Die Entdeckung der Metalle

Behandelte Themen

Einführung
Sechs Metalle wurden vom prähistorischen Menschen verwendet
Wie wurden Metalle zuerst entdeckt?
Einheimische Metalle
Der Beginn der Metallurgie?

Einführung

Im Laufe der Geschichte und der Entwicklung der Zivilisation hat die Entdeckung, Entwicklung und Anwendung von Metallen die Art und Weise beeinflusst, wie Menschen leben und Gesellschaften organisch geformt wurden. Historiker nutzen den inneren Zusammenhang zwischen der industriellen Entwicklung und den zu dieser Zeit entdeckten und verbreiteten Metallen, um bestimmte Perioden mit bedeutenden sozialen und technologischen Fortschritten zu beschreiben. So zum Beispiel die Steinzeit, die Bronzezeit und die Eisenzeit.

Erstellt aus Inhalten, die von ASM International im Buch „Metallurgy for the Non-Metallurgist, Second Edition
Editor(s): Arthur C. Reardon“

Seit der Mensch zum ersten Mal Kupfer entdeckte (um 9000 v. Chr.), ein natürlich vorkommendes, relativ reines Metall, das in vielen Ländern heimisch ist, ist das Studium und die Kenntnis der Metallurgie grundlegend für die Lebensweise der Menschen gewesen. Ausgehend von der grundlegenden Neugier, wie dieses neue Material verwendet werden könnte und wie es sich in verschiedenen Situationen und unter verschiedenen Bedingungen verhält, hat sich die Metallurgie von einer Kunst zu einer Wissenschaft entwickelt.

Unsere Faszination für Metalle begann mit den prähistorischen Menschen, die begannen, eine Reihe von Metallen zu verwenden.

Sechs Metalle wurden von den prähistorischen Menschen verwendet

Es ist bekannt, dass prähistorische Menschen sechs Metalle verwendet haben. Diese waren:

• Gold
• Silber
• Kupfer
• Zinn
• Blei
• Eisen.

Jedes mit unterschiedlichen Eigenschaften, entdeckte der prähistorische Mensch, dass einige Metalle für bestimmte Aufgaben nützlicher waren und sie begannen, bestimmte Metalle für Anwendungen zu spezifizieren. Zum Beispiel: Gold und Silber sind sehr weich und wurden daher vorwiegend für Dekoration und Barren für den Handel verwendet. Kupfer bot den prähistorischen Menschen mehr Qualitäten und konnte durch Hämmern oder Schmieden gehärtet werden und wurde daher zur Herstellung von Werkzeugen verwendet – wenn auch sehr primitiven. Die Entdeckung von Bronze (eine Legierung aus Kupfer und Zinn) veränderte die Art und Weise, wie der Mensch lebte, jagte, kämpfte und gedieh. Es war stärker als Kupfer, konnte durch Schmieden gehärtet und in eine bestimmte Form gegossen werden.

Blei ist weich, leicht zu bearbeiten, und der prähistorische Mensch erkannte, dass es sich perfekt für die Herstellung von Gefäßen zum Transport von Flüssigkeiten eignete. Später war Blei ein grundlegendes Material für die Herstellung von Rohren, wie sie im frühen Römischen Reich für den Wassertransport verwendet wurden.

Bild 1: Ein bronzenes Kuei-Gefäß auf einem rechteckigen Sockel (34,30 × 44,50 cm), gegossen im 7. Jahrhundert v. Chr. in China. Fund, 1974.73

Eisen war ein Spielveränderer, es war ein so wichtiges Material, das für alle möglichen Anwendungen genutzt wurde, und das phänomenale Wachstum seiner Verwendung führte zur „Eisenzeit“, einem Übergang von der weniger entwickelten Bronzezeit.

