Australopitek i Homo habilis - człowiek pierwotny.
cz. 9
Homo sapiens - człowiek rozumny.
METALE
Pierwsze wyrax
ne przejawy tzw. kultury rolnej - uprawy, co pociÄ…ga za sobÄ… po-
CZYLI SZKIELET CYWILIZACJI czątki  osiadłego trybu życia (Mezopotamia, Azja Wschodnia, Meksyk, Peru).
RzemieS
lnicy wytwarzali pierwsze narzędzia metalowe. Posługiwali się też,
P i o t r K a wa l e r o wi c z w nielicznych przypadkach, nowÄ… technikÄ… odlewania metali w glinianych
formach.
JednÄ… z najbardziej ludzkich, spoS
ród wielu W Egipcie produkowane są igły z miedzi.
charakterystycznych dla człowieka cech, jest W Egipcie wytwarzane są lustra z polerowanej miedzi.
ciekawoS
ć. W połączeniu z uporem, pracowi-
c
i
e
k
a
w
o
S

ć
toS
ciÄ… i dociekliwoS
cią często była x
ródłem Egipscy złotnicy wytwarzali wieloogniwo-
odkryć - zarówno tych popychających cy- we łańcuszki ze złota. Umieli przetwarzać
wilizację do przodu, jak i tych, które na lata złoty metal na drut, kuć go i spawać. Stosu-
pogrążały ją w mrokach. jąc kucie metalu, wytwarzano gruby drut.
Nic lepiej nie wpływa na rozwój techniki, jak Nie ciągniono długich drutów, lecz spawa-
wojna, niestety! Do pogrążania w mroku, jak no wykute uprzednio kawałki, uzyskując
dowodzi historia, znacznie lepiej służyły klę- pożądaną długoS
ć. Poszczególne kawałki
ski głodu, najazdy barbarzyńców i religie, drutu były zaginane w ogniwa łańcucha
które w czasach pokoju miały czas zająć się Egipskie ostrze, wykonane i spawane na końcach, tworząc całoS
ć.
skutecznie indywidualnymi grzesznikami z brązu, używane do golenia W Egipcie i na Cyprze sztuka wytapiania
i paleniem ich dzieł oraz ich samych. W staro- z ok. 1575-1308 r. p.n.e. metali osiągnęła wysoki poziom. Pozyski-
żytnych Chinach bardzo efektywnemu  za- wano miedx
metodą prażenia. Rudę miedzi
krywaniu odkryć (np. Ameryki) stosowano do budowy pieców, do których
służyła rada mandarynów. Obec- następnie wsypywano materiał opałowy.
nie wiele patentów jest utajnia- Do grobów zmarłych królów Sumeru wkła-
nych  ze względu na kluczowe dano pięknie zdobione naczynia ze złota
znaczenie dla bezpieczeństwa i lazurytu. Jednolite puchary ze złota wy-
obronnego kraju lub wykupy- twarzano z klepanych złotych płytek lub
wanych przez wielkie koncerny, odlewano w piaskowych formach.
które następnie zamykają wyna- Za panowania cesarza Ji Chińczycy wynaj-
lazki w sejfach, gdyż nie zarobiły dują metodę wytwarzania stali. Stal to że-
jeszcze wystarczająco dużo na lazo zawierające co najmniej 0,3% węgla.
 starych , już wdrożonych roz- ZawartoS
ć węgla umożliwia hartowanie
wiązaniach. stali przez gwałtowne oziębienie. Produk-
Jaka jest historia wynalazków cja stali w tym czasie w Europie nie jest
i odkryć, skąd się brały, kto i gdzie Budowa pieca stosowanego w Egipcie do wytopu możliwa, ponieważ znane wówczas w Eu-
ich dokonywał, jaki był ich dal- metalu ropie pokłady rud zawierają związki fosforu
szy los i wpływ na cywilizacje? utrudniające hartowanie.
Hammurabi, król Babilonii (twórca słynnego kodeksu praw), opisuje mate-
METALE riały niezbędne do wytopu metalu.
