Человек начал использовать в металлы в третьем тысячелетии до нашей эры. Мало какие открытия могли оказать влияние на нашу жизнь больше, чем умение обрабатывать металлы. Первым из них стала медь.
При добыче камня, медная руда часто встречалась возле скал и каменоломен, необычного цвета руда без сомнений привлекала внимание предков и по началу использовалась как обыкновенный камень. Но было подмечено, что при ударе о твёрдую поверхность, самородки становились только крепче, при этом можно придать удобную форму – появились примитивные способы ковки и холодной обработки металлов.
Следующим открытием стало помещение медного самородка в костер, было открыто несвойственное камню явление – плавление. В результате плавления метал застывал и появилась возможность придавать ему совершенно любые формы, что переросло в создание украшений и орудий труда. Это стало первым шагом в развитии металлургии.
Для плавки меди люди строили высокотемпературные печи по тому же принципу, что и гончарные печи. (статья про гончарные печи). Популярность медных рабочих инструментов возрастала, так как несмотря на большую мягкость металла в сравнении с камнем, его можно было быстро наточить и вновь сделать острым. В результате скорость работы стала намного выше.
Наибольшей трудностью стал ограниченный доступ к меди, оказывается, её можно было найти далеко не везде и в местах богатых медью появлялись добывающие шахты.
Археологические открытия говорят, что уже в древние времена рудное дело было хорошо развито и люди пытались активно развивать добычу металлов. Протяженность шахты часто могла достигать продолжительности в несколько километров и уходить на глубину около ста метров. Уже тогда строители могли решить вопросы связанные с вентиляцией шахт, укреплением стен, транспортировкой руды и освещением.
Какой метал помог людям получить первый сплав?
Часто медная руда добывается вместе с рудой другого металла – олова. Вероятно, совершив неизбежную ошибку, люди случайно смешали два вида этих руд и получили первый сплав металлов с повышенной твердостью – люди получили бронзу.
Помимо повышенной твердости, медь в сочетании с оловом лучше плавилась, отливалась, бронзовые инструменты лучше и легче затачивались. Люди стали использовать это сочетание повсеместно.
Совершенствовались и технологии отливки бронзы. На смену глиняным и недолговечным формам пришли каменные и более качественные. Преимуществом каменных форм была долговечность, но из них получались лишь плоские изделия и не было возможностей для создания сложных форм.
Как смогли добиться объемной отливки изделий из бронзы?
Решение было найдено в виде подготовки составных форм, которые перед отливкой собирались, внутрь заливался металл, и после остывания форма разбиралась. Изделия получались объемной формы, но до фигурного литья было ещё далеко, но и его смогли достичь, причем весьма хитрым способом.
Как смогли добиться фигурной отливки бронзы?
Чтобы добиться фигурной отливки, мастер сначала лепил из воска точною копию финального продукта, обмазывал её глиной и обжигал в печи. Глина приобретала точный слепок изделия, воск испарялся и внутрь заливалась бронза. После её остывания форма раскалывалась и оставалось бронзовое изделие нужной формы. Этот способ позволял создавать даже пустотелые предметы сложной формы. Технологии развивались и постепенно люди стали осваивать пайку, клёпку, сварку, волочение.
Каменные изделия вытеснялись бронзовыми, но это не произошло в одночасье. Как мы помним, медь встречалась далеко не везде, в совокупности с трудностями изготовления и транспортировки, стоимость металлических изделий была доступна далеко не всем. Полное замещение каменных принадлежностей произошло только с приходом железа. (статья про железо)