Heute ist unsere Gesellschaft völlig abhängig von Metallen, die oft weit entfernt und viel exotischer sind als das geschmiedete Kupfer, das vor Tausenden von Jahren erstmals entdeckt wurde. Und die Wissenschaft der Metallurgie ist heute eine der am besten dokumentierten und erforschten Materialwissenschaften. Woher kommt also unsere Faszination für Metalle, die uns so abhängig von der Metallurgie macht?

Wie wurden Metalle zuerst entdeckt?

Die ersten aufgezeichneten Metalle, die verwendet wurden, waren solche, die in einem unreagierten Zustand gefunden wurden und als „Native Metalle“ bezeichnet wurden. Diese Metalle konnten abgebaut und verwendet werden, ohne dass eine kompliziertere Extraktion oder Trennung von anderen Metallen oder nichtmetallischen Atomen notwendig war. Die meisten Metalle kommen in der Natur als Mineralien oder Verbindungen vor, bei denen das Metallatom mit anderen Metallen oder nichtmetallischen Atomen reagiert hat. Einer der wichtigsten Schritte bei der Entwicklung der Metallurgie als Wissenschaft dreht sich um die Gewinnung von Metallen aus ihrem natürlichen Zustand.

Native Metalle

Gold, Silber und Kupfer sind alles Beispiele für native Metalle, die in der Natur in einem relativ reinen Zustand vorkommen. Der antike Mensch fand und nutzte native Metalle erstmals etwa 5000 Jahre vor Christus. In den nächsten 2000 Jahren, bis zur Bronzezeit, beherrschte der Mensch das Finden, Manipulieren und Verwenden dieser einheimischen Metalle auf bessere Weise und in einer Reihe von Anwendungen.

Goldnuggets waren oft am einfachsten zu finden und zu verwenden. Gold war leicht zu sammeln und relativ einfach zu formen, da es von Natur aus mit Sedimenten in Flussbetten auf der ganzen Welt vermischt war.

Silber war das Gleiche und bis zum heutigen Tag werden sowohl Gold als auch Silber immer noch geschätzt und als dekorative Metalle für Schmuck etc. verwendet.

Die Verwendung von Kupfer wird von Historikern oft als ein bedeutender Vorläufer der Bronzezeit und möglicherweise der Beginn der Metallurgie, wie wir sie heute kennen, bezeichnet. Kupfer, ähnlich wie Gold und Silber, existierte in einem natürlichen Zustand, mit 99,9 % reinen Erzen, die rund um den Globus gefunden wurden. Tabelle 1 ist eine ungefähre chronologische und geografische Zusammenfassung einiger der frühen dominanten Metalle:

Tabelle 1. Ungefähre chronologische und geographische Zusammenfassung einiger der frühen dominanten Metalle

Der Beginn der Metallurgie?

Unbemerkt von den frühen Anwendern des geschmiedeten (natürlich vorkommenden) Kupfers, die bemerkten, dass dieses Metall beim Hämmern deutlich härter und stärker wurde, waren dies die ersten Schritte in Richtung einer Nanotechnologie, die die moderne Metallurgie dominiert.

Indem man unbeabsichtigt die Anzahl und Konfiguration der nanokristallinen Elemente der Struktur des Kupfers kontrollierte, machten seine gehärteten Eigenschaften es nützlicher für Dinge wie Werkzeuge, Messer usw. Die Entdeckung, dass Kupfer auch durch Erhitzen von Blausteinen oder Mineralien (hauptsächlich Kupfersulfiderze) gewonnen werden kann, erfolgte zwischen 4000 – 3000 v. Chr. Die Gewinnung von Kupfer aus Kupfersulfiderzen bot dem Menschen eine weitere, reichhaltigere Quelle für Kupfer. Damit war die Metallurgie geboren.

Dieser Artikel wurde aus dem von ASM International zur Verfügung gestellten Material des Buches „Metallurgy for the Non-Metallurgist, Second Edition“, herausgegeben von A.C. Reardon, erstellt.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte ASM International