ساخت آلیاژهای فلزی، مانند آلیاژهایی که در تلفن های همراه و فضاپیماها یافت می شود، سابقه طولانی دارد. قدمت آنها به عصر برنز باز می گردد، زمانی که انسان برای اولین بار شروع به مخلوط کردن فلزات کرد.
به گزارش یورونیوز، امروزه استخراج و فرآوری فلزات به یک صنعت بزرگ تبدیل شده است، اما اولین افرادی که به این مواد براق دست یافتند، این کار را با استفاده از ابزار سنگی و آتش معمولی انجام دادند.
در اصل، فلزاتی که در دسترس اجداد ماقبل تاریخ بود، فلزاتی بودند که قبلاً به شکل طبیعی خود در طبیعت یافت می شدند. این بدان معنی است که آنها را می توان در قطعات واقعی یافت و با عناصر دیگر در سنگ ها مخلوط نمی شود. بنابراین نیازی به استخراج نداشتند و می‌توان آنها را از رودخانه‌ها یا با حفاری کم تهیه کرد.
به عبارت دیگر، در حالی که قدیمی ترین مصنوعات مس شناخته شده تقریباً 8000 سال قدمت دارند، مصنوعات طلا چندین هزار سال بعد ظاهر می شوند. در این مرحله از تاریخ، فناوری مورد نیاز برای استخراج آهن از زمین هنوز در دسترس نبود. اما باید گفت که مصریان باستان می توانستند از آهن شهاب سنگ برای ساخت اشیاء مختلف مانند چاقوهای مقبره توت عنخ آمون استفاده کنند.
گذار از عصر حجر به عصر مس
همه چیز از حدود 5 هزار سال پیش شروع شد و در آن زمان، به لطف ذوب فلز، مردم از عصر حجر وارد عصر مس شدند. این فرآیند شامل حرارت دادن سنگ معدن مس در بوته ها (ظروف سنگی یا سرامیکی برای جداسازی فلز از ناخالصی ها) بود.
اگرچه هیچ سابقه ای در مورد چگونگی دستیابی انسان به این دانش و توانایی وجود ندارد، اما احتمالاً چند نفر از افراد خلاق در زمان های قدیم به فکر دمیدن هوا از طریق چوب یا نی بودند تا دمای کوره را به دمای معمولی برسانند. نقطه ذوب توخالی می شود.
آهنگران آن زمان احتمالاً بدون اطلاع از روند واقعی، هوا را به این میله های توخالی می دمیدند که باعث می شد کربن موجود در چوب با اکسیژن موجود در سنگ معدن واکنش داده و آن را به دی اکسید کربن تبدیل کرده و مس موجود در سنگ معدن را جدا کند. .
با این حال، مس یک فلز خوب برای کار بود و ابزارها و سلاح های جدیدی را که به مراتب بهتر از همتایان سنگی خود بودند، امکان پذیر می کرد. مهمتر از همه، وقتی که چکش می خورد سخت می شد و حتی می توانست ذوب شود و در قالب ریخته شود تا اجسام یکنواخت بسازند.
به عصر برنز خوش آمدید
از طرف دیگر، مس را می توان با مخلوط کردن آن با قلع بهبود بخشید تا آلیاژی به نام برنز تشکیل شود. این آلیاژ نه تنها سخت‌تر از مس خالص جعل می‌شد، بلکه در دمای بسیار پایین‌تری ذوب می‌شد و فرآیند ریخته‌گری را بسیار آسان‌تر می‌کرد.
استفاده گسترده از این مخلوط در حدود 3000 سال قبل از میلاد آغاز عصر برنز بود، دوره ای که انسان ها روی و سایر فلزات را به برنز اضافه کردند تا آلیاژهای جدید متعددی ایجاد کنند. این فرآیند واقعاً هنوز متوقف نشده است و همچنان منجر به ایجاد آلیاژهای جدید با کاربردهای متنوع آینده نگر می شود.
مانند این آلیاژهای مدرن که به انسان مدرن کمک کرد تا به عصر فضا نزدیک شود، پیشرفت های تکنولوژیکی عصر برنز باعث ظهور تمدن های قدرتمند در جهان باستان شد.
برنز به راحتی قابل بو کردن بود، پس چرا وارد عصر آهن شویم؟
با این حال، زمانی که انسان ها فهمیدند چگونه می توانند آهن را از سنگ ها استخراج کنند و مواد مفید بیشتری تولید کنند، این عصر نمادین به پایان رسید و بشریت وارد عصر آهن شد.
کوره های باستانی در ابتدا آنقدر بالا نبودند که آهن را ذوب کنند. به همین دلیل اولین آهنگران باید به «آهن فرآوری شده» که از جداسازی مواد زائد تولید شده در حین ذوب سنگ آهن به دست می آوردند بسنده می کردند.
سپس، در حدود 300 سال قبل از میلاد، فلزکاران چینی مشعل دمنده را اختراع کردند که از آن برای ایجاد آتش به اندازه کافی داغ برای ذوب آهن استفاده می کردند.
جالب اینجاست که آهن در واقع به سختی برنز نیست و قطعات ساخته شده از فلزات آهنی اغلب از کیفیت پایین تری نسبت به آلیاژهای قبلی برخوردار هستند.
با این حال، تولید آهن بسیار ارزان تر از برنز بود. دلیل اصلی این امر این بود که از قلع فراوانتر بود و بعدها در فولادسازی مورد استفاده قرار گرفت و به یکی از مهمترین مواد عصر مدرن تبدیل شد.