Co je bronz? | Svět kolem nás |

S tímto kovem se setkáváme poměrně často, někdy aniž bychom o tom věděli. Kdysi dávno byla éra v životě lidstva, nyní nazývaná doba bronzová. Poté lidé začali ovládat tavení kovů a výrobu nástrojů a zbraní z nich. Dnes je bronz v každodenním životě spíše známkou luxusu, i když poměrně nedávno se z něj vyrábělo mnoho každodenních maličkostí. co je bronz?

Bronzová socha Prométhea Fotografie: Depositphotos

Bronz je slitina mědi s řadou kovů: cínem, hliníkem, olovem, beryliem, křemíkem a řadou dalších prvků. Takže prvním typem bronzu, o kterém se lidé dozvěděli, byl arsenový bronz. První měděné rudy, které se lidé naučili tavit, obsahovaly také arsen. Při silném zahřívání byla přirozeně získána požadovaná pevná slitina.

První bronzové předměty nalezené archeology (dosud) byly vyrobeny před 7000 XNUMX lety. Vyskytují se na íránské náhorní plošině a na Balkáně, v Srbsku, poblíž vesnice Pločnik.

Po objevení bronzu se člověk naučil vyrábět silné a spolehlivé zemědělské nástroje a zbraně. Dokonce i během doby železné byl bronz stále široce používán k výrobě brnění a zbraní, protože byl po dlouhou dobu pevnější než železo.

Nejprve lidé vyráběli arsenový bronz z měděných rud, které obsahovaly arsen. Tento kov byl pevný a technologicky vyspělý – výrobky z něj se odlévaly, zatímco železo se v té době muselo kovat.

Bronz byl mnohem odolnější vůči korozi než železo. Není divu, že ve stejném starověkém Řecku, v době, kdy byly železné výrobky již poměrně rozšířené, se zbraně a brnění nadále vyráběly z bronzu.

Kde se vzal moderní název „bronz“? Existují různé verze. Je možné, že toto slovo pochází z perského „berenj“, což znamená „měď“, nebo možná z názvu města Brindisi, přes jehož přístav se tento kov dodával do Říma. Možná toto slovo ve slovanských jazycích pochází ze slova bron – zbraň. Vždyť právě z bronzu se vyráběly zbraně a zbroje pro válečníky. Mimochodem, ve slovinštině se bronz stále nazývá „bron“.

Jak se vyvíjela výroba bronzu?

Během prvních tisíciletí doby bronzové vyráběli lidé arsenový bronz. Byl odolný a odlévaly se z něj nástroje, zbraně a prvky brnění. Bohužel výroba byla dost nebezpečná, protože při tavení se uvolňovaly páry arsenu, nebezpečný jed. Práce hutníka, kováře bronzu, byla v té době zdraví velmi nebezpečná. Kováři zemřeli mnohem dříve než zbytek kmene.

Navíc tuto slitinu nebylo možné opravit. Pokud se meč zlomil nebo náprsník uřízl, nebylo možné jej dát do kovárny, zahřát a pokusit se jej předělat, arsen se rozhořel a zůstala jen křehká měď.

Proto, jakmile se lidé dozvěděli o cínu, začala éra. cínový bronz. Tato kovová slitina je mnohem bezpečnější v případě rozbití, výrobek z ní lze snadno opravit.

V dnešní době existuje mnoho slitin mědi s jinými kovy, které se nazývají bronzy. V tomto případě se nazývá slitina mědi a zinku mosaz, slitina mědi a niklu — cupronickela se zinkem a niklem – nikl stříbro (neusilber z němčiny znamená nové stříbro).

Jaké druhy bronzu existují?

Nejběžnější je ten obvyklý. cínový bronz. Zvony a děla, svícny a kliky dveří byly odlévány ze slitiny mědi a cínu, v různých poměrech.

Zvonový bronz obsahuje 80 % mědi a 20 % cínu (je přípustná odchylka několika procent). Tato kompozice dává zvonům skvělý zvuk, ale je poněkud křehká. Když byly zvony vyhozeny ze zvonic, při dopadu se nerozdrtily, ale rozdělily.

В pistolový bronz 89 % mědi, 9 % cínu (plus minus 1 %) a 2 % zinku. Výsledná slitina byla odolná a vydržela více výstřelů.

Později se objevily další typy bronzů.

Hliníkový bronz Má slámově žlutou barvu, velmi připomínající zlato. Výrobky jsou trvanlivé a odolné proti korozi. Obsahují od 5 % do 12 % hliníku. Tento materiál se používá k výrobě vrtulí, ložisek a částí podvozků v letadlech. Používají se také k výrobě mincí a ve špercích jako náhrada zlata.

Berylliový bronz obsahuje od 0.5 % do 3 % berylia. Materiál je velmi odolný, nejiskří a nemagnetický, často se používá v nářadí do nebezpečného prostředí a používá se i v hudebních nástrojích. Používá se také k vytváření pružin v kryogenních zařízeních.