Metale takie jak złoto, srebro, cyna czy rtęć znane W Europie używa się mosiądzu. Celtowie wytapiają stal z rud żelaza za-
były już w starożytnoS
ci. W historii ludzkoS
ci odkrycie wierajÄ…cych mangan. W kulturze S
rodkowoeuropejskiej La Téne stosowane
pierwszego metalu rozpoczęło stopniowy rozwój i po- są piece szybowe do topienia metali. Pozwalają one na uzyskanie wyższych
stęp życia gospodarczego i politycznego. Bez metali nie temperatur topienia rudy oraz mają większą pojemnoS
ć wsadową. Zastępu-
do pomyS
lenia byłaby współczesna cywilizacja, bez nich ją one dotychczasowe piece dymarkowe.
człowiek nie osiągnąłby tych zdobyczy we wszystkich Złoto jako metal szlachetny, posiadający szczegól-
niemal dziedzinach, które znamionują dzisiejsze czasy. ne właS
ciwoS
ci (np. odpornoS
ć na korozję), bardzo
Początki obróbki metalu związane są najprawdo- wczeS
nie znalazło zastosowanie w medycynie.
podobniej z rozwojem garncarstwa. Przypuszczalnie to Rzymianie już ok. 400 r. p.n.e. ze złota wykonywali
właS
nie piece do wypalania gliny dały początek, tak m.in. mostki den-
istotnemu dla dalszego rozwoju techniki, rozwojowi me- tystyczne i sztucz-
talurgii. W ich żarze miękły metale kolorowe i szlachet- ne zęby. Techniki
ne, co z kolei pozwoliło je formować przez kucie czy na- tej nauczyli się od
wet rozklepać na cienką blachę. Około 4000 r. p.n.e. rze- Etrusków, którzy
mieS
lnicy wytwarzali pierwsze narzędzia metalowe, jako pierwsi robili
czasem stosując już nawet nową w owym czasie techni- sztuczne zęby już
30
3
0
kÄ™ odlewania metali w glinianych formach. Podejmowa- ok. 700 r. p.n.e.
Rzymski przyrzÄ…d me- Kopia oryginalnego rzymskiego
dyczny wykonany mostka dentystycznego wyko-
z metalu nanego ze złota z ok 400 r. p.n.e
MA
ODY TECHNIK
12/2004
3 000 000 lat p.n.e.
Warto poznać
2 000 000 1 500 000 lat p.n.e. Homo erectus - człowiek wyprostowany.
350 000-250 000 lat p.n.e.
Metal
ok. 10 000 lat p.n.e. Człowiek z Cromagnon.
ok. 8 000 p.n.e. Metal - substancja składająca
w IV tysiącleciu p.n.e. Pojawia się: pismo, koło, żagiel, wytop metali z rud. się wyłącznie albo chociaż w
ok. 4000 r. p.n.e. przeważającym stopniu z ato-
ok. 3000 r. p.n.e. W Egipcie złotnictwo mów pierwiastków metalicz-
przeżywa swój rozkwit. nych niezwiązanych chemicz- miedz

ok. 2994 r. p.n.e. RzemieS
lnicy znajÄ… m.in.: nie z innymi atomami. Za
ok. 2905 r. p.n.e. klepanie, kucie, spawa- pierwiastki metaliczne uważa
nie i cięcie metali szla- się z kolei te pierwiastki, któ-
ok. 2810 r. p.n.e. chetnych. re wykazujÄ… w formie czystej
ok. 2708 r. p.n.e. W Egipcie rozwija się chemiczne i fizyczne cechy złoto
sztuka kucia złota i sre- metalu czyli:
bra. Metale te sÄ… dobrze dobre przewodnictwo elek-
kowalne, dzięki czemu tryczne
można ich użyć do  po- dobre przewodnictwo
złacania . Aby uzyskać Dłuto z brązu oraz kamień do ostrze- cieplne rtęć
niezbędne do tego cien- nia znalezione w świątyni Zoser, Egipt. tworzenie połyskliwej,
kie płatki metalu, złotni- gładkiej powierzchni w fa-
ok. 2670 r. p.n.e. cy układają  formę , czyli stos cienkich blaszek z metali szla- zie krystalicznej,
chetnych, poprzekładanych skórą, na płytę z kamienia. Na- doS
ć wysokie temperatury
stępnie na takim kowadle uderzają mocno kamieniem aż do topnienia - większoS
ć me- srebro
uzyskania cienkich płatków metalu. Do posrebrzania i złoce- tali jest stała w temperatu-
nia wykorzystywano zjawisko adhezji, materiał zaS
nakładano rze pokojowej.
ok. 2520 r. p.n.e. bardzo cienkimi warstwami (0,001 mm!). kowalnoS
ć (wykuwanie
ok. 2290 r. p.n.e. W Indiach, Mezopotamii i na wy- blach)
żynie Azji Mniejszej po raz pierw- ciągliwoS
ć (wyciąganie żelazo
szy do produkcji narzędzi zostaje drutu)
wykorzystane żelazo. Najprawdo- charakterystyczny dzwięk (dzwony)
ok. 2220 r. p.n.e. podobniej żelazo było po raz skłonnoS
ć do tworzenia związków
pierwszy stosowane nad Indusem, chemicznych o własnoS
ciach raczej
o czym S
wiadczy pochodzenie sło- zasadowych i nukleofilowych niż
wa żelazo. Ponieważ nie są jeszcze kwasowych i elektrofilowych.
