 درجه سانتیگراد در کوره های چند اجاقی انجام می شود. کوره با کنسانتره مخلوط با شار (کوارتز، سنگ آهک) لازم برای مرحله بعدی - ذوب مات بارگیری می شود. در طی پخت، همراه با اکسیداسیون گوگرد، تعدادی فرآیند رخ می دهد: تجزیه سولفیدهای پیچیده، اکسیداسیون مستقیم ماده معدنی، تشکیل فریت های فلزات ناخالص و غیره. همانطور که قبلا ذکر شد، کنسانتره در معرض پخت حاوی مقدار قابل توجهی از پیریت (40-50%). احتراق آن در حین شلیک، بسته به دسترسی هوا، با معادلات شرح داده می شود:

3FeS 2 + 8O 2 = Fe 3 О 4 + 6SO 2 + 2349 کیلوژول

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + 3282 کیلوژول

این واکنش ها با آزاد شدن مقدار قابل توجهی گرما همراه است. در نتیجه شلیک خود به خود و بدون مصرف سوخت اتفاق می افتد. فقط در ابتدای فرآیند کافی است شارژ را با کوره های موقت تا دمای احتراق سولفیدها گرم کنید. فرآیند برشته کردن تمام گوگرد را از سنگ معدن حذف نمی کند. پس از پخت، سولفیدهای مس و آهن، اکسیدهای پایدار - Cu 2 O، Fe 2 O 3، Fe 3 O4، ZnO، PbO و همچنین شارها در شارژ باقی می مانند.

مرحله بعدی تولید مس، ذوب مات از کنسانتره برشته شده و جداسازی آن از سرباره است.

مات آلیاژی از Cu 2 S با FeS با ترکیباتی از برخی سولفیدها (روی، سرب، نیکل) و اکسیدها (Fe، Si، Al، Ca) است.

محتوای مس در مات از 10 تا 79.9٪ (Cu2 S خالص) متغیر است. سرباره ها آلیاژهای سیلیکات فلزات مختلف هستند. در متالورژی مس اینها عمدتاً سیلیکات آهن هستند. ذوب برای مات در کوره های طنین دار انجام می شود (شکل 14)، جایی که بار شلیک شده قرار می گیرد. سوخت آن گرد و غبار زغال سنگ، نفت کوره یا گاز طبیعی است. دما بستگی به فاصله، محل تزریق سوخت دارد و در محدوده 1200-1600 درجه سانتیگراد قرار دارد.

فرآیند شیمیایی اصلی که در این مرحله اتفاق می افتد تبدیل آهن به سرباره است:

FeS + 3F 3 O 4 + 5SiO 2 = 5Fe 2 SiO 4 + SO 2

بخشی از سولفید آهن در واکنش تبادل با اکسید مس مصرف می شود:

Cu 2 O + FeS = Cu 2 S + FeO

FeO در حضور کوارتز نیز به سیلیکات متصل می شود. آلیاژهای مایع سولفیدها و سیلیکات ها متقابل نامحلول هستند و از نظر چگالی متفاوت هستند. از این شرایط برای جداسازی آنها استفاده می شود. سرباره در لایه بالایی قرار دارد، لایه پایین آلیاژی از سولفیدهای Cu 2 S·FeS - مات است. آنها جدا می شوند، همانطور که از طریق خروجی های ویژه واقع در سطوح مختلف جمع می شوند، آزاد می شوند.

خود کلمه اشتاین از کلمه آلمانی - سنگ گرفته شده است. این به دلیل این واقعیت است که آلیاژ منجمد مس و سولفید آهن بسیار شبیه به سنگ است. پردازش بیشتر مات در یک مبدل هوا انجام می شود و هدف آن به دست آوردن مس تاول است. مات مایع (درجه حرارت 1200 درجه سانتیگراد) در مبدل ریخته می شود و کوارتز خرد شده (6-20 میلی متر) نیز در آن بارگذاری می شود. در دمیدن هوا از طریق مات، دو مرحله را می توان تشخیص داد که در شیمی فرآیندهای رخ داده در آنها متفاوت است. در مرحله اول، سولفید آهن اکسید شده و سرباره تشکیل می شود:

2FeS+3O 2 + SiO 2 = Fe 2 SiO 4 + 2SO 2 + 966 کیلوژول

این واکنش منبع اصلی گرما برای فرآیندهای مبدل است.

