בַּרזֶל. היסטוריה של המצאות וייצור

ספריה טכנית בחינם

היסטוריה של טכנולוגיה, טכנולוגיה, אובייקטים מסביב לנו
ספרייה חינם / מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

בַּרזֶל. היסטוריה של המצאות וייצור

ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

הערות למאמר

ברזל מקומי חופשי בקרום כדור הארץ, בניגוד לנחושת, כמעט ולא נמצא. אבל הוא חלק ממינרלים רבים והוא נפוץ הרבה יותר ממתכות לא ברזליות. בימי קדם, ניתן היה לכרות אותו ממש בכל מקום - החל מליסת, ביצות, אחו ועפרות אחרות. עם זאת, בהשוואה למטלורגיית נחושת, מתכות ברזל היא תהליך מורכב למדי.

ברזל נמס ב-1539 מעלות. טמפרטורה כה גבוהה לא הייתה נגישה לחלוטין לאדונים העתיקים. לכן, ברזל נכנס לחיי היומיום של האדם הרבה יותר מאוחר מנחושת. השימוש הנרחב בו כחומר לייצור כלי נשק וכלים החל רק באלף הראשון לפני הספירה, כאשר נודעה שיטת שחזור הברזל הגולמי (עם זאת, כמה עמים למדו מתכות ברזל הרבה קודם לכן; למשל, השבטים שאכלסו את השטח של ארמניה המודרנית, ידעה להשיג ברזל מעפרות כבר בתחילת האלף ה-1 לפני הספירה).

עפרות הברזל הנפוצות ביותר (עפרת ברזל מגנטית, עפרת ברזל אדומה ועפרת ברזל חומה) הן תרכובת של ברזל וחמצן (תחמוצת ברזל) או הידרט תחמוצת ברזל. על מנת לבודד ברזל מתכתי מתרכובות אלו, יש צורך להפחיתו – כלומר להוציא ממנו חמצן.

יסודות ברזל של כלי נשק עתיקים

כמובן שלמאסטרים הקדמונים לא היה מושג לגבי התהליכים הכימיים המורכבים שהתרחשו במהלך הפחתת הברזל. עם זאת, בהתבוננות ב"התכת" העפרות, הם הקימו בסופו של דבר כמה דפוסים חשובים, שהיוו את הבסיס לשיטות הפשוטות ביותר לייצור ברזל. קודם כל, אבותינו שמו לב שכדי להשיג ברזל, אין צורך כלל להביא אותו לנקודת התכה.

ניתן להשיג ברזל מתכתי גם בטמפרטורות נמוכות בהרבה, אבל חייב להיות יותר דלק מאשר בהתכת נחושת, והדלק הזה חייב להיות איכותי יותר. כמו כן, יש צורך שהאש תהיה "חמה" ככל האפשר. כל זה הצריך סידור מיוחד של התנור ותנאי ההיתוך.

התקן של תנור התכת ברזל עתיק

ככלל, החל "להמיס" ברזל, בעלי המלאכה חפרו תחילה בור עגול, שקירותיו היו מכוסים בשכבה עבה של חימר מבפנים. מבחוץ הובא לבור זה פתח להזרקת אוויר. לאחר מכן, מעל החלק התחתון המעוגל, נבנה החלק העליון בצורה של חרוט. פחם שימש כדלק. הוא נשפך לתחתית הכבשן - לתוך הבור. מעליו הונח מטען בשכבות - עפרה כתושה ופחם. שכבה עבה של פחם יוצקה על החלק העליון מאוד. לאחר שהדלק הוצת למטה, החל חימום חזק של העפרה. במקביל, התרחשה תגובה כימית של חמצון פחמן (פחם) והפחתת ברזל. בצורת עלי הכותרת הקטנים ביותר, ברזל בצק, שהיה כבד פי שלושה מהסיגים, נפל והתיישב בחלקו התחתון של הכבשן.

תנור היתוך ברזל

כתוצאה מכך, בתחתית הבור נאסף גוש ברזל מרותך רך - פריחה, במשקל של 1 עד 8 ק"ג. הוא היה מורכב ממתכת רכה עם חללים מלאים סיגים קשים. כשנגמרה ה"התכה" נשבר הכבשן והקריצה הוצאה ממנו. עיבוד נוסף התבצע במחילה, שם שוב חיממו את הקריטסה במחושה ועבדו במכות פטיש להסרת סיגים.