znane metody wytwarzania żela-
za, pierwsze narzędzia są wytwa- Wiele metali i ich stopów ma
rzane z meteorytów. Być może oprócz tego doskonałe własnoS
ci mecha-
wiedziano nawet o pochodzeniu Topór z brązu znaleziony niczne i dlatego są one powszechnie
meteorytów, gdyż żelazo nazywa- w Irlandii, pochodzący wykorzystywane do konstrukcji maszyn
ok. 1700 r. p.n.e. no  miedzią niebios . z ok. 2800-1100 r. p.n.e. i urządzeń, a także jako materiały kon-
ok. 1400 r. p.n.e. W Armenii i na Kaukazie odkryto strukcyjne w budownictwie.
ok. 500 r. p.n.e. wyroby ze stali zgrzewanej. W Mykenach (Grecja) wytwarza
się wyroby z cienkich drutów metalowych (najprawdopodob-
Czy wiesz, że...
niej młotkowanych).
IV w. p.n.e. W Chinach wykonywano metalowe przedmioty metodą odle- Olbrzymia większoS
ć pier-
wu już w IV w. p.n.e. Głównie były to narzędzia rolnicze, broń wiastków w układzie okresowym to
ok. 400 r. p.n.e i naczynia. Dla rozwoju odlewnictwa w Chinach bardzo istot- właS
nie metale. Ze względu na ich
ne było występowanie na tych te- umiejscowienie w układzie okreso-
renach odpowiedniej gliny, która wym rozróżnia się:
pozwalała na konstrukcję pieców metale alkaliczne, takie jak: lit, sód,
hutniczych. Chińczycy odkryli też, potas, magnez
iż dodanie tzw.  czarnej ziemi metale grup głównych takie jak: glin,
(zawierajÄ…cej fosfor) powoduje ob- cyna, antymon
niżenie temperatury, w której me- metale grup przejS
ciowych, takie jak:
tal staje się płynny. W Europie pie- złoto, miedx
, nikiel, platyna
ce hutnicze nie sÄ… znane jeszcze metale ziem rzadkich, takie jak: uran,
do VIII w. n.e. rad, pluton i inne lantanowce.
31
3
1
600-300 r. p.n.e. Bogini Izis - egipska statuetka wykona-
na z brÄ…zu
MA
ODY TECHNIK
12/2004
no też próby topienia i  mieszania różnych metali. Pod-
czas tych prób okazało sie, że będąca w użytku miedx
W Persji odkryto cynk.
topi się łatwiej, gdy dodać do niej cyny, co więcej, moż-
na ją potem formować - odlewać. Tak powstał brąz - Rosnące zapotrzebowanie na żelazo (m.in. jako
stop twardszy od czystej miedzi, z którego z większą ła- materiał do produkcji broni) powoduje inten-
twoS
cią można było wytwarzać narzędzia. Brąz miał też sywny rozwój hut. Na Wyspach Brytyjskich w
wielką zaletę - można było wpływać na jego własnoS
ci połowie XIII w. było ich 150.
poprzez zmienianie iloS
ci dodawanej cyny. Narzędzia Rozkwit imperium Inków w Ameryce Południo-
z brązu dzięki lepszym właS
ciwoS
ciom użytkowym z cza- wej (tereny od Ekwadoru po Chile). Inkowie
sem wypierają narzędzia kamienne. Około 3000 r. p.n.e. wytwarzali niezwykle piękne przedmioty ze
w miastach Mezopotamii (Irak) nastąpił rozkwit obróbki Złota statuetka wykonana złota.
metali. W tym też okresie gdzieniegdzie przetwarzano przez Inków Umiera Leonardo da Vinci, pozostawiając po
również żelazo. Ponieważ nie znano jeszcze techniki wy- sobie ok. 7000 stron notatek zawierających po-
topu żelaza, najstarsze żelazne przedmioty wykonane są mysły i wynalazki.
z kutych bÄ…dx
klepanych odłamków meteorytów.
Od zamierzchłych czasów istotną rolę w życiu
człowieka odgrywały metale szlachetne, szczególnie
złoto, które odkryto bardzo wczeS
nie. Ze względu na
swoje szczególne właS
ciwoS
ci estetyczne i fizyczne (np.