Bronzová pouzdra, ložiska, lodní šrouby, zvony a děla, díly kryogenních zařízení, díly satelitů odolné vůči záření, vakuu a obrovským teplotním změnám. A zároveň – řetízky, prsteny, náramky a další šperky „ve zlatě“. Jak jiný je tento bronz!

Člověk něco dělá jen z velké potřeby nebo z čisté zvědavosti. Naši předkové žili dobře po statisíce let, vystačili si s kamennými nástroji, zatímco pod nohama se povalovala spousta pazourku. Když vyschla a moderně řečeno těžba se stala ekonomicky nerentabilní, někdo si všiml podivných kamenů, které se při úderu nelámaly, ale poslušně měnily tvar, zvláště při zahřívání. Byla to původní měď a změnila naprosto všechno v životě našeho druhu.

Kde a kdy člověk poprvé ucítil kov? Jak byl vynalezen bronz a proč byl zvládnut dříve než železo? Jaký byl rozdíl mezi kováři v Evropě a Asii a proč legendární damaškovou ocel „nevynalezli“ metalurgové, ale romantičtí spisovatelé 19. století? Bylo o tom řečeno korespondentovi chel.aif.ru Archeoložka Elena Kupriyanova, která již čtvrt století hloubí sídliště z doby bronzové na jižním Uralu, a nožíř ze Zlatoustu Vladimir Gerasimov.

Jako magie

Překování nativní mědi na hroty šípů a hroty kopí lze jen stěží nazvat metalurgií v plném slova smyslu.

Skutečná revoluce nastala, když neznámý génius dostal nápad vhodit do ohně drcenou rudu. Pro moderní vědu je obtížné přesně říci, kde a kdy se to stalo. Podle Eleny Kupriyanové vědí archeologové o několika regionech v Anatolii, na Kavkaze, v Sýrii a dalších jižních oblastech Eurasie, které by mohly tvrdit, že jsou rodištěm metalurgie.

Předpokládá se, že právě z Ciscaucasia lidé přišli na jižní Ural před více než čtyřmi tisíci lety a vybudovali komplex továrních osad ve stepích, známý jako Země měst. Na území moderní Čeljabinské oblasti našli raní metalurgové spoustu rudy, hodně dřeva na palivo a obecně mírumilovné domorodce, i když uvízli v době kamenné. Proč nezůstat tady?

Světonázor starověkého člověka byl takový, že metalurgii nedokázal vnímat jinak než jako formu magie. Jak se mohl nenápadný oblázek proměnit v jiskřivý ingot? Přirozeně pouze kouzlem. Tento proces lze přirovnat k získávání zlata z olova, o které se neúspěšně pokoušeli středověcí alchymisté. Někteří učenci poukazují na to, že rané metalurgické technologie obsahují symboliku rituálů spojených s plodností a porodem. Posuďte sami: pec je lůnem, ze kterého se zrodil kov jako výsledek spojení rudy, ohně a vzduchu, který byl dovnitř pumpován měchy keramickými tryskami velmi nejednoznačného tvaru.

Využijte výhody britských vědců

Studie metalurgické strusky nalezené při vykopávkách v Zemi měst naznačuje, že surová měď se s největší pravděpodobností získávala přímo z dolů, které se mohly nacházet poměrně daleko. A už v osadách, za vysokými zdmi, šamani čarovali nad bronzem a hotové výrobky z něj. To probíhalo v pecích velmi jednoduché konstrukce. V podstatě to byly jen hliněné kopule vysoké půl metru. Asi před deseti lety uspořádali ruští a britští archeologové při vykopávkách v Čeljabinské oblasti soutěž: museli postavit fungující tavicí pec tak, jak si ji každý tým představoval. Celkem to trvalo několik hodin a hlína schla další den. Požadovaný výsledek – bronzový ingot – byl získán v obou zařízeních.

Mimochodem, o bronzu. Podle Eleny Kupriyanové mohly první slitiny na bázi mědi vzniknout náhodou, díky přirozenému obsahu arsenu v některých rudách. Takový arsenový bronz vyráběli například obyvatelé Arkaimu. Později začaly experimenty s přidáváním cínu a olova do mědi. To umožnilo získat kov s různými vlastnostmi pro všechny příležitosti. Například bronz s vysokým obsahem cínu se dal použít k jemnému odlévání a daly se z něj vyrobit vynikající šperky. Nebyla ale vhodná pro zbraně, protože byla křehká.

Nedávno byly při vykopávkách v osadě Stepnoye nalezeny dva cínové slitky, které z nějakého důvodu nebyly nikdy použity. Jde o první takové nálezy za všechny roky studia Země měst. Cín byl na jižní Ural přivezen z velké dálky – téměř z Altaje. Na stejném místě vykopávek byly nalezeny ostatky nějakého cizince – možná zástupce tajemných severních kmenů, kteří měli na tehdejší dobu pokročilé znalosti v oboru metalurgie. To byly ekonomické vazby té doby.

Nutnost je matkou vynálezu

Proč lidé taví měď a bronz po tisíce let, i když víme, že v přírodě je mnohem více železné rudy? Odpověď je jednoduchá: železo je těžší získat. Je prostě nemožné zahřát starodávnou pec na tavení mědi na teplotu, při které dochází k chemické redukci železa. No, abych se vrátil na začátek článku: proč vymýšlet něco nového, když to není nijak zvlášť potřeba? Dostupná ložiska měděné rudy se však postupně vyčerpala a ať jsme chtěli nebo nechtěli, museli jsme hledat alternativu. Tak začala doba železná, někde na přelomu 2. a 1. tisíciletí před naším letopočtem.

Mistr puškař a certifikovaný metalurg Vladimir Gerasimov ví o železe a oceli téměř vše. Dokonce vynalezl vlastní technologii výroby Damašku. Vladimir Yuryevich říká, že až do 1400. století se v Evropě (včetně Ruska) získávala dělová ocel přibližně stejným způsobem jako ve starověku. Ruda a dřevěné uhlí byly umístěny ve vrstvách do vysoké pece, nazývané bloomery, a poté byly použity obrovské měchy, aby se teplota uvnitř zvýšila na pekelné XNUMX stupňů. Po ochlazení byla pec rozebrána a vyjmut železný ingot připomínající svou strukturou houbu. Kováním z ní byly odstraněny nekovové vměstky a byla nasycena uhlíkem, čímž vznikla ocel. Později byl vynalezen další způsob – odstraněním přebytečného uhlíku z tekutého železa.

Mezitím, soudě podle kronik, v posledních staletích minulé éry, byl proces kelímku objeven v Asii. To je, když se zhruba řečeno vsázka (směs železa a různých přísad) vloží do keramické nádoby a ve speciální peci se celá roztaví. S tímto vynálezem je přímo spjata historie damaškové oceli, jednoho z nejtajemnějších materiálů v dějinách metalurgie, nad kterým nadšenci i profesionálové dodnes lámou oštěpy.

Dobrá práce Puškin, dobrá práce.

Vladimir Gerasimov jako praktikující kovář a puškař důkladně prostudoval tuto problematiku a dospěl k neuspokojivým závěrům pro ty, kteří považují damaškovou ocel za zázračnou ocel, čepele, ze kterých lze se stejným úspěchem stříhat hedvábné šátky ve vzduchu a sekat kolejnice.

„Obecně se slovo „bulat“ nyní používá pouze v postsovětském prostoru. Pochází z perského slova „pulat“, které se překládá jako „kelímková ocel“. „Po celém světě, včetně domoviny tohoto kovu, se nyní tyto oceli nepoužívají jako skutečná (kelímková nebo litá) damašková ocel,“ říká puškař.

Metalografie historických damaškových čepelí, kterou osobně provedl Vladimir Gerasimov, ukázala, že jde z hlediska struktury o skutečně neobvyklý materiál: cementitové kulaté vměstky jsou v něm uspořádány do vrstev, díky čemuž damašková ocel kombinuje tvrdost a houževnatost. Z hlediska mechanických vlastností však není o nic lepší než moderní uhlíkové oceli, až na to, že je o něco převyšuje z hlediska plasticity a houževnatosti. V testu řezání lanem oblíbeném mezi nožíři nevykazují staré damaškové čepele působivé výsledky – drží ostří o nic lépe než jednoduché nástrojové oceli a jsou výrazně horší než práškové oceli.

„Ve středověkých perských pojednáních lze najít záznamy o studené křehkosti kelímkových ocelí. Zřejmě i proto nebyly čepele z damaškové oceli na severu kontinentu nijak zvlášť oblíbené. Proto tam kelímková technologie našla uplatnění až v průmyslové revoluci, kdy se díky novému palivu – koksu – podařilo výrazně zvýšit teplotu při tavení kelímku,“ domnívá se odborník.

Podle jeho názoru se mýtus o damaškové oceli objevil na přelomu 18.-19. století díky spisovatelům z éry romantismu. V této době přestaly chladné zbraně hrát na bojišti rozhodující roli a v podstatě zmizely z historické scény. Stalo se však nepostradatelným atributem románů a básní o rytířích. Výrazným příkladem takové literatury je román Talisman od Waltera Scotta, který popisuje souboj krále Richarda Lví srdce a sultána Saladina. Ten je samozřejmě vyzbrojen nádhernou šavlí z damaškové oceli. K mytologizaci damaškové oceli v Rusku významně přispěli Alexandr Puškin, Michail Lermontov a fabulista Ivan Krylov.

Na damaškové oceli je opravdu zajímavé to, že dosud nebyla reprodukována. Vladimir Gerasimov tvrdí, že i slavná Anosovského damašková ocel ze Zlatoustu se liší od starověkých vzorků. Snad jednou někdo odhalí tajemství tohoto kovu. Ale tento úkol má spíše vědecký než praktický význam.