اکسید مس (I) که در این مرحله نیز به دست می آید:

Cu 2 S + O 2 = Cu 2 O + SO 2

بلافاصله توسط واکنش به سولفید تبدیل می شود:

Cu 2 O + FeS = Cu 2 S + FeO

سپس FeO با اتصال با کوارتز به سرباره می رود. سرباره انباشته شده از طریق گردن تخلیه می شود و مبدل را کج می کند. پس از تخلیه سرباره، بخش جدیدی از مات به مبدل بارگذاری می شود و فرآیند تصفیه تا زمانی که مقدار کافی مذاب غنی از مس در مبدل جمع شود، تکرار می شود. بنابراین، در این مرحله از تصفیه، آهن از مس جدا می شود: آهن با سرباره حذف می شود، مس به شکل مذاب در مبدل باقی می ماند.

در مرحله دوم، مس فلزی از مذاب سولفید مس به دست می آید. پس از اکسیداسیون آهن و تخلیه سرباره، Cu2S در مبدل تحت اکسیداسیون قرار می گیرد:

2Cu 2 S + 3O 2 = 2Cu 2 O + 2SO 2

از آنجایی که برخلاف مرحله اول، سولفید آهن در محیط واکنش وجود ندارد، اکسید مس با مقدار زیاد سولفید مس واکنش می دهد. نتیجه مس تاول است:

Cu 2 S + 2Cu 2 O = 6Cu + SO 2

در مجموع، فرآیندی که در مبدل در مرحله دوم پاکسازی رخ می دهد را می توان با واکنش زیر توصیف کرد:

Cu 2 S + O 2 = 2Cu + SO 2 + 215 kJ

مس تاول زده که شمش های آن سرنیزه نامیده می شود (از آلمانی Stück - چیز)، حاوی 1% ناخالصی (Fe, S, O 2, As, Ni, Zn و غیره) است و علاوه بر این شامل تمام ناخالصی های فلزات نجیب که در سنگ معدن و شارهای منشا موجود بودند. بسیاری از ناخالصی ها خواص مکانیکی فلز را بدتر می کنند، هدایت الکتریکی آن را کاهش می دهند و انعطاف پذیری آن را کاهش می دهند. به منظور خلاص شدن از شر ناخالصی ها و همچنین استخراج فلزات گرانبها، مس تاول زده در معرض تصفیه - تصفیه قرار می گیرد.

پالایش به دو صورت آتش (تزریق هوا در دمای 1150 درجه سانتیگراد) و الکترولیتی انجام می شود. اولین راه خلاص شدن از شر ناخالصی ها با تبدیل آنها به اکسیدهای نامحلول در مس است:

4Cu + O 2 = 2Cu 2 O

Me + Cu 2 O = MeO + 2Cu

اکسیدهای ناخالصی روی سطح شناور می شوند و با شار کوارتز سرباره می شوند. اکسید مس (I) حاصل توسط محصولات تقطیر خشک چوب احیا می شود. برای انجام این کار، پس از حذف سرباره، چوب خام (قطب، کنده ها) به کوره ای که در آن تصفیه انجام می شود، وارد می شود. بخار آب و هیدروکربن های آزاد شده، با مخلوط کردن مس، به حذف گازها از آن و تبدیل آن به مس فلزی کمک می کند:

4Сu 2 O + CH 4 = CO 2 + 2H 2 O + 8Сu

با این حال، روش آتش سوزی اجازه استخراج فلزات نجیب از مس را نمی دهد. این را می توان با قرار دادن مس در معرض پالایش الکترولیتی انجام داد. معنای آن در انحلال آندی مس خالص شده و رسوب مس خالص روی کاتد نهفته است. برای این کار، آندها از مسی که از قبل با آتش تمیز شده است، ریخته می شوند. آنها شکل خاصی دارند، برای آویزان کردن راحت هستند (شکل 15). وزن آنها 250-320 کیلوگرم است. از ورق های مس خالص به عنوان کاتد استفاده می شود. الکترودها در یک حمام الکترولیتی قرار می‌گیرند که یک خمره بتنی است که با صفحات سربی پوشانده شده و با محلول مناسب و اسید سولفوریک پر شده است. طول حمام ها چندین متر (از 3 تا 6 متر) است و حاوی صدها الکترود است. به دلایل اقتصادی، حمام ها به صورت بلوک به یکدیگر متصل می شوند (شکل 16). هنگامی که جریان از چنین سیستمی عبور می کند، مس خالص در کاتدها آزاد می شود:

