Быстрый поиск

Отдавая должное материалам и их роли в развитии культуры (и полагая, что в древности люди жили лучше), античные греки делили историю человечества на золотой, серебряный, бронзовый и героический века, которые предшествовали их собственному — железному веку. Однако хотя люди и использовали самые разнообразные материалы еще задолго до расцвета древнегреческой культуры, они воспринимали их как нечто само собой разумеющееся. 

 
металлические пряжки
 
 
Такой недостаток интереса к изучению материалов был вызван, я полагаю, главным образом тем, что уже в ранний период своего существования человек открыл такое множество природных материалов, которое с лихвой покрывало его нужды, так что он мог использовать эти материалы, и, не прибегая к изучению их свойств и областей применения. Действительно, у ремесленника того времени не могло появиться и мысли о создании предмета из какого-то материала, помимо ему известных камня, обожженной глины, цемента, обычных биологических материалов, сплавов семи античных металлов. Более того, хотя наука о материи фактически является ровесницей философии и науки вообще, материаловедение возникло совсем недавно. Это объясняется тем, что большинство полезных для человека свойств материалов определяется структурой вещества, изучение которой было совершенно недоступно классической физике.
 
Возникновению современной науки о материалах способствовало слияние представлений двух школ греческой философии: «основные элементы» Аристотеля, вероятно, возникли из геометрических построений пифагорейцев. После того как стало известно, что структура и макросвойства материалов связаны между собой, оказалось, что между разными типами материалов гораздо меньше различий, чем это предполагали раньше. В настоящее время можно не только отобрать материал с нужными нам свойствами, но и изготовить его, заранее задав эти свойства. Однако в каждой новой разработке ученые-материаловеды и инженеры вынуждены искать компромиссное решение: с одной стороны, материал должен легко обрабатываться, с другой — быть долговечным в эксплуатации.
 
Величайшим шагом в развитии человечества было осознание того, что человек сам способен изменять природу материалов. Это должно было дать первобытным людям почти божественное ощущение власти над природой. Взять хотя бы искусственное превращение глины в камень просто при ее нагреве (обжиге). В этом процессе на смену почти беспредельной способности сырой глины к формоизменению появляется высокая стабильность конечного продукта. Это происходит благодаря сложным изменениям, которые претерпевает глина, как на атомном уровне, так и в макроскопических объемах. В результате взаимодействия между микрокристаллами и водой в глине протекают химические реакции, иногда полная рекристаллизация, которая наблюдается при обжиге выше температуры красного каления.
 
Керамика явилась первым неорганическим материалом, который был структурно видоизменен человеком. Она лучше других материалов продемонстрировала разнообразие свойств, связанных со структурой вещества. Древние гончары использовали почти все изучаемые современной физикой свойства твердых тел, исключая разве электрические и магнитные эффекты: обработка давлением зависела от чувствительной к содержанию влаги пластичности и тиксотропности; декоративность текстуры создавалась путем остекловывания и расстекловывания при образовании различных газообразных и кристаллических фаз и локальных изменениях коэффициента объемного расширения, вязкости или поверхностного натяжения; окраска материалов зависела от различных состояний окисления, ионного состава, от экситонных и структурных несовершенств кристаллов. Все эти явления были открыты экспериментально и использовались сугубо в эстетических, а не практических целях.
 
Золотая пряжка
 
Во многих отношениях интересен первый способ глазурования керамических изделий. Это изобретение шумеров, относящееся еще к IV тысячелетию до н. э., известно как египетский голубой фаянс. Оно не похоже на более поздние способы глазуровки, при которых покрытие производится путем плавления, предварительно примешанного стеклообразного материала, а напоминает скорее процесс склеивания, во время которого углекислый калий разжижается и через капилляры проникает на поверхность изделия. Конгломерату кремнеземных частиц предварительно придавали нужную форму, которая закреплялась обработкой — на поверхности образовывался стекловидный слой окрашенного медью не пропускающего влагу эвтектического силиката. Этим способом и сейчас пользуются в Иране.
 
С металлом человек впервые познакомился вскоре после того, как нашли широкое распространение обожженные глиняные изделия. Основное преимущество, благодаря которому металлы так прочно вошли в историю человеческой культуры, — их замечательные механические свойства. Прочность и жесткость металлов достаточно высоки для того, чтобы их можно было употреблять в качестве материала для изготовления самых разнообразных предметов и достаточно низки для формоизменения (особенно при повышенных температурах) и релаксации локальных перенапряжений. Кроме того, выше определенной температуры металлы становятся жидкими и могут быть отлиты в нужную форму.
 
Металлы, как и керамику, и многие другие технические новшества, впервые начали применять в областях, которые ныне занимают восточная Турция, северный Ирак и северо-западный Иран. Кованые медные украшения известны уже с VIII тысячелетия до н. э. Они изготовлялись из нелитой и неотожженной самородной меди, прокованной и обрезанной для придания ей нужной формы. На Среднем Востоке самородная медь, по-видимому, использовалась главным образом для декоративных целей. Крупных изделий там найдено не было. В то же время ремесленники старой медной культуры области Великих озер в-Северной Америке (III—I тысячелетия до н. э.) ковали из больших самородков меди ножи, остроги и сельскохозяйственные орудия. Анализ микроструктуры этих предметов показывает, что металл обрабатывался в горячем состоянии и в процессе изготовления (пластической деформации) часто отжигался при температуре красного каления.
 
