Культурная эволюция Homo sapiens. История изобретений: от освоения огня до открытия электричества - Рашид Шафигулин

ковки (хотя и при низких температурах). Если учесть при этом, что на поверхности земли минералы олова встречаются достаточно редко, остается только удивляться, почему же в позднем бронзовом веке оловянная бронза практически повсеместно вытеснила мышьяковую. Одна из причин вытеснения мышьяка из металлургического производства заключается в опасных свойствах этого химического элемента. Пары мышьяка ядовиты, и их постоянное воздействие на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей. Тех, кто постоянно занимался производством мышьяковых бронз, отличали хромота, сутулость, деформация суставов. Как сказали бы сегодня, это были их профессиональные заболевания. Не случайно в мифах и преданиях многих народов древние металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда — карликами. Тяжелая и достаточно опасная работа накладывает на них свой отпечаток — как правило, они отличаются скверным характером и отталкивающей внешностью, хотя отравления мышьяком развиваются медленно, обычно в течение нескольких лет. Наиболее очевидные симптомы его — постепенное повреждение нервов в конечностях. В конце концов кузнецы должны были осознать опасность работы с мышьяковыми сплавами. В мифологии греческий бог кузнец Гефест и его коллега римский бог огня и кузнечного дела Вулкан были хромыми, это отражение многовековой народной памяти о своих предшественниках и профессиональной болезни. Олово становится важным стратегическим металлом, а оловянная бронза — доминирующим металлом. Правда, за исключением Египта, где мышьяк использовался вплоть до 2000 года до н. э.

Но была и еще одна причина отказаться от мышьяка — немаловажная, а может и главная. Характерной особенностью мышьяка является возгонка при температуре около 600 °C. Именно при такой температуре проводился отжиг ремонтируемых бронзовых мышьяковых изделий. При такой температуре механические свойства металла ухудшались из-за потери мышьяка, изделия, изготовленные из бронзового лома, получались низкого качества. И достоверно известно, что вплоть до 1-го тысячелетия до н. э. изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из рудного металла. [5]

Правда, олово было достаточно дефицитным металлом. Из экономии его частично заменяли сурьмой, свинцом и другими ингридиентами. Они увеличивали прочность основного металла или же улучшали его технологичность, в частности, это позволяло снизить температуру плавления и повысить текучесть расплава, что очень важно при использовании сплава для литья. Древнейшие находки сплава меди и олова относятся к IV тысячелетию до н. э., однако в обиход такие бронзы вошли позже. В кинжалах, мечах и секирах, найденных в Закавказье, зафиксировано содержание олова 9,6–11,7 %. И это оружие было достаточно прочным. Греческие бронзовые сосуды содержали 10–14 % олова, монеты — 2–17 %, зеркала — 19–32 %. Пушечная бронза, которую применяли вплоть до XIX века н. э., также была оловянистой и содержала 10 % олова, колокольная — 20 %. [6]

Но и мышьяк к меди предки, рискуя здоровьем, добавляли не случайно. Добавление к меди 1–3 % мышьяка делает металл красным, 4–12 % — золотистым, более 12 % — серебристо-белым. Это свойство мышьяковой бронзы позволяло имитировать золотые и серебряные изделия, особенно при производстве украшений. В раскопках археологами найдены литые бусы, подвески, кольца, содержащие до 30 % мышьяка. То есть явно наблюдается стремление достичь определенного цвета. А древнее оружие из бронзы никогда не содержит более 6 % мышьяка, поскольку цель в этом случае преследовалась иная — прочность, а цвет не играл роли. [7] К тому времени, когда олово вытеснило из бронзы мышьяк, человек знал уже и многие другие металлы. Олово стало последним из семи великих металлов древности, известных нашим предкам. И широкое распространение сплавов с ним тем удивительнее, что в самородном виде в природе олово не встречается. Единственный оловосодержащий минерал, имеющий практическое значение — касситерит является трудновосстановимым и малораспространенным. Тем не менее, он был известен человеку уже во времена неолита. Древнейшими предметами из олова считаются браслеты, найденные на острове Лесбос. Они были изготовлены в 3-м тысячелетии до н. э. Олово было не только одним из наиболее дефицитных металлов Древнего мира, но и одним из самых дорогих. Даже в 1-м тысячелетии до н. э. чистое олово имело чрезвычайно ограниченное распространение. Практически все добываемое в то время олово расходовалось на производство бронзы. От изделий из меди, мышьяковой бронзы и латуни изделия из оловянной бронзы отличались более высокой твердостью, коррозийной стойкостью и прекрасной полируемостью. В силу этого обстоятельства после освоения производства и обработки оловянной бронзы круг предметов быта и вооружения древних людей значительно расширился. Именно тогда появляются длинные мечи, бритвенные ножи и полированные зеркала. [8]

Вытеснение камня и меди бронзой было весьма длительным процессом, который даже к концу III тысячелетия до н. э. еще не завершился в полной мере. И только после 2200 г. до н. э. бронза становится доминирующим материалом. В III тысячелетии до н. э. общества Эгейского бассейна начинают переход к эпохе бронзы. На Крите, при изучении металлических предметов, изготовленных в период между 2200 и 1700 гг. до. н. э., металлографический анализ выявил 60 % бронзовых, при этом четвертая часть их была изготовлена на основе «мышьяковистой бронзы». На Кикладских островах в южной части Эгейского моря почти 100 % всех артефактов, подвергнутых анализу, оказались изготовленными из бронзы [9].

Бронзовый век был эпохой бурного развития металлообработки. Хотя технология изготовления металлических изделий была, поначалу, предельно простой — естественно, с позиций нашего сегодняшнего дня. Как правило, она включала совместное применение приемов литейной и кузнечной технологии, с последующим полированием и гравированием изделий. Сначала литье производили в открытые глиняные или песчаные формы. Это было непрактично и отрицательно сказывалось на внешнем виде самих изделий — они требовали серьезной доработки. Поэтому на замену глиняным и песчаным явились открытые формы, вырезанные из камня, и формы, у которых углубление для отливаемого предмета находилось в одной створке, а другая, плоская, играла роль крышки. Следует отметить, что формы, вырезанные из камня или литые металлические, могли использоваться для изготовления в них легкоплавких моделей. Например, бронзовые формы служили для литья свинцовых моделей. Каменные же формы требовали слишком больших усилий и времени. Поэтому следующим шагом в развитии древней металлургии стало изобретение разъемных и закрытых форм для фигурного литья. В последнем случае из воска лепили точную модель будущего изделия, обмазывали ее глиной и обжигали в печи. Воск плавился, а глина принимала точную форму модели и уже использовалась в качестве литейной формы. Этот способ так и получил название: литье по восковой модели. У древних металлургов появилась возможность отливать пустотелые предметы очень сложной формы. Для образования полости использовалась вставка в формы особых глиняных сердечников — литейных стержней. В качестве моделей могли применяться и сами отлитые металлические изделия. Эпоха металлов окончательно наступила тогда, когда технология изготовления литых топоров и мечей была освоена повсеместно. Поначалу бронзовые топоры