و آندها حل می شوند:

در این حالت، ناخالصی های موجود در آند مس، بسته به خواص آنها، یا به الکترولیت (روی، آهن، قلع، نیکل) عبور می کنند یا رسوب می کنند (Ag، Au، Pt) و سپس از آنجا خارج می شوند. فرآیند انحلال آندها حدود 20 روز طول می کشد. کاتدها بعد از 6-8 روز تعویض می شوند. آنها را استخراج می کنند، خشک می کنند، ذوب می کنند و مس را داخل شمش می ریزند. خلوص مس به دست آمده با روش الکترولیتی به 99.95-99.96 درصد می رسد.

همانطور که می بینیم، فرآیند استخراج مس از سنگ معدن شامل چندین مرحله است. هدف هر یک از آنها جداسازی مس از ناخالصی های همراه است. گاهی اوقات، بسته به کیفیت سنگ معدن، قابلیت های فنی و ملاحظات اقتصادی، بو دادن فلوتاسیون یا کنسانتره از تولید حذف می شود. شرایط تولید در کارخانه های مختلف تا حدودی متفاوت است. در کلی ترین شکل آن، طرح ذوب مس با استفاده از روش پیرومتالورژیکی در شکل 1 نشان داده شده است. 17. فرآیندهای شیمیایی این روش را می توان با واکنش کل توصیف کرد:

2CuFeS 2 + 5O 2 + SiO 2 = 2Cu + Fe 2 SiO 4 + 4SO 2

یکی از ویژگی های پیرومتالورژی استفاده از دماهای بالا است.

روش هیدرومتالورژی که در حال حاضر حدود 25 درصد کل مس را تولید می کند، شامل استفاده از دماهای بالا نیست. این روش عمدتاً برای استخراج مس از کانی‌های اکسید شده کم عیار استفاده می‌شود، اما می‌توان از آن برای فرآوری سنگ‌های سولفیدی و مخلوط نیز استفاده کرد. در طی فرآوری هیدرومتالورژیکی مس، ترکیبات کم محلول آن با عمل معرف های مختلف به ترکیبات محلول تبدیل می شوند. چنین معرف هایی می توانند عبارتند از: H 2 SO 4، NH 4 OH، NaCN، Fe 2 (SO 4) 3. سپس مس به یک روش از محلول استخراج می شود. به عنوان مثال، تصفیه یک سنگ معدنی حاوی مس به شکل اکسید مس با اسید سولفوریک رقیق، مس را به صورت سولفات به محلول تبدیل می کند:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

مس را می توان از محلول حاصل با الکترولیز یا جابجایی با استفاده از آهن استخراج کرد:

CuSO 4 + Fe = Cu + FeSO 4

مزیت روش هیدرومتالورژی این است که می توان فلزات را بدون استخراج سنگ معدن به سطح بدست آورد. در حال حاضر، این روش بسیار امیدوار کننده است.

به طور طبیعی، در طول هزاره های بسیاری که متالورژی مس و آلیاژهای مس را در بر می گیرد، وظایف متالورژی ها تغییر کرده است، شرایط کار تغییر کرده است، تکنولوژی بهبود یافته است و دامنه کاربرد محصولات تولیدی تغییر کرده است.