На Среднем Востоке примерно в IV тысячелетии до н. э. холоднокованая самородная медь была в значительной мере вытеснена медью, выплавленной из руды. Это имело огромное экономическое значение, поскольку медные руды встречались значительно чаще, чем самородный металл. А совсем немного времени спустя к меди начали добавлять другие металлы. Первый сплав, вероятно, получился случайно при выплавке меди из руды, которая в качестве естественных примесей содержала мышьяк и сурьму. Такие сплавы были не только тверже чистой меди, но и, что было весьма немаловажно, имели более низкую температуру плавления, а кроме того, давали поковки хорошего качества с более гладкой поверхностью. Примерно в III тысячелетии до н. э. на смену меди пришли бронзы (сплавы меди с оловом). В течение двух последних тысячелетий до н. э. эти сплавы преобладали в металлургии. У них были такие достоинства, как простота получения отливок нужной формы, прекрасный внешний вид и т. д.
 
 

Рекомендуем почитать!

borba-drevnikh-grekov-s-varvarami
Греческие города часто сражались друг с другом. Но перед...ДАЛЕЕ .....1054
issledovaniya-mikromira
Для изучения свойств субатомных частиц были разработаны новые...ДАЛЕЕ .....408
dublirovanie-khranilishcha-dlya-avto
Во всем мире существует проблема нехватки гаражей....ДАЛЕЕ .....873
konki-s-dvumya-lezviyami
Один из любимых рождественских подарков — коньки....ДАЛЕЕ .....1294
chto-takoe-aerobika
Аэробика     Аэробика — это...ДАЛЕЕ .....843
tainstvennye-mesta-na-planete-geomagnetizm-kitajskogo-kholma
Десять лет назад в одной из горных провинций Китая двумя...ДАЛЕЕ .....924
elektricheskie-organy-ryb
Представители нескольких семейств рыб обладают электрическими...ДАЛЕЕ .....513
aurora-chasy-bez-tsiferblata
Развитие современной науки и технологий открывает неописуемые...ДАЛЕЕ .....659
chto-oznachaet-rukopozhatie
О рукопожатии При встрече люди обычно приветствуют друг друга....ДАЛЕЕ .....1038
kak-sejchas-otmechayut-1-maya-v-nashej-strane-i-drugikh-stranakh
1 мая — День труда   Долгие годы праздник 1 мая...ДАЛЕЕ .....963
smartfon-oneplus-one-zashchishchjon-ot-vozdejstviya-vody
Оказывается новый моноблок OnePlus One, являющийся достаточно...ДАЛЕЕ .....628
draganflyer-x6-bespilotnyj-shpion
Если вы слышите жужжание у себя за окном и при этом еще и...ДАЛЕЕ .....599
egipetskie-piramidy
  Пирамиды были построены в то время, когда...ДАЛЕЕ .....840
nanomaterialy-ot-a-do-ya-peptidnye-nanotrubki-i-bakteriofagi
ADPN-нанотрубки (содержат ароматические аминокислоты...ДАЛЕЕ .....705
kvartaly-parizha
  Еще невиданный доселе рост прогрессивных сил...ДАЛЕЕ .....652
ekskurs-v-proshloe-elektricheskie-sily
Чтобы из результатов измерений отклонения катодного луча под...ДАЛЕЕ .....263
mussony
Явление, аналогичное по условиям возникновения бризам, но...ДАЛЕЕ .....512
rukotvornye-katastrofy-gibel-dirizhablya-gindenburg
Символ ада в небесах – дирижабль Гинденбург. Эпоха...ДАЛЕЕ .....1023
pochemu-produkty-portyatsya-i-gniyut
Что такое фотостарение? Как можно пищу защитить от...ДАЛЕЕ .....942
afera-sintez-zolota-frants-tauzend
Крупнейшие аферы ХХ века - Синтез золота. Опыт Франца...ДАЛЕЕ .....1082
Нуклеиновые кислоты (прежде всего дезоксирибонуклеиновую...ДАЛЕЕ .....1369
meteornaya-opasnost-dlya-kosmicheskikh-korablej
В открытом космосе пылинка массой в миллионные доли грамма...ДАЛЕЕ .....946
dolmeny-rossijskij-analog-stounkhendzha
Когда вы поедете отдыхать в Геленджик, обязательно посетите...ДАЛЕЕ .....1032
razgadana-istoriya-poyavleniya-immunnoj-zashchity
История имунитета   Изучение взаимодействий...ДАЛЕЕ .....753
slepni-tabanidae-ikh-meditsinskoe-i-veterinarnoe-znachenie
Слепни, которых иногда смешивают с оводами, представляют...ДАЛЕЕ .....1324
etruski
Этруски поселились на западе центральной Италии...ДАЛЕЕ .....685
prakticheskaya-normalizatsiya-russkogo-yazyka
Практическая нормализация русского языка началась, в...ДАЛЕЕ .....963
kak-drozhzhevye-gribki-plesen-smogut-nakormit-vsyu-planetu
Да, плесневые грибки могут угрожать здоровью человека, в тоже...ДАЛЕЕ .....786
chto-gde-kogda-kak-zadat-khoroshij-vopros
Поговорим о том, как же правильно составить и задать...ДАЛЕЕ .....796