De ontdekking van metalen

Onderwerpen

Inleiding
Zes metalen werden gebruikt door de prehistorische mens
Hoe werden metalen voor het eerst ontdekt?
Native Metals
The Start of Metallurgy?

Inleiding

Doorheen de geschiedenis en de vooruitgang van de beschaving heeft de ontdekking, ontwikkeling en toepassing van metalen de manier waarop mensen leven bepaald en zijn samenlevingen organisch gevormd. Historici gebruiken het intrinsieke verband tussen de industriële ontwikkeling en de metalen die in die tijd ontdekt en gangbaar waren, om bepaalde perioden van belangrijke sociale en technologische vooruitgang te beschrijven. Zoals de steentijd, de bronstijd en de ijzertijd.

Opgesteld op basis van inhoud die door ASM International wordt verstrekt in het boek “Metallurgy for the Non-Metallurgist, Second Edition
Editor(s): Arthur C. Reardon”

Sinds de mens koper ontdekte (rond 9000 v. Chr.), een natuurlijk voorkomend, relatief zuiver metaal dat in vele landen voorkomt, is de studie en kennis van de metallurgie van fundamenteel belang geweest voor de manier waarop de mens heeft geleefd. De studie en kennis van de metallurgie is van fundamenteel belang geweest voor de manier waarop de mens heeft geleefd. Vanuit een fundamentele nieuwsgierigheid naar het gebruik van dit nieuwe materiaal en zijn gedrag in verschillende situaties en onder verschillende omstandigheden heeft de metallurgie zich ontwikkeld van een kunst tot een wetenschap.

Onze fascinatie voor metalen begon met de prehistorische mens die een reeks metalen begon te gebruiken.

De prehistorische mens gebruikte zes metalen

rehistoric man is known to have used six metals. Dit waren:

• Goud
• Zilver
• Koper
• Tin
• Lood
• Iron.

Elke met verschillende eigenschappen, de prehistorische mens ontdekte dat sommige metalen nuttiger waren voor bepaalde taken en ze begonnen bepaalde metalen te specificeren voor toepassingen. Goud en zilver zijn bijvoorbeeld erg zacht en werden daarom voornamelijk gebruikt voor decoratie en ongemunt goud voor de handel. Koper bood de prehistorische mens meer kwaliteiten en kon worden gehard door hameren of smeden en werd daarom gebruikt om werktuigen te maken – zij het zeer primitieve. De ontdekking van brons (een legering van koper en tin) veranderde de manier waarop de mens leefde, jaagde, vocht en zich voorspoedig ontwikkelde. Het was sterker dan koper, kon worden gehard door smeden, en kon in een specifieke vorm worden gegoten.

Lood is zacht, gemakkelijk te bewerken, en de prehistorische mens realiseerde zich dat het perfect was om er vaten van te maken om vloeistoffen in te vervoeren. Later zou lood een fundamenteel materiaal worden bij de vervaardiging van pijpen, zoals die in het vroege Romeinse Rijk werden gebruikt om water te vervoeren.

afbeelding 1: Een bronzen Kuei-vat op een rechthoekige sokkel (34,30 × 44,50 cm) gegoten in China in de 7e eeuw v. Chr. Courtesy of ©The Cleveland Museum of Art, Leonard C. Hanna, Jr. Fund, 1974.73

Iron was een spelbreker, het was zo’n belangrijk materiaal, gebruikt voor allerlei toepassingen en de fenomenale groei van het gebruik ervan leidde tot de ‘IJzertijd’ een overgang van de minder ontwikkelde Bronstijd.

Heden ten dage is onze maatschappij volledig afhankelijk van metalen, vaak veel verder en veel exotischer dan het gesmede Koper dat duizenden jaren geleden voor het eerst werd ontdekt. En, de wetenschap van de metallurgie is nu een van de meest gedocumenteerde en onderzochte materiaalkunde. Dus waar komt onze fascinatie voor metalen vandaan om zo afhankelijk te worden van de metallurgie?

Hoe werden metalen voor het eerst ontdekt?

De eerste metalen die werden gebruikt, werden gevonden in een niet-gereageerde toestand, de zogenoemde “inheemse metalen”. Deze metalen konden worden gedolven en gebruikt zonder de noodzaak van meer gecompliceerde extractie of scheiding van andere metalen of niet-metaalatomen. De meeste metalen komen van nature voor als mineralen of verbindingen, waarbij het metaalatoom heeft gereageerd met andere metalen of niet-metaalatomen, een van de belangrijkste stappen in de ontwikkeling van de Metallurgie als wetenschap, draait om de extractie van metalen uit hun natuurlijke staat.

Native Metals

Goud, Zilver en Koper zijn allemaal voorbeelden van Native Metals die van nature voorkomen in een relatief zuivere staat. Ongeveer 5000 jaar voor Christus vond de mens in de oudheid voor het eerst inheemse metalen en begon deze te gebruiken. In de daaropvolgende 2000 jaar, leidend tot het Bronzen Tijdperk, leerde de mens deze inheemse metalen op betere manieren te vinden, te manipuleren en te gebruiken in een reeks van toepassingen.

Goudklompjes waren vaak het gemakkelijkst te vinden en te gebruiken. Goud werd van nature gevonden, gemengd met sediment in rivierbeddingen over de hele wereld, en was gemakkelijk te verzamelen en relatief gemakkelijk te vormen.Zilver was hetzelfde en tot op de dag van vandaag worden zowel goud als zilver nog steeds gewaardeerd en gebruikt als decoratieve metalen voor juwelen etc.

Het gebruik van koper wordt door historici vaak genoemd als een belangrijke voorloper van de Bronstijd, en mogelijk het begin van de metallurgie zoals we die vandaag de dag kennen. Koper bestond, net als goud en zilver, in natuurlijke staat, met 99,9% zuivere ertsen die over de hele wereld werden gevonden. Tabel 1 is een chronologisch en geografisch overzicht bij benadering van enkele van de eerste dominante metalen:

Tabel 1. Bij benadering een chronologisch en geografisch overzicht van enkele van de vroegste dominante metalen

Het begin van de metallurgie?

Onwetend voor de vroege gebruikers van gesmeed (natuurlijk voorkomend) koper, die merkten dat als ze op dit metaal sloegen het aanzienlijk harder en sterker werd, waren dit de eerste stappen op weg naar een Nanotechnologie die de moderne metallurgie domineert.

Door onbedoeld het aantal en de configuratie van de nanokristallijne elementen van de koperstructuur te controleren, maakten de hardere eigenschappen het bruikbaarder voor zaken als gereedschap, messen enz. De ontdekking dat koper ook kon worden verkregen door verhitting van Blauwe Stenen of mineralen (voornamelijk kopersulfide-ertsen) vond plaats tussen 4000 – 3000 v. Chr. De winning van koper uit kopersulfide-ertsen verschafte de mens een andere, meer overvloedige bron van koper. Vandaar dat de Metallurgie was geboren.

Dit artikel is gemaakt op basis van materiaal verstrekt door ASM International in het boek “Metallurgy for the Non-Metallurgist, Second Edition” Bewerkt door A.C. Reardon.

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met ASM International