همانطور که می دانید ماده اصلی که افراد بدوی از آن ابزار می ساختند سنگ بود. بی جهت نیست که صدها هزار سالی که از ظهور انسان بر روی زمین و پیدایش اولین تمدن ها گذشت را عصر حجر می نامند. اما در 5-6 هزاره قبل از میلاد. ه. مردم فلز را کشف کردند

به احتمال زیاد، در ابتدا مردم با فلز مانند سنگ رفتار می کردند. او مثلاً قطعات مس را پیدا کرد و سعی کرد آنها را دقیقاً مانند سنگ پردازش کند، یعنی با پیرایش، آسیاب کردن، فشار دادن پولک ها و غیره. اما تفاوت بین سنگ و مس خیلی سریع مشخص شد. شاید، در ابتدا، مردم به این نتیجه رسیدند که قطعات فلزی هیچ فایده ای ندارند، به خصوص که مس کاملاً نرم بود و ابزارهایی که از آن ساخته می شدند به سرعت شکست خوردند. چه کسی ایده ذوب مس را مطرح کرد؟ اکنون ما هرگز پاسخ این سوال را نخواهیم دانست. به احتمال زیاد، همه چیز به طور تصادفی اتفاق افتاده است. مردی ناامید، سنگریزه‌ای را که برای ساختن تبر یا نوک پیکان نامناسب به نظر می‌رسید، به داخل آتش پرتاب کرد و سپس با تعجب متوجه شد که سنگریزه در یک گودال براق پخش شده و پس از خاموش شدن آتش، یخ زده است. سپس فقط کمی فکر کرد - و ایده ذوب کشف شد. در قلمرو صربستان مدرن، یک تبر مسی پیدا شد که 5500 سال قبل از تولد مسیح ساخته شده است.

درست است، مس، البته، از نظر بسیاری از ویژگی ها حتی نسبت به سنگ پایین تر بود. همانطور که در بالا ذکر شد، مس یک فلز بسیار نرم است. مزیت اصلی آن ذوب پذیری آن بود که امکان ساخت طیف گسترده ای از اشیاء را از مس فراهم می کرد، اما از نظر استحکام و تیزی چیزهای زیادی باقی می ماند. البته، قبل از کشف، به عنوان مثال، فولاد زلاتوست (مقاله "فولاد داماس روسی از زلاتوست") چندین هزار سال دیگر باید می گذشت. از این گذشته، فناوری ها در ابتدا به تدریج ایجاد شدند - با مراحل نامشخص و ترسو، از طریق آزمایش و خطاهای بی شمار. مس به زودی با برنز، آلیاژی از مس و قلع، جایگزین شد. درست است، قلع، بر خلاف مس، در همه جا یافت نمی شود. بی جهت نبود که در زمان های قدیم بریتانیا را "جزایر قلع" می نامیدند - بسیاری از مردم سفرهای تجاری را برای قلع به آنجا فرستادند.

مس و برنز اساس تمدن یونان باستان شد. در ایلیاد و ادیسه دائماً می خوانیم که یونانی ها و ترواها زره مسی و برنزی می پوشیدند و از سلاح های برنزی استفاده می کردند. بله، در دوران باستان متالورژی تا حد زیادی در خدمت ارتش بود. آنها اغلب زمین را به روش قدیمی و با یک گاوآهن چوبی شخم می زدند و مثلاً می توانستند زهکشی از چوب یا خاک رس بسازند، اما سربازان با زره فلزی قوی به میدان جنگ می رفتند. با این حال، برنز به عنوان ماده ای برای سلاح ها یک اشکال جدی داشت: بسیار سنگین بود. بنابراین انسان به مرور زمان ذوب و فرآوری فولاد را آموخت.

آهن در روزهایی که عصر برنز بر روی زمین در جریان بود شناخته شده بود. با این حال، آهن خام، به دست آمده در نتیجه پردازش در دمای پایین، بسیار نرم بود. آهن شهاب سنگی محبوب تر بود، اما بسیار نادر بود و فقط به صورت تصادفی یافت می شد. با این حال، سلاح های آهنی شهاب سنگی گران بودند و داشتن آنها بسیار معتبر بود. مصریان خنجرهای جعل شده از شهاب سنگ هایی را که از آسمان فرو می ریزند آسمانی می نامیدند.

