Медь вместе с золотом, серебром, железом, оловом, свинцом и ртутью входит в «великолепную семерку» металлов, известных людям с древнейших времен: полагают, что человек знаком с медью приблизительно 10 тысячелетий. В природе медь помимо рудных ископаемых встречается и в самородном виде.
Бронза (сплав меди и олова) и сама медь длительное время были самыми употребительными, целую эпоху в развитии человечества поэтому и на назвали бронзовым веком. Первоначально человек использовал самородную медь, но с течением времени появилась потребность в получении меди из сплавов. Из руд, которые содержали значительные количества меди, сравнительно легко можно было выплавить металлическую медь - пластичный металл, легко поддающийся механической обработке. Основная масса меди шла на изготовление орудий труда, оружия. Так, по словам историков, египетские пирамиды были построены из огромных каменных глыб, обтесанных с помощью медных инструментов. Но медь - мягкий металл, в качестