A fémötvözetek, amelyeket ma az okostelefonoktól az űrhajókig szinte mindenben felhasználnak, a bronzkorig visszanyúló kohászati hagyomány legújabb eredményei. Az első fémötvözeteket ugyanis a bronzkorban hozták létre. Napjainkban a fémek bányászata és feldolgozása hatalmas iparág, az első emberek azonban, akik hozzájutottak ezekhez a csillogó anyagokhoz, a feldolgozáshoz csupán kőeszközöket és tábortüzet használtak.
Kezdetben csak azok a fémek álltak őskori őseink rendelkezésére, amelyek kész formájukban fordultak elő, vagyis rögként voltak megtalálhatók, és nem keveredtek más elemekkel a kőzetekben. Így ezeket nem kellett kinyerni, hanem a folyókban való mosogatással vagy egyszerű ásással lehetett hozzájutni.
A legkorábbi ismert rézleletek körülbelül 8000 évesek, míg az aranyból készült tárgyak néhány évezreddel később jelennek meg a régészeti feljegyzésekben. A történelemnek ezen a pontján a földben lévő vas kinyeréséhez szükséges technológia még messze volt, bár az ókori egyiptomiaknak sikerült számos tárgyat előállítaniuk vasmeteoritból, amelyből olyan pengéket lehetett kalapálni, mint amilyeneket például Tutanhamon sírjában is találtak a régészek.
A Tutanhamon sírjában talált vastőr, 2019. október 16., Kairói Múzeum. Fotó: Olaf Tausch
A fémfeldolgozás körülbelül 5000 évvel ezelőtt lendült fel igazán, amikor az emberek átléptek a kőkorszakból a rézkorszakba, nagyrészt az olvasztás megjelenésének köszönhetően. Ennek során a rézércet kő- vagy kerámiatégelyekben hevítették, hogy a fémet leválasszák a szennyeződésektől.
Bár nincs feljegyzés arról, hogyan valósították meg ezt először, valószínű, hogy egy ősi látnok találta ki, hogy üreges pálcákon keresztül fújják a levegőt, hogy megnöveljék a kemence hőmérsékletét, és így az olvadt fém kioldódjon. Az őskovács tudta nélkül a fában lévő szén reakcióba lépett az ércben lévő oxigénnel, ami szén-dioxiddá alakította azt, és felszabadította a benne lévő rezet.
Minden jel szerint a réz jó fém volt a megmunkáláshoz, és lehetővé tette új szerszámok és fegyverek létrehozását, amelyek sokkal jobbak voltak, mint kőből készült elődeik. A legfontosabb, hogy a réz a kalapálás során megkeményedett, emellett még be is lehetett olvasztani és öntőformákba önteni, hogy szabványos tárgyakat lehessen készíteni belőle.
A rezet azonban jóval tovább lehetett fejleszteni, ha ónnal keverték, és így létrehozták a bronznak nevezett ötvözetet. Ez a fémkeverék nem csak kalapáláskor volt keményebb, mint a tiszta réz, de sokkal alacsonyabb hőmérsékleten olvadt, így az öntési folyamat is sokkal egyszerűbbé vált.
Kora bronzkori eszközök, Nemzeti Múzeum, Dánia, 2014. október 9. Forrás: Wikimedia Commons
Ennek a keveréknek az i. e. 3000 körül elterjedt használata jelentette a bronzkor kezdetét – ez az időszak számos különböző ötvözet létrehozását jelentette, mivel az emberek kísérleteztek a cink és más fémek bronzhoz való hozzáadásával. Ez a folyamat soha nem állt le igazán, és továbbra is új ötvözeteket eredményez, amelyeknek számos felhasználási módja lehet a jövőben.
Ahogyan ezek a modern ötvözetek segítenek minket az űrkorszakban, úgy a bronzkor technológiai vívmányai is elősegítették az ókori világ legerősebb civilizációinak terjeszkedését. Az ikonikus korszak azonban végül véget ért, amikor az emberek rájöttek, hogyan lehet kőzetekből vasat kiolvasztani, ami még hasznosabb anyagot eredményezett, és ezzel megkezdődött a vaskor.
A vas előállításához használt ősi kohók eleinte nem tudtak elég magas hőmérsékletet elérni ahhoz, hogy ténylegesen megolvasszák a fémet. Az első kovácsoknak ezért meg kellett elégedniük a kovácsolt vassal, amelyet az olvasztás során keletkezett salakból való leválasztással nyertek.
Úgy gondolják azonban, hogy valamikor i. e. 300 körül a kínai fémművesek feltalálták a fújtatót, amellyel elég magas hőmérsékletű tüzet lehetett létrehozni a vas megolvasztásához.
Vaskohászat a középkorban. Forrás: Wikimedia Commons
Vicces módon a vas valójában nem olyan kemény, mint a bronz, és az ebből a fémből készült tárgyak jellemzően rosszabb minőségűek voltak, mint ötvözött elődeik. A vasat azonban sokkal olcsóbb volt előállítani, mint a bronzot – főként azért, mert sokkal nagyobb mennyiségben fordul elő, mint az ón -, és a vasat használták fel később az acél előállításához, amely a modern kor egyik legfontosabb anyagává vált.
Forrás: IFL Science
Borítókép: Nyersvas öntés a PJSC Tulachermetnél, Oroszország, 2017. augusztus 18. Fotó: Afedchenko/Wikimedia Commons
