青铜。发明和生产的历史

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青铜。发明和生产的历史

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在公元前 3 世纪。人们开始在经济活动中广泛使用金属。从石头工具到金属工具的转变在人类历史上具有极其重要的意义。也许没有其他发现会导致如此重大的社会变化。

铜是第一种被广泛使用的金属。我们的祖先不断寻找他们需要的石头，人们一定认为，在古代就已经关注红绿色或绿灰色的原生铜片。在岸边和岩石的悬崖上，他们遇到了黄铁矿、铜光泽和赤铜矿（紫铜矿）。起初，人们把它们当作普通的石头，进行相应的加工。他们很快发现，当用石锤加工铜时，它的硬度显着增加，变得适合制造工具。因此，冷金属加工或原始锻造的方法开始使用。

古铜器

然后又发现了另一个重要发现——一块原生铜或含有金属的地表岩石，落入火中，发现了石头所不具备的新特征：在强烈加热下，金属熔化并冷却，获得了新形状。如果表格是人工制作的，则获得了人所需的产品。铜的这种特性首先被古代工匠用于铸造珠宝，然后用于制作铜工具。

冶金学就这样诞生了。熔化开始在特殊的高温炉中进行，这是人们熟知的陶瓷炉的略微修改设计。一般来说，铜是一种软金属，比石头硬得多。但是铜工具可以快速轻松地磨尖。（根据 S.A. Semenov 的观察，当用铜斧代替石斧时，切割速度提高了大约 XNUMX 倍。）

对金属工具的需求开始迅速增长。人们开始了对铜矿石的真正“狩猎”。事实证明，它并非随处可见。在那些发现了丰富的铜矿床的地方，它们的密集开发出现了，矿石和矿山业务出现了。正如考古学家的发现所表明的那样，在古代，矿石开采过程已经大规模上演。例如，在公元前1600年左右开始开采铜矿的萨尔茨堡附近，矿井深度达到100米，从每个矿井延伸出来的漂移总长度达数公里。

古代矿工必须解决现代矿工面临的所有问题：加固金库、通风、照明、将开采的矿石抬上山。画廊用木制支架加固。开采出来的矿石在附近有厚壁的低粘土熔炉中冶炼。其他地方也有类似的冶金中心。

在公元前 3 世纪末。古代大师开始使用合金的特性，首先是青铜。青铜的发现应该是由一个意外引起的，在铜的大规模生产中是不可避免的。某些等级的铜矿石含有少量（最多 2%）的锡混合物。冶炼这种矿石后，工匠们注意到从中获得的铜比平时要坚硬得多。由于另一个原因，锡矿石可能会进入铜冶炼炉。尽管如此，对矿石性质的观察导致了锡的价值的发展，他们开始将锡添加到铜中，形成一种人造青铜合金。

当与锡一起加热时，铜会更好地熔化并且更容易铸造，因为它变得更具流动性。青铜工具比铜工具更硬，锋利好且容易。青铜冶金使人类活动的所有部门的劳动生产率提高数倍成为可能。工具的生产本身要简单得多：人们不再费力地敲打和研磨石头，而是用液态金属填充完成的形式，并获得了他们的前人甚至做梦也想不到的结果。

铸造技术逐步提高。起初，铸造是在开放的粘土或沙模中进行的，这只是一个凹陷。它们被可以重复使用的石头雕刻的开放形式所取代。然而，开放式模具的最大缺点是只能在其中获得扁平产品。它们不适合铸造复杂形状的产品。当封闭的可拆卸模具被发明时，我们找到了出路。

浇铸前，模具的两半紧密相连。然后将熔化的青铜从孔中倒入。当金属冷却凝固后，拆下模具，得到成品。这种方法可以铸造形状复杂的产品，但不适用于有花样的铸造。但是，当封闭形式被发明时，即使是这个困难也被克服了。使用这种铸造方法，未来产品的精确模型首先由蜡模制而成。然后将其涂上粘土并在窑中烧制。蜡熔化并蒸发，粘土取模型的精确铸件。将青铜倒入由此形成的空隙中。当它冷却下来时，模具被打破了。

由于所有这些操作，工匠们甚至能够铸造出形状非常复杂的空心物体。逐渐地，发现了加工金属的新技术，如拉丝、铆接、焊接和焊接，这些技术补充了已知的锻造和铸造。

随着冶金的发展，各地的青铜制品开始取代石制品。但不要认为它发生得很快。有色金属矿石并非随处可见。此外，锡比铜少得多。金属必须长距离运输。金属仪器的成本居高不下。所有这些都阻止了它们的广泛传播。青铜不能完全取代石器。原来只有铁才能做到。

作者：Ryzhov K.V.

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