به طور کلی پذیرفته شده است که فرآوری آهن در میان هیتی هایی که در خاورمیانه زندگی می کردند، رواج یافت. آنها کسانی هستند که در حدود 1200 قبل از میلاد هستند. ه. یاد گرفتیم که چگونه فولاد واقعی را بو کنیم. برای مدتی، قدرت‌های خاورمیانه فوق‌العاده قدرتمند شدند، هیتی‌ها خود روم را به چالش کشیدند، و فلسطینی‌ها که در کتاب مقدس ذکر شده است، قلمروهای وسیعی را در شبه جزیره عربستان مدرن کنترل کردند. اما به زودی مزیت تکنولوژیکی آنها از بین رفت، زیرا همانطور که معلوم شد، فن آوری ذوب فولاد آنقدرها هم سخت نبود. مشکل اصلی ایجاد آهنگری بود که در آن امکان رسیدن به دمایی وجود داشت که در آن آهن به فولاد تبدیل می شد. زمانی که مردم اطراف ساختن چنین کوره های ذوبی را آموختند، تولید فولاد به معنای واقعی کلمه در سراسر اروپا آغاز شد. البته خیلی به مواد اولیه بستگی داشت. از این گذشته، مردم نسبتاً اخیراً آموختند که مواد خام را با مواد اضافی غنی کنند که خواص جدیدی به فولاد می بخشد. به عنوان مثال، رومی ها سلت ها را مسخره می کردند، زیرا بسیاری از قبایل سلتی دارای فولاد ضعیفی بودند که شمشیرهایشان در نبرد خم می شد و جنگجویان مجبور بودند برای صاف کردن تیغه به ردیف عقب فرار کنند. اما رومی ها محصولات اسلحه سازان هند را تحسین می کردند. و برخی از قبایل سلتی فولادی داشتند که از دمشق معروف کم نداشت. (مقاله «فولاد دمشق: افسانه ها و واقعیت»)

اما به هر حال بشریت وارد عصر آهن شد و دیگر نمی توان جلوی آن را گرفت. حتی گسترده‌ترین گسترش پلاستیک‌ها که در قرن بیستم رخ داد، نتوانست فلز را از بیشتر حوزه‌های فعالیت انسانی جابجا کند.

فلز همه جا ما را احاطه کرده است. اما هیچ کس نمی داند که متالورژی کجا و چه زمانی به وجود آمد. مورخان مدرن معتقدند که یک و نیم هزار سال پیش. و این در حالی است که در اورال های جنوبی و میانی آنها 5 یا بیشتر هزار سال پیش به طور کامل ذوب می شدند. اینها کوره های ذوب آرکایم و دیگر شهرهای باستانی هستند، اینها معادن چاد هستند که قدمت آنها 3-7 هزاره قبل از میلاد است.

مورخان نسخه ای را ارائه کرده اند که روزی روزگاری برخی از سنگ های حاوی فلز به طور تصادفی در آتش مردی بدوی افتاد و در آنجا ذوب شد و بنابراین متالورژی به طور تصادفی ظاهر شد. علاوه بر این، عملاً در سراسر سیاره به طور همزمان در خط است.

در عین حال، شعله t آتش باز حدود 700 درجه است و برای ذوب مس تا 300 درجه بیشتر لازم است. برای ذوب مس علاوه بر دما، آزادسازی اکسیدها از اکسیژن اضافی نیز ضروری است. در غیر این صورت، سنگ معدن یا فقط ذغال می شود، اما ذوب نمی شود، یا بیش از حد اکسید می شود و به ماده پودری نامناسب برای ساخت ابزارهای با کیفیت تبدیل می شود. همانطور که می دانید شعله باز یک فرآیند اکسیداتیو است و به این ترتیب نمی توان سنگ معدن را از اکسیژن اضافی خارج کرد.

مورخان روند تاریخی را به عصر حجر، برنز و آهن تقسیم می کنند. این طبقه بندی در سال 1816 ابداع شد و توسط تاجر و بشردوست دانمارکی کریستین یورگن تامسنز که یک آماتور کامل در باستان شناسی بود و در اوقات فراغت خود به مطالعه آثار باستانی در اختیار داشت، پیشنهاد شد. مورخان این ایده آماتوری را با جزمی اشتباه گرفتند که هنوز در سر دانش‌آموزان چکش می‌خورد. در سال 1876 در کنگره جهانی مفهوم عصر مس یا مس سنگ به این طبقه بندی اضافه شد.