Å‚atwoS
ć obróbki - kowalnoS
ć) różne kultury wykorzysty-
wały złoto jako materiał zarówno do wytwarzania ozdób
czy przedmiotów kultowych, jak i innych o charakterze
użytkowym. Z badań archeologów wynika, że już w sta-
rożytnej Asyrii i Babilonie używano drutu na ozdoby
i przedmioty użytkowe. Z opisów znajdujących się w Bi- Wykonane z brązu odważniki będące
blii wiemy, że dostojnicy i kapłani ubierali się w szaty wzorcem wagowym wprowadzonym Angielski kieszonkowy zegar słoneczny
przetykane złotymi nićmi, które są przecież niczym in- przez Elżbietę I. z roku 1570 wykonany ze srebra.
nym jak bardzo cienkim drutem.
Złoto wyzwalało też w ludziach niezwykłą rządzę
posiadania. To legenda  ZÅ‚otego Miasta - El Dorado Anglik William Gregor odkrywa tytan.
mogła być jedną z przyczyn podboju imperium Azteków
przez Hiszpanów, tak jak słynna  gorączka złota była Brytyjski chemik Humpry Davy odkrył dwa pokrewne pierwiastki (metale):
impulsem do odkrywania nieznanych obszarów w Ame- sód i potas.
ryce Pn. Brytyjski chemik Humphry Davy odkrył magnez i inne nowe pierwiastki
Metale odegrały istotną rolę w rozwoju handlu - chemiczne: wapń, bar, stront, bor - otrzymał je drogą elektrolityczną.
to z nich wytwarzano pierwsze monety, które zrewolu- Szwedzki chemik Johan August Arfwedson odkrył lit.
cjonizowały wymianę handlową. Szkot James Namysmyth zbudował pierwszy potężny młot parowy. Ważąca
Metale i ich stopy w ogromnym stopniu przyczy- wiele ton stalowa bryła unosiła się nad rozgrzanym do czerwonoS
ci obra-
niły się do rozwoju przemysłu. Dzięki nim możliwe stało bianym elementem i spadała na niego gwałtownie. To prekursorskie urzą-
się wykonanie wielkich maszyn, pojazdów czy skompli- dzenie miało też ogromne znaczenie dla obróbki plastycznej metali z zasto-
kowanych urządzeń. To zaS
po- sowaniem matryc.
zwoliło przetwarzać na ogromną Jacob Mayer, właS
ciciel odlewni staliwa w Bochum, po raz pierwszy do-
skalę surowce i masowo wytwa- konuje odlewu skomplikowanych i szczególnie dużych przedmiotów.
rzać produkty. Metale, w szcze- W hucie szkła w Zlatnie (Węgry), chemik Pantotsek wykorzystuje tlenki
gólnoS
ci od momentu rozpoczę- metali do pokrywania wyrobów szklanych powłokami mieniącymi się tę-
cia masowej produkcji żelaza, Metalowa forma do for- czowymi barwami. Efekt ten uzyskał, pokrywając powierzchnię szkła
przyczyniają się w sposób decy- mowania i oznaczania (warstwowo) cienką powłoką z metali, lekko zabarwioną tlenkiem bizmu-
dujący do rozwoju transportu. Bez butelek z 1850 r. tu, która przy przenikającym S
wietle była ledwo widoczna, podczas gdy
stali nie byłoby silników. Rozwój odbijane przez nią S
wiatło mieniło się wszystkimi barwami tęczy.
metod wytwarzania i obróbki Piotr i Maria Curie w trakcie badań rud uranowych odkrywają rad. Piotr
stali sprawił, że rozwinąć się Curie zajmował się m.in. badaniem właS
ciwoS
ci magnetycznych metali.
mogła kolej żelazna, a po mo- Niemiecki inżynier Alfred Wilm tworzy duraluminium ( dural ). Jest to
rzach zaczęły pływać olbrzymie stop aluminium z miedzią i magnezem, dający się hartować. Nowy stop
statki. przy porównywalnej gęstoS
ci ma wielokrotnie lepsze właS
ciwoS
ci wytrzy-
małoS
ciowe od aluminium. Wkrótce ten lekki materiał konstrukcyjny znaj-
Do przygotowania kalendarium duje bardzo szerokie zastosowanie w przemyS
le (szczególnie lotniczym).
wykorzystano materiały x
ródłowe:
 Nauka Technika i Wynalazki W Berlinie Otto Hahn i Fritz Strassman poprzez bombardowanie neutronami
32
3
2
Raymond L. Francis, wyd. po raz pierwszy rozszczepili jÄ…dro uranu. Dalsze doS
wiadczenia wykazały, że
AMBER Kamera z 1927 r. wyko- w wyniku takiego bombardowania powstajÄ… sztuczne pierwiastki tzw. trans-
 Kronika Techniki - Praca zbioro- nana z duraluminium uranowe: neptun i pluton. Badania takie prowadził też Włoch Enrico Fermi.
wa, wyd. WEP PWN
MA
ODY TECHNIK
12/2004
p.n.e./n.e.
Z przymrużeniem oka
350 r.
VI w.
700 r. W północno-wschodniej
XIII w. Hiszpanii wynaleziono
wielkie piece do wytopu
żelaza tzw.  piece kata-
lońskie . W przeciwień-
XVI w. stwie do dotychczas uży-
wanych pieców płas-
kich, miały one kon- Rzymska waga równoramienna wyko-
strukcjÄ™ pionowÄ… w po- nana z brÄ…zu, z 350 r. n.e.
V 1519 r. staci szybu wymurowa-
nego z kamieni. W dolnej częS
ci pieca znajdował się rozpalo-
ny węgiel drzewny, od góry wprowadzano rudę żelaza. Przez
1560 r. oddzielny otwór, za pomocą miechów, doprowadzano powie-
trze. Uzyskiwana temperatura wciąż jednak była za niska,
1570 r. aby uzyskać płynne żelazo.
1708 r. Anglik Abraham Darby wynalazł metodę formowania odle-
wów żeliwnych w skrzyniach z mokrym piaskiem. Do tej pory
odlewano, co najwyżej, drobne ozdobne przedmioty w for-
mach z tłustej gliny. Nowa metoda polegała na wykonaniu
drewnianego modelu, który umieszczano w skrzyni do formo-
wania. Następnie wypełniano skrzynię mokrym piaskiem, któ-
ry mocno ubijano, po czym wyjmowano model. W przestrzeń
po modelu nalewano płynne żeliwo.
1735 r. Antonio da Ulloa odkrywa platynÄ™.
1751 r. Axel Frederik Cronstedt odkrywa nikiel.
1755 r. Black odkrywa magnez.
1789 r. Odkrycie uranu.
1791 r.
1801 r. Angielscy inżyniero-
1807 r. wie Matthew Bulton
i James Watt zasto-
1808 r. sowali po raz pierw-
szy w budownic-
1817 r. twie lądowym żeli- Most na rzece Severn koło Coalbrookdale
1839 r. wo i stal kowalną. w Anglii - pierwszy na świecie most wyko-
Anglia jest pierw- nany z żeliwa
szym krajem, który
na dużą skalę zaczął stosować żelazo w budownictwie.
1841 r. Francuz Eugene Pligot otrzymał metaliczny uran. Metal ten ma
1851 r. liczbę atomową 92 (najwyższa wS
ród pierwiastków występu-
jących w przyrodzie). Pierwiastek ten używany będzie w XX
1856 r. w. jako paliwo w reaktorach atomowych i w broni nuklearnej.
1878 r. Theodor Fleitman, niemiecki inżynier, odkrywa metodę spa-
wania metali nieżelaznych. Udaje mu się zespawać nikiel
z niklem oraz nikiel z żelazem i stalą. Dotychczas bezskutecz-
nie szukano sposobu spawania tzw. metali kolorowych, który-
mi nazywa siÄ™ same w sobie lub w stopach, kolorowe metale
1898 r. ciężkie, z wyjątkiem żelaza. Przez spawanie dawały się połą-
czyć obok żelaza i stali tylko metale szlachetne i metale mięk-
1906 r. kie (ołów, cyna). Fleitman odkrywa, że nikiel można spawać
przez dodanie magnezu. Metoda Å‚Ä…czenia rozgrzanych metali
przez docisk nazywana jest zgrzewaniem. Robotnicy odlewajÄ…cy stal, Bolton w Anglii 1919 r.
1912 r. Firma Krupp w Essen opracowuje nowe
nierdzewne stale chromowo-niklowe.
1927 r. Nowe stopy znajdujÄ… zastosowanie
1938 r. w przemyS
le chemicznym (aparaty labo- Obraz uderzenia w jądro złota rozpędzone-
33
3
3
ratoryjne) oraz do wyrobu urządzeń go- go jonu siarki zarejestrowany w europej-
spodarstwa domowego (naczynia). skim laboratorium wysokich energii CERN
1990 r. badajÄ…cym czÄ…stki
MA
ODY TECHNIK
12/2004
Dziewczyny lubiÄ… brÄ…z
MetaLovec
Stalowe nerwy