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!

torgovlya-i-kolonii-drevnej-gretsii
Греки-колонисты, разместившиеся далеко от родины, сохраняли...ДАЛЕЕ .....1071
faradej-mark
Возможно, потому, что самоучки самым настойчивым образом...ДАЛЕЕ .....1260
roboty
Вначале была пьеса чешского драматурга об искусственном...ДАЛЕЕ .....682
kto-i-kogda-pridumal-limonad
Лимонадная история!    Энергичный,...ДАЛЕЕ .....1013
pro-son
Сон-это лучшее лекарство от всех болезней, как говорят с...ДАЛЕЕ .....282
protiv-morskoj-bolezni-korabl-bessemer
Позже по совету главного конструктора британского флота Р. Й....ДАЛЕЕ .....683
chelovek-kto-on
Человек - высокоорганизованное существо, которое поднялось на...ДАЛЕЕ .....1047
po-kakoj-prichine-lastochki-pered-dozhdem-letayut-nad-zemlej
 Ласточки очень красивая птица, порождаемая у людей самые...ДАЛЕЕ .....911
kultura-avstralijskikh-aborigenov
Более 40 тыс. лет назад Австралия уже была населена. В...ДАЛЕЕ .....564
kak-ustroeny-rasteniya
На Земле примерно 350 000 биологических видов растений. Это и...ДАЛЕЕ .....728
kto-i-kogda-izobrel-plashch-makintosh
Плащ макинтош — история его создания Появление...ДАЛЕЕ .....1513
radar
О радарах   Радар (радиолокационное устройство)...ДАЛЕЕ .....833
apollon-belvederskij-kakov-on-ideal-muzhskoj-krasoty
С тех пор как папа Римский Юлий II перенес статую к...ДАЛЕЕ .....703
igry-odna-iz-vazhnejshikh-funktsij-kompyutera
Какие функции в основном выполняет домашний компьютер?...ДАЛЕЕ .....345
parfyumernoe-puteshestvie-v-proshloe
Интересно, что бы сказали сегодняшние парфюмеры, если бы они...ДАЛЕЕ .....262
knyaz-svyatopolk-izyaslavich
Годы правления 1093-1112...ДАЛЕЕ .....756
slova-parazity
Казалось бы, совсем недавно ваш малыш был совсем крошкой. А...ДАЛЕЕ .....436
zelenye-dostoprimechatelnosti
В мире существует немало интересных мест, которые так или...ДАЛЕЕ .....566
knyaz-izyaslav
Годы правления 1054-1077    Князь Изяслав...ДАЛЕЕ .....685
infrakrasnoe-izluchenie-zemli
Измерение интенсивности инфракрасного излучения...ДАЛЕЕ .....1170
iz-chego-delayut-krabovye-palochki
Мало какой праздник обходится без крабового салата и без...ДАЛЕЕ .....698
knyaz-vladimir-monomakh
Годы правления 1113-1125   Владимир Мономах...ДАЛЕЕ .....1208
distantsionnoe-upravlenie-vooruzhenie
При дистанционном управлении снаряд наводится на цель по...ДАЛЕЕ .....625
internet-chto-eto-takoe
Интернет - глобальная сеть объединяющая миллионы компьютеров....ДАЛЕЕ .....452
dublirovanie-paravozy
Перейдем теперь к более тяжелому транспорту. Речь пойдет о...ДАЛЕЕ .....659
imperatritsa-ekaterina-ii-velikaya
Годы правления  1762-1796   Екатерина...ДАЛЕЕ .....651
knyaz-yurij-dolgorukij
Годы правления 1155-1157    Князь Юрий...ДАЛЕЕ .....1016
arabskij-khalifat
В 7 в. н.э. на землях, которые ранее занимали первые...ДАЛЕЕ .....704
svadebnye-traditsii-raznykh-stran
Вот список некоторых из традиции, во всем мире, которые...ДАЛЕЕ .....289