برنز از آلیاژ مس با قلع به عنوان جزء اصلی آلیاژی به دست می آید و قلع نیز شامل آلیاژهایی با آلومینیوم، سیلیکون، سرب و سایر اجزا است. بنابراین انواع مختلفی از قلع وجود دارد و افراد باستانی در هزاره سوم قبل از میلاد وجود دارند. ظاهراً در مدرسه شیمی را خوب خوانده اند. خب مزخرف است؟ مورخان به این پاسخ می‌گویند که گذشتگان قلع را با استفاده از فناوری متفاوتی به دست می‌آوردند، نه مانند اکنون، آنها به آلیاژ کردن فلزات نمی‌پرداختند، بلکه بلافاصله قلع را از چنین سنگ معدنی به‌دست می‌آوردند. بلافاصله آن را ذوب کردند و بلافاصله برنز گرفتند. "این غیر ممکن است!" - می گویند متالوژیست ها، حتی دانشجویان سال اول دانشکده تخصصی. "همه چیز با ما امکان پذیر است!" - مورخان پاسخ می دهند.

در سال 1974 ارتش تراکوتا در چین کشف شد. این تقریباً 200 سال قبل از میلاد است. جالب اینجاست که این ارتش به تیرهای فولادی پرکربن با نوک کروم مجهز شده بود. در اروپا، آبکاری کروم تنها در قرن 19 آغاز شد. چینی ها معتقدند (طبق افسانه ها) این دانش توسط خدایی با سر مرد و بدن اژدها به آنها منتقل شده است. چرا که نه؟ Lemurians Reploid در سیاره ما زندگی می کردند؛ آنها موجوداتی با سطح هوش بالا بودند.

سپس این فناوری به ژاپن مهاجرت کرد، جایی که شمشیرهای سامورایی ساخته شد. در ژاپن، مواد خام محلی حاوی فلز حاوی مولیبدن بود، نقطه ذوب آن 2610 درجه است. یکی از نسوزترین فلزات روی زمین است. جالب می شود. کشوری که مردم آن عبا و دمپایی می پوشند، در خانه های کاغذی روی زمین می خوابند، ماهی خام می خورند و مسیریابی نمی دانند. اما در عین حال، آنها دارای کوره های با تکنولوژی بالا هستند که قادر به ذوب آلیاژ آهن-مولیبدن هستند. پارادوکس. مورخان نمی توانند این را توضیح دهند. همینطور خیلی چیزهای دیگر. بنابراین باید مثل همیشه این کار را انجام دهید - نادیده بگیرید. شمشیرهای سامورایی بر اساس این الگو ساخته می شدند. ابتدا بلنک ها - قطب های فلزی - از مواد اولیه اولیه تولید می شدند، سپس آنها را به مدت 80 سال در لجن باتلاق قرار می دادند، جایی که محیط اسیدی باتلاق، گوگرد و فسفر را می خورد و باعث کاهش کیفیت فلز می شد. پس از 80 سال، قطعه کار به آهنگری رفت و در آنجا بارها نورد شد و مجدداً مجدداً مجدداً جوش داده شد، بنابراین فلز چند لایه ساخته شد، تعداد لایه ها به هزار لایه رسید. علاوه بر این، در طول فرآیند reforging، تصفیه اضافی فلز رخ داد. علاوه بر این، شمشیرهای سامورایی دو فلزی هستند. هسته از فولاد پر کربن تشکیل شده است که بین دو صفحه آهن کم کربن قرار گرفته است. در طی فرآیند سخت شدن، شمشیر خم شد و شکل دلخواه به دست آمد.

♣

فناوری های هند باستان نیز بسیار جالب هستند. در شمال هند، در پنجاب، حداقل دو هزار سال قبل از میلاد، یک ماده مرکب، فولاد گلدار، در مقیاس صنعتی تولید شد. این بدان معنی است که آریایی ها از ارکائیم قبلاً در این زمان به هند رسیده بودند. تیغه های فولادی داماسک خواص فوق العاده ای داشتند. آنها 120 درجه خم شدند، عملا کسل کننده نبودند و خود تیز می شدند. در هوا، چنین شمشیری می تواند روسری ابریشمی را برش دهد. اطلاعاتی وجود دارد که برخی از رزمندگان شمشیرهایی مانند کمربند می بستند.

