Invenția Topirii

Metalurgia și topirea sunt, probabil, unele dintre cele mai importante inovații din istoria umanității, deoarece au schimbat transportul, războiul, comerțul, agricultura și multe altele. Topirea și prelucrarea metalelor au oferit un sistem monetar și au făcut posibilă Revoluția Industrială - de la abur la electricitate.

Topirea

Copiați Acest Exemplu — Sau — Creați-vă Propriul Storyboard

Mai multe opțiuni

Dezvoltarea metalurgiei și topirea

Metalurgia, așa cum se cunoaște astăzi, sa dezvoltat pe o perioadă de aproximativ 6500 de ani. Invenția și dezvoltarea ulterioară a metalurgiei și topirii au fost folosite de civilizații pentru arme, unelte, instrumente agricole, obiecte de casă, decorațiuni etc. Primele metale folosite au fost aurul, argintul și cuprul, deoarece acestea au avut loc în natură sau metalică stat. Cele mai timpurii forme au fost probabil nuggeturi de aur care s-au găsit în nisipul albiei râurilor. Primele artefacte de cupru cunoscute au fost găsite în Irak și datează la 8700 î.en. Spre sfârșitul epocii de piatră, aceste metale au fost folosite decorativ și practic. Sa descoperit că aurul ar putea fi format în bucăți mai mari prin ciocanire rece, dar cuprul nu a putut. Începând cu aproximativ 7000 î.Hr., popoarele neolitice au început să ciocărați cuprul în cuțite brute și secerători; aceste instrumente au durat mai mult decât uneltele de piatră și au fost la fel de eficiente. Egiptenii au făcut arme din fierul meteoric de la aproximativ 3000 î.en. Între epoca de piatră și epoca bronzului a apărut o perioadă de tranziție care a fost numită după combinarea materialelor cupru și piatră - perioada calcolitului.

Descoperirea că metalele cum ar fi cuprul ar putea fi extrase din minereu prin încălzirea metalului dincolo de punctul de topire și că astfel de metale ar putea fi modelate prin topire și turnare în matrițe a fost esențială pentru a duce la epoca metalului. Primul metal care a fost topit era în Orientul Mijlociu și era probabil cupru. Cele mai vechi artefacte cunoscute care au fost modelate prin topire și matrițe sunt axele de cupru din Balcani, datând de la mileniul al IV-lea î.en. S-au inventat cuptoare cu curenți de aer forțat pentru a atinge temperaturile ridicate necesare pentru topire. Cuptoarele au fost alimentate de cărbune până în secolul al XVIII-lea, când cocsul - un reziduu solid format din cărbune bituminos încălzit - a fost introdus în Anglia.

Următoarea descoperire critică a fost că combinația de cupru și staniu a făcut un metal superior - bronz. Serbia a folosit cupru și tablă pentru a face obiecte de bronz, marcând începutul epocii bronzului. Diferite tipuri de bronz au fost realizate în scopuri diferite, iar tehnologia de topire sa răspândit - probabil prin comerț și migrație - din Orientul Mijlociu în Egipt, Europa și China. Până la 2500 î.en, o tehnică numită brazare - îmbinarea metalelor prin topirea și curgerea unui metal de umplutură în articulație - era în uz, după cum reiese din vasul de băut de aur făcut pentru Queen Puabi în orașul sumerian Ur. Există, de asemenea, câteva exemple ale acestei tehnici din Troia și Egipt în acest moment. Această tehnică este încă în uz astăzi.

