Изобретението на Топенето

Металургията и топенето са може би едни от най-важните иновации в човешката история, тъй като променят транспорта, войната, търговията, селското стопанство и др. Топенето и обработката на метали осигуряват валутна система и правят възможна индустриалната революция - от пара до електричество.

Топене

Копирайте Този Пример — Или — Направете Своя Собствена Сценария

Повече опций

Развитие на металургията и топенето

Металургията, както е известна днес, се развива в период от около 6 500 години. Изобретението и последвалото развитие на металургията и топенето се опират на цивилизации за оръжия, инструменти, селскостопански инструменти, домашни предмети, декорации и т.н. Първите използвани метали са злато, сребро и мед, тъй като те се появяват в техните местни или метални състояние. Най-ранните форми бяха вероятно златни късчета, които бяха открити в пясъка на речните корита. Първите известни медни артефакти са намерени в Ирак и датират от 8700 пр. Хр. Към края на каменната ера тези метали се използват декоративно и практически. Бе установено, че златото може да се формира в по-големи парчета чрез студено чук, но медта не може. От началото на 7000 г. пр.н.е., неолитните народи започват да чукат мед в сурови ножове и сърпове; тези инструменти са продължили по-дълго от каменните инструменти и са също толкова ефективни. Египтяните са направили оръжия от метеоритното желязо от около 3000 пр.н.е. Между каменната ера и бронзовата епоха възниква преходен период, който е кръстен на комбинацията от материали мед и камък - халколитния период.

Изследванията, че металите като мед могат да бъдат извлечени от рудата чрез загряване на метала извън точката на топене и че тези метали могат да бъдат оформени чрез топене и леене в калъпи, са от решаващо значение за воденето на металната ера. Първият метал, който се разтопи, е в древния Близък изток и вероятно е мед. Най-ранните известни артефакти, които са оформени чрез топене и плесени, са медните брадви от Балканите, датиращи от 4-то хилядолетие пр.н.е. Пещи с вдлъбнатини с принудително въздух са изобретени, за да достигнат високите температури, необходими за топене. Пещите са захранвани с въглища до 18 век, когато в Англия е въведен кокс - твърд остатък, образуван от отоплителни битумни въглени.

Следващото критично откритие беше, че комбинацията от мед и калай направи превъзходен метал - бронз. Сърбия използва мед и калай, за да произведе бронзови предмети, отбелязващи началото на бронзовата епоха. Различни видове бронз са направени за различни цели и технологията за топене се разпространява - вероятно чрез търговия и миграция - от Близкия изток до Египет, Европа и Китай. До 2500 пр.н.е. се използва техника, наречена спояване - свързване на метали чрез разтопяване и течане на метал за пълнене в ставата, както се вижда от златния съд за пиене, предназначен за кралица Пуаби в шумерския град Ур. Има и няколко примера за тази техника от Троя и Египет около това време. Тази техника все още се използва днес.

Макар да няма начин да се определи точно началото на желязната епоха, железни артефакти, датиращи от 2500 г. пр. Хр., Са открити в гробниците на Хати. Учените смятат, че хетейците изобретяват процеса на извличане на желязото от рудата и образуването на работещ метал, макар че малки парчета желязо са направени естествено в медни топилни пещи. До 1800 г. пр. Хр. Индия започва да работи с желязо и очевидно Империал Рим счита, че Индия е отличен чугунен работник. Анадола прави железни оръжия в голям мащаб и по този начин това обикновено се счита за истинското начало на желязната епоха. До 1000 г. пр.н.е. в Европа се въвежда желязна работа и употребата й се разпространява на запад доста бавно. Производството на желязо е достигнало Великобритания по време на римската инвазия, около 55 пр.н.е. Въпреки че някои региони дори не са въвели технологията, доказателства сочат, че други региони използват процеси на втвърдяване, за да подобрят остротата на мечовете и т.н. До този момент Източна Африка започна да работи със стомана.

Замърсеният мартензит е открит в Галилея, датиращ от около 1200 пр.н.е. Температурата увеличава якостта на сплавите като стомана и чугун. Големи количества стомана се произвеждали в Спарта от 650 г. пр.н.е., а от 600 г. пр.н.е. в Индия се произвеждала стомана "wootz". През следващите няколко стотин години се наблюдаваха много развития в металургичната индустрия; Song, Китай създаде метод за използване на по-малко въглен в доменна пещ; римляните са подобрили минната организация и администрацията; Източна Азия изобрети процеса, наричан по-късно процесът на Бесемер. От 1623 г. сл. Хр., Законът на Паскал въздейства върху топлинната обработка на металите, а първите железни леярни са създадени във Великобритания през 1700 г. сл. Хр. Електрическата дъгова пещ е разработена през 1907 г. сл. Хр. Направени са още много разработки, включително публикуването на металургичното знание в книгата De Re Metallica през 16 век от Georg Agricola, който се счита за "баща на минералогията". Днес някои от тези техники все още се използват, въпреки че са направени много промени за модернизиране на процеса.

Създайте своя собствена Storyboard

Опитайте го безплатно!

Примери за ефектите от металургията / изпичането

• Откриването на бронз бележи значителна технологична промяна в човешката история.


• Извличането и обработката на желязото беше основен фактор за успеха на филистимците.


• Развитието на добива и обработката на метали принудило развитието на други технологии, особено използването на огън и пещи.


• Металите са и продължават да се използват за валута по целия свят.


• Металургията доведе до откриването на топене и добив, които сега са огромни индустрии.


• Транспорт, война, селско стопанство, ежедневни предмети, строителство - почти всичко - са засегнати и напреднали от металургията, което я прави може би един от най-важните процеси, изобретявани някога.