علاوه بر این، شمشیرها نیز سبک بودند. تکنولوژی تولید فولاد داماسک مشابه ژاپنی ها بود، اما تفاوت های زیادی داشت. قطعات اولیه نیز در یک محیط تهاجمی قرار گرفتند، اما نه در لجن اسیدی مانند ژاپن، بلکه در محلول های کمی نمکی. در نتیجه، آهن زنگ می زند. پس از آن، این ماده خالی به فورج فرستاده شد، بارها جعل شد و اکسیدها در یک ساختار پیچیده قرار گرفتند که خاصیت ارتجاعی داخلی مواد را ایجاد می کرد. در همان زمان، فلز نیز در طول فرآیند آهنگری بارها تا شد. اما اگر متالوژیست های ژاپنی این کار را به صورت لایه ای انجام می دادند، پس فناوری هند به این معنی بود که فلز باید مانند خمیر ورز شود.

و مهمتر از همه، اگر شمشیرهای ژاپنی دو فلزی بودند، فولاد داماسک بلافاصله از انواع مختلفی از فولاد با درصدهای مختلف کربن ساخته می شد. و وقتی با یکدیگر ورز می‌دادند، لایه‌ها را مخلوط می‌کردند و پس از سفت شدن این روی تیغه نمایان می‌شد.

هندوها با هیتی ها که در سوریه کنونی زندگی می کردند و محصولات خود را در سرتاسر دریای مدیترانه توزیع می کردند تجارت می کردند. و از آنجا فولاد به اروپا رفت و در آنجا فولاد دمشق نامیده شد. هیتی ها خودشان فولاد دمشق را تولید نمی کردند، بلکه سلاح هایی را از مواد خالی می ساختند.

سپس راز فولاد دمشق از بین رفت، بسیاری از جعلیات ظاهر شد و قرن ها قابل ترمیم نبود. این توسط هموطن ما پاول پتروویچ آنوسوف، که در دهه 1840 فولاد داماسک را در زلاتوست به دست آورد، به دست آمد. بر اساس افسانه های هندی، راز فولاد دمشق توسط هشت قدیس جاودانه که با لباس های درخشان از کوه های پنجاب فرود آمدند، منتقل شد.

در مرکز دهلی ستون جالبی وجود دارد که از آهن خالص ساخته شده است. مطالعات نشان داده است که قسمت زیرزمینی آن هنوز در برخی مناطق مستعد خوردگی است. در دهه 70 قرن گذشته، گروهی از دانشمندان دانشگاه لوس آلاموس. آنها تجزیه و تحلیل کردند و در کمال تعجب متوجه شدند که ستون با یک لایه میکرونی از فیلم سیلیکونی پوشانده شده است. در طول قرن ها این فیلم در برخی نقاط در قسمت زیرزمینی فرو ریخته است و از اینجا بود که خوردگی به وجود آمد. در عین حال قدمت ستون هنوز مشخص نیست و کتیبه ای که بر روی آن حفظ شده است به زبان سانسکریت است که توسط آریایی هایی که از شمال آمده بودند صحبت می کردند و بسیار شبیه به زبان روسی است.

♣

متالوژیست های باستانی هنوز فناوری هایی برای تولید طلا داشتند. واقعیت این است که طلای طبیعی بسیار آلوده است و باید تمیز شود، در غیر این صورت محصولات حاصل از آن کار نمی کنند - آنها خرد می شوند. با استفاده از روش های صنفی، طلا را نمی توان تا بیش از 70 درصد خالص کرد. موثرترین روش امروزه شناخته شده است؛ این روش 99.7٪ تصفیه را فراهم می کند. این الکترولیز است. اما حتی این نیز تمیز کردن 100٪ را فراهم نمی کند.

مورخانی که تقسیم به سنگ و غیره را پذیرفتند. البته آنها قرن ها شیمی را نمی دانستند. مس خالص شیمیایی را نیز می توان با الکترولیز به دست آورد.