במטלורגיית הברזל, פרזול הפך לסוג העיקרי של עיבוד מתכות במשך מאות שנים, והנפחות הפכה לענף הייצור החשוב ביותר. רק לאחר חישול הברזל רכש תכונות משביעות רצון. ברזל טהור, לעומת זאת, לא ניתן להשתמש בגלל הרכות שלו. רק סגסוגת של ברזל ופחמן הייתה בעלת חשיבות כלכלית. אם המתכת שהתקבלה הכילה בין 0 ל-3% פחמן, התקבלה פלדה, כלומר ברזל, שרכשה תכונה חדשה - היכולת להתקשות. לשם כך, הכלי חומם לוהט ואז מקורר במים. לאחר התקשות הוא התקשה מאוד וקיבל איכויות חיתוך מצוינות.

עם זרימה טבעית של אוויר, הטמפרטורה בכבשן לא עלתה מעל 1000 מעלות. כבר בעת העתיקה הבחינו שניתן להשיג יותר ברזל ואיכות טובה יותר מאותה עפרה אם נשאבים אוויר באופן מלאכותי לכבשן בעזרת מפוח. פרוות נעשו מעורות, צוידו בלוע והופעלו ביד. בעזרת חרירים ומפוחים הוחדר לכבשן אוויר גולמי ולא מחומם, משם הגיע שמו של התהליך כולו. עם זאת, גם בשיטה זו, הטמפרטורה יכלה לעלות רק ל-1200 מעלות, ולא יותר ממחצית מהברזל המצוי בה הופק מהעפרה.

בהיותו חומר זמין וזול, ברזל חדר מהר מאוד לכל ענפי הייצור, חיי היומיום וענייני הצבא ועשה מהפכה בכל תחומי החיים. גרזן ברזל ומחרשה עם מחרשה מברזל אפשרו לשלוט בחקלאות לאותם עמים שבעבר לא היו נגישים אליה לחלוטין. רק לאחר התפשטות הברזל הפכה החקלאות לענף הייצור החשוב ביותר בקרב רוב העמים.

הברזל נתן לאומן כלים בעלי קשיות וחדות כאלה שלא אבן ולא ברונזה יכלו לעמוד בפניהם. הם היו הבסיס שעליו החלו להתפתח במהירות מלאכות אחרות. השינויים הגדולים הללו שמו קץ לחברה הפרימיטיבית. היא התחלפה בחברה מפותחת יותר - מעמדית.

מחבר: Ryzhov K.V.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו:

▪ תחנות בין פלנטריות אוטומטיות וויאג'ר

▪ סוללה

▪ מפתח ברגים מתכוונן

ראה מאמרים אחרים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Fujifilm ו- Panasonic מפתחים חיישן תמונה אורגני 22.06.2013

Fujifilm ו- Panasonic הכריזו על פיתוח משותף בתחום חיישני התמונה. טכנולוגיית החיישנים האורגניים מסוג CMOS שיצרו מבוססת על שימוש בשכבה אורגנית בה מתרחשת המרה פוטו-אלקטרית. לדברי המפתחים, החלק קולט האור של החיישן מפגין ביצועים עדיפים על אלו של "חיישני תמונה רגילים".

השימוש בטכנולוגיה חדשה בחיישנים למצלמות דיגיטליות ומכשירים דומים יגדיל את הטווח הדינמי שלהם ויגדיל את הרגישות לאור, מה שבתורו ימנע אובדן של אלמנטים בהירים של הפריים ויספק צבעים עשירים ומרקמים בולטים בעת צילום עצמים כהים. שותפים מעריכים את הטווח הדינמי של החיישן ב-88 dB, ונאמר כי רגישות האור שלו גדולה פי 1,2 מהרגישות לאור של חיישנים רגילים.

תרומת הפיתוח של Fujifilm היא טכנולוגיית שכבות פוטו-וולטאיות אורגניות. התרומה של פנסוניק היא טכנולוגיית ייצור מוליכים למחצה.

השותפים מצפים להשתמש בפיתוח במוצרים שלהם, לרבות מצלמות אבטחה, מצלמות רכב, מכשירים ניידים ומצלמות דיגיטליות.

עוד חדשות מעניינות:

▪ פרה עם מיכל מתאן

▪ מעטה הקרח של גרינלנד נמס בצורה קטסטרופלית

▪ הקרחונים של הקוטב הצפוני מלאים חיים

▪ מזל"ט צבאי ווינגמן נאמן עם בינה מלאכותית

▪ חומר דו מימדי בעובי אטום אחד

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של תיאורי התפקיד באתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר היסטוריה של המדינה והמשפט של מדינות זרות. עריסה

▪ מאמר כמה עיניים יש לדג בעל ארבע עיניים? תשובה מפורטת

▪ מאמר רואה חשבון הון. תיאור משרה

▪ מאמר לן תחנת רדיו ניידת במערכת האזעקה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר אוטומציה וטלמכניקה. ויסות אוטומטי של עירור, מתח והספק תגובתי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר