The Discovery of Metals

Topics Covered

Wprowadzenie
Six Metals Were used by Prehistoric Man
How Were Metals First Discovered?
Metale rodzime
Początek metalurgii

Wprowadzenie

Przez całą historię i rozwój cywilizacji, odkrycie, rozwój i zastosowanie metali napędzało sposób, w jaki ludzie żyją, a społeczeństwa były organicznie kształtowane. Historycy wykorzystują nieodłączny związek rozwoju przemysłowego i metali odkrytych i rozpowszechnionych w tym czasie, aby opisać pewne okresy znaczącego postępu społecznego i technologicznego. Takich jak epoka kamienia, epoka brązu i epoka żelaza.

Wytworzono na podstawie treści dostarczonych przez ASM International w książce „Metallurgy for the Non-Metallurgist, Second Edition
Editor(s): Arthur C. Reardon”

Odkąd człowiek po raz pierwszy odkrył miedź (Około 9000BC), naturalnie występujący, stosunkowo czysty metal, rodzimy dla wielu krajów, badanie i znajomość metalurgii ma fundamentalne znaczenie dla sposobu, w jaki ludzie żyli. Wywodząca się z bardzo podstawowej ciekawości, jak ten nowy materiał może być wykorzystany i jak zachowuje się w różnych sytuacjach i warunkach metalurgia rozwinęła się ze sztuki do nauki.

Nasza fascynacja metalami rozpoczęła się od człowieka prehistorycznego, który zaczął używać różnych metali.

Sześć metali było używanych przez człowieka prehistorycznego

Wiadome jest, że człowiek prehistoryczny używał sześciu metali. Były to:

• Złoto
• Srebro
• Miedź
• Cynę
• Ołów
• Żelazo.

Każdy z nich ma inne właściwości, człowiek prehistoryczny odkrył, że niektóre metale są bardziej przydatne do pewnych zadań i zaczął wyszczególniać poszczególne metale do zastosowań. Na przykład, złoto i srebro są bardzo miękkie i dlatego były używane głównie do dekoracji i kruszców w handlu. Miedź oferowała człowiekowi prehistorycznemu więcej właściwości i mogła być utwardzana przez młotkowanie lub kucie, dlatego używano jej do wyrobu narzędzi – choć bardzo prymitywnych. Odkrycie brązu (stopu miedzi i cyny) zmieniło sposób, w jaki człowiek żył, polował, walczył i prosperował. Był mocniejszy niż miedź, można go było utwardzać przez kucie i odlewać do określonego kształtu.

Ołów jest miękki, łatwo się go obrabia i człowiek prehistoryczny zdał sobie sprawę, że jest idealny do produkcji naczyń do transportu płynów. Później ołów stał się podstawowym materiałem w produkcji rur, takich jak te używane do transportu wody we wczesnym Imperium Rzymskim.

Obraz 1: Brązowe naczynie z uchwytem Kuei na prostokątnym cokole (34,30 × 44,50 cm) odlane w Chinach w VII w. p.n.e. Dzięki uprzejmości ©The Cleveland Museum of Art, Leonard C. Hanna, Jr. Fund, 1974.73

Żelazo zmieniło reguły gry, było tak ważnym materiałem, używanym do wszelkiego rodzaju zastosowań, a fenomenalny wzrost jego wykorzystania doprowadził do powstania „epoki żelaza”, przejścia od mniej rozwiniętej epoki brązu.

Dzisiaj nasze społeczeństwo jest całkowicie zależne od metali, często odległych i znacznie bardziej egzotycznych niż kuta miedź odkryta po raz pierwszy tysiące lat temu. A nauka o metalurgii jest obecnie jedną z najszerzej udokumentowanych i badanych nauk o materiałach. Skąd więc wzięła się nasza fascynacja metalami, aby stać się tak zależną od metalurgii?

Jak odkryto metale?

Pierwszymi zarejestrowanymi metalami były te, które znaleziono w stanie nieprzereagowanym, określane jako „metale rodzime”. Metale te mogły być wydobywane i wykorzystywane bez potrzeby bardziej skomplikowanej ekstrakcji lub oddzielania od innych metali lub atomów niemetali. Większość metali występuje naturalnie w postaci minerałów lub związków, w których atom metalu wszedł w reakcję z innymi metalami lub atomami niemetalu. Jeden z kluczowych etapów rozwoju Metalurgii jako nauki, obraca się wokół ekstrakcji metali z ich naturalnych stanów.

Metale Naturalne

Złoto, Srebro i Miedź są przykładami metali naturalnych, które naturalnie występują w stosunkowo czystym stanie. Starożytny człowiek po raz pierwszy znalazł i zaczął używać rdzenne metale około 5000 lat przed naszą erą. Przez następne 2000 lat, prowadzące do epoki brązu, człowiek opanował sposoby znajdowania, manipulowania i wykorzystywania tych rodzimych metali w lepszy sposób i w wielu zastosowaniach.

Samorodki złota były często najłatwiejsze do znalezienia i wykorzystania. Srebro było takie samo i do dziś zarówno złoto, jak i srebro są cenione i używane jako metale ozdobne do wyrobu biżuterii itp.

Zastosowanie miedzi jest często określane przez historyków jako znaczący prekursor epoki brązu i prawdopodobnie początek metalurgii, jaką znamy dzisiaj. Miedź, podobnie jak złoto i srebro, występowała w stanie naturalnym, z 99,9% czystymi rudami znalezionymi na całym świecie. Tabela 1 jest przybliżonym chronologicznym i geograficznym podsumowaniem niektórych z wczesnych dominujących metali:

Tabela 1. Przybliżone chronologiczne i geograficzne podsumowanie niektórych z wczesnych dominujących metali

Początek metalurgii?

Nieznani pierwsi użytkownicy kutej (naturalnie występującej) miedzi, którzy zauważyli, że kiedy uderzali młotkiem w ten metal, stawał się on znacznie twardszy i mocniejszy, byli pierwszymi krokami w kierunku Nanotechnologii, która zdominowała współczesną metalurgię.

Przez nieumyślne kontrolowanie liczby i konfiguracji nanokrystalicznych elementów struktury miedzi, jej utwardzone właściwości uczyniły ją bardziej użyteczną do takich rzeczy jak narzędzia, noże itp. Odkrycie, że miedź można również uzyskać przez ogrzewanie niebieskich kamieni lub minerałów (głównie rud siarczku miedzi) nastąpiło między 4000 – 3000 pne. Wydobycie miedzi z rud siarczku miedzi zapewniło człowiekowi inne, bardziej obfite źródło miedzi. W ten sposób narodziła się Metalurgia.

Powyższy artykuł powstał na podstawie materiałów dostarczonych przez ASM International w książce „Metallurgy for the Non-Metallurgist, Second Edition” pod redakcją A.C. Reardon.

Więcej informacji można uzyskać kontaktując się z ASM International

.