مصر دارای خاک بسیار غنی از آهن است. اما به دلایلی در زمان های قدیم متالورژی نداشتند. مصریان آهن را از هیتی ها می خریدند و در مصر باستان آن را فلزی گرانبها می دانستند. مصریان مقادیر عظیمی طلا تولید می کردند. یکی از پادشاهان کرت نوشت: "در آن کشور طلا بسیار است، مانند خاک است، آن را با ما در میان بگذارید." در زمان رامسس سالانه حدود 50 تن طلا در مصر استخراج می شد. و این به صورت موقت است؟ اینجا یک چیز جالب دیگر است. امروزه در مصر اصلاً طلا استخراج نمی شود! زیرا در حال حاضر ذخایر طلا در آنجا ناشناخته است. و اینکه در زمان های قدیم از کجا طلا استخراج می کردند مشخص نیست. بر اساس برخی دست نوشته ها، بخشی از طلا از سنگ استخراج نشده است، بلکه با استفاده از فناوری های خدای توث تولید شده است. یعنی کیمیا بود. خود کلمه "کیمیا" به "ال کیمی" عربی، یعنی "علمی از کشور کیمی" - علم مصری برمی گردد. این همان علم خدای توث است که ساخت طلا از جیوه را ممکن کرد.

برای مدت طولانی، عموماً پذیرفته شده بود که کیمیاگری یک شبه علم است؛ اعتقاد بر این بود که عناصر شیمیایی یکی و غیرقابل تقسیم هستند و نمی توانند به یکدیگر تبدیل شوند. این پارادایم علمی است. اما در همین حال، اورانیوم در نتیجه تجزیه رادیونوکلئید به سرب تبدیل می شود. در طلوع قرن بیستم، رادرفورد امکان دگرگونی شیمیایی فلزات را اثبات کرد. در سال 1941 دو فیزیکدان هاروارد از طریق واکنش np از جیوه طلا تولید کردند. هسته‌های عطارد با نوترون‌های سریع (n) بمباران شدند، هسته آنها را جذب کرد و یک پروتون (p) ساطع کرد، بنابراین واکنش np انجام شد. در سال 1913 روشی برای تولید طلا از سرب، جیوه و تالیم با تابش ذرات آلفا و بتا پیشنهاد شد.

بدین ترتیب در قرن بیستم علم کیمیاگری که مصریان باستان از آن برخوردار بودند به اثبات رسید. در دهه 1970، مصری ها از شیمیدان های انگلیسی دعوت کردند تا مصنوعات طلای مقبره توت عنخ آمون را بررسی کنند تا سنگ هایی که این فلز از آنها به دست آمده است را مشخص کنند. نتایج غیرمنتظره بود. در برخی از مصنوعات، طلا تا 99.9٪ خالص شده است که استفاده از الکترولیز در مصر باستان را ثابت می کند. برخی از مصنوعات از 100٪ طلای خالص تشکیل شده بودند و کمی رادیواکتیو بودند، که نشان دهنده استفاده از واکنش های هسته ای برای تبدیل فلزات است. این آثار با تاریخ ساختگی بشر در تضاد هستند و اکنون در انبارها هستند و البته تبلیغاتی هم ندارند. این (و خیلی بیشتر) نمی تواند اتفاق بیفتد، زیرا هرگز نمی تواند اتفاق بیفتد! - شعار اصلی تاریخ.

متالورژی غیرممکن پیشینیان، پارادایم تاریخ را از بین می برد.

♣

در اورال های زیر قطبی، یک اکتشاف اکتشافی زمین شناسی روسیه در اوایل دهه 90 چشمه های تنگستن مرموز با منشا ناشناخته را کشف کرد. ذوب t 3000 درجه. آنها به دنبال طلا بودند، ماسه ها را غربال کردند و آن را پیدا کردند. در ابتدا فرض بر این بود که اینها چیزی بیش از قطعاتی از فناوری موشک یا یک هواپیما نیستند. اما معلوم شد که احتمال این صفر است. و تجزیه و تحلیل رادیوکربن یک نتیجه احساسی را به همراه داشت. این یافته ها صدها هزار سال قدمت دارند. با بزرگنمایی زیاد، کتیبه های «روتور»، «از روس یار»، «دست یار»، «معبد یار» روی چشمه ها یافت شد. این نانوتکنولوژی پروتو-روس های باستانی 100 هزار سال پیش است.