100 великих технических достижений древности - Анатолий Сергеевич Бернацкий
Новые технологические приемы добычи и металлургии золота появились тогда, когда в горно-металлургических технологиях широкое распространение получила ртуть. Извлечение золота из руды с помощью этого металла было изобретено на Ближнем Востоке и стало основным приемом в Римской империи в начале новой эры.
По описанию Плиния Старшего (I век до н. э.), золотоносную руду дробили и смешивали с ртутью. После этого пустую породу отделяли от ртути с помощью замшевого фильтра. Золото же получали из амальгамы в ходе выпаривания ртути.
Во времена Римской империи широкое распространение получила технология огневого золочения металлических изделий. В этом случае также используется ртуть, которая при нагревании расплавляет листы золота. В результате этого процесса получается золотая амальгама – пастообразная золотая смесь.
Впоследствии амальгаму ровным слоем наносят на предварительно обработанную металлическую поверхность. Саму же поверхность медленно нагревают, в результате чего ртуть с нее испаряется. Кстати, этот этап самый опасный при огневом золочении. Дело в том, что пары ртути являются сильнодействующим ядом, который при вдыхании угрожает не только здоровью, но и жизни человека. Так, во время золочения Исаакиевских куполов погибло около 60 работников, отравившись ртутными парами.
Невероятная металлургия древних
Современный мир нельзя представить без металлов. Они – повсюду. Но вот когда и где зародилось их производство, ученые не знают до сих пор. Хотя современные археологи и полагают, что произошло это событие примерно полторы тысячи лет назад. Но в то же время известно, что в некоторых районах Урала металлы плавили более пяти тысяч лет назад. В качестве примера можно назвать плавильные печи Аркаима и других древних городов, датированных VII–III тысячелетиями до н. э.
Но намного раньше человек познакомился с самородными металлами: золотом, серебром, медью, а затем и с метеоритным железом. А после того как в V–IV тысячелетиях до н. э. он освоил приемы выплавки из окисленных медных руд чистой меди и придания ей требуемой формы с помощью литья, начался бурный рост ее производства и расширение областей применения.
Центром же производства меди в то время был Древний Египет. Этот период археологи называют медным веком. К середине II тысячелетия до н. э. на Ближнем Востоке и в Центральной Европе было освоено производство меди из более распространенных в естественной среде сульфидных руд.
Следует отметить, что при добыче металлов из руд древние ремесленники пользовались примитивными горнами с дутьем. И, несомненно, их достижения – итог многовекового опыта, который передавался из поколения в поколение. Но, скорее всего, при этом они вряд ли имели хоть какие-то представления о химической стороне этих процессов. В то же время мастерство древних металлургов по сей день вызывает удивление у современных специалистов. А некоторые их приемы до настоящего времени до конца непоняты.
Но как же все-таки люди научились добывать металл? Большинство ученых это событие сводят к случайности. Якобы однажды в костер попали камни, содержащие медь. И когда они расплавились, то был замечен этот металл. Но на практике этот процесс невозможен. Во-первых, температура пламени в костре около 700 градусов, а для выплавки меди требуется 1000 градусов. Во-вторых, чтобы получить медь, необходимо освобождение окислов от излишнего кислорода. Иначе металл либо обуглится, но не расплавится, либо излишне окислится и превратится в порошкообразную субстанцию, практически непригодную для изготовления качественных предметов. Но поскольку открытое пламя – это окислительный процесс, поэтому извлечь из руды лишний кислород таким способом практически невозможно…
Историю человеческой цивилизации историки подразделяют на каменный, бронзовый и железный века. И эта классификация используется до настоящего времени. Правда, в 1876 году в нее было добавлено понятие «медный, или меднокаменный, век»…
В 1974 году в Китае было обнаружено около 8100 терракотовых статуй воинов, которые были захоронены вместе с первым императором династии Цинь – Цинь Шихуанди. Но даже не это самое удивительное, а то, что стрелы у воинов были изготовлены из высокоуглеродистой стали с хромированными наконечниками. А ведь в Европе хромировать металл стали лишь в XIX столетии.
Эта технология стала использоваться и в Японии, где ковали самурайские мечи. Здесь местная руда содержала молибден, температура плавления которого 2610 градусов. А это, по сути, самый тугоплавкий металл на Земле.
Выходит, что в то время, когда люди в этой стране спали на полу в бумажных домах и ели сырую рыбу, они имели плавильные печи, в которых получали железо-молибденовый сплав. Невероятно. И объяснить этот факт ученые не в состоянии.
Индийская железная колонна
Не менее любопытны и древнеиндийские технологии. Например, в Пенджабе, расположенном на севере страны, более 4000 лет назад в промышленных объемах производили булатную сталь, то есть композитный материал. Булатные клинки имели ряд уникальных особенностей. В частности, они практически не тупились, были самозатачивающимися и очень гибкими. К тому же мечи были и очень легкими.
Производство булатной стали имело много общего с японской технологией, но характеризовалось и своими особенностями. Самая же главная из них заключалась в том, что булатная сталь делалась сразу из нескольких видов стали с различным содержанием углерода. Впоследствии булатная сталь стала называться дамасской. Но со временем секрет ее изготовления был утерян, И только в 1840-х годах П.П. Аносов снова смог получить булатную сталь…
В центре индийской столицы города Дели возвышается колонна, состоящая из чистого железа. Впрочем, в ходе тщательных исследований было установлено, что все-таки ее подземная часть в некоторых местах подвержена коррозии. В 70-х годах минувшего столетия ученые из Лос-Аламосского университета, проведя анализ колонны, выяснили, что она покрыта тончайшим слоем силикона. Этот слой за многие столетия в некоторых местах подземной части разрушился, и как раз там и появилась коррозия. Кстати, возраст колонны не определен до настоящего времени.
Промышленность Древнего мира
Античная паровая машина
Много веков назад в Александрии Египетской жил и творил великий греческий математик и механик Герон Александрийский. Точные же годы жизни этого человека неизвестны. Хотя большинство историков полагает, что жил он после Архимеда, так как в своих трудах Герон пользуется выводами, изложенными в его сочинениях. Кроме того, в одном из своих трактатов Герон упоминает лунное затмение 13 марта 62 года. Причем описывает его так, что можно полагать – вышеназванное явление он наблюдал лично.
Круг научных интересов Герона был достаточно широк. Он немало времени посвятил исследованиям в области механики, оптики, геометрии и т. д. и совершил при этом множество открытий и изобретений, сделавших его величайшим инженером в истории человечества.
Например, Герон изобрел диоптр – геодезический инструмент, позволяющий установить направление на объект, прибор для измерения протяжённости дорог – одометр, переносной насос для тушения огня, автоматический ручной арбалет, паровой бойлер и многие другие инженерные конструкции.
Современная реконструкция паровой машины Герона
А вот это изобретение Герона Александрийского могло бы