Deși nu există nici o modalitate de a identifica începutul epocii fierului, artefactele de fier datând la 2500 î.Hr. au fost găsite în mormintele Hattic. Cercetătorii cred că hetiții au inventat procesul de extragere a fierului din minereul său și formarea unui metal de lucru, deși mici bucăți de fier s-au făcut în mod natural în cuptoare de topire a cuprului. Până în 1800 î.H., India începuse să lucreze cu fier, iar Roma Imperial, aparent, considera India ca fiind excelenți lucrători din fontă. Anatolia făcea arme de fier pe scară largă și, prin urmare, aceasta este de obicei considerată adevăratul început al epocii fierului. Până în anul 1000 î.en, lucrarea de fier a fost introdusă în Europa, iar utilizarea sa sa răspândit spre vest destul de încet. Construcția de fier a ajuns în Marea Britanie în timpul invaziei romane, în jurul anului 55 î.H. Deși unele regiuni nu au pus nici măcar în practică tehnologia, dovezile arată că alte regiuni folosesc procese de întărire pentru a îmbunătăți claritatea sabilor etc. În acest timp, Africa de Est a început să lucreze cu oțel.

Martensitul temperat a fost găsit în Galileea, datând aproximativ la 1200 î.en. Temperarea crește rezistența aliajelor precum oțelul și fonta. O cantitate mare de oțel a fost produsă în Sparta la 650 î.H., iar la 600 î.H., oțelul wootz a fost produs în India. Următoarele câteva sute de ani au înregistrat numeroase evoluții în industria metalurgică; Song, China a creat o metodă de utilizare a mai puțin cărbune într-un furnal; romanii au îmbunătățit organizarea și administrația minieră; Asia de Est a inventat procesul numit mai târziu procesul Bessemer. Din 1623, legea lui Pascal a avut un impact asupra tratamentului termic al metalelor, iar primele turnătorii de fier au fost înființate în Marea Britanie în 1700 d.Hr. Cuptorul cu arc electric a fost dezvoltat în anul 1907 d.Hr. Au fost făcute multe alte evoluții, inclusiv publicarea cunoștințelor metalurgice în cartea De Re Metallica în secolul al XVI-lea de Georg Agricola, care este considerat "tatăl mineralogiei". Astăzi, unele dintre aceste tehnici sunt încă folosite, deși s-au făcut multe evoluții pentru modernizarea procesului.

Creează-ți propriul Storyboard

Încercați-l gratuit!

Exemple de efecte ale metalurgiei / topire

• Descoperirea bronzului a marcat o schimbare tehnologică semnificativă în istoria omenirii.


• Extracția și prelucrarea fierului au fost un factor esențial pentru succesul filistenilor.


• Evoluțiile în extracția și prelucrarea metalelor au forțat dezvoltarea altor tehnologii, în special utilizarea focului și cuptoarelor.


• Metalele au fost și continuă să fie utilizate pentru moneda din întreaga lume.


• Metalurgia a condus la descoperirea topirii și mineritului, care sunt acum industrii uriașe.


• Transportul, războiul, agricultura, obiectele de zi cu zi, construcția - aproape totul - au fost afectate și avansate de metalurgie, făcând probabil unul dintre cele mai importante procese inventate vreodată.

Întrebări frecvente despre invenția topirii

Ce este topirea în termeni simpli?

Topirea este procesul de extragere a unui metal din minereu prin încălzire și topire, adesea cu ajutorul unor substanțe chimice care separă metalul de impurități.

Cum diferă topirea de topirea efectivă?

Topirea este utilizată pentru a separa metalul de minereu, implicând schimbări chimice, în timp ce topirea transformă doar un solid în lichid fără a schimba compoziția chimică.

De ce este importantă topirea în istorie?

Topirea a fost esențială pentru fabricarea uneltelor, armelor și materialelor de construcție, ajutând civilizațiile să avanseze prin accesul la metale pure precum fier, cupru și aur.

Exemple comune de metale produse prin topire?

Metale produse frecvent prin topire includ fier, cupru, plumb, argint și aur.

Care sunt impactele asupra mediului ale topirii?

Topirea poate cauza poluare a aerului, eliberarea de substanțe chimice toxice și contribuie la distrugerea habitatelor, fiind important să se utilizeze tehnologii mai curate și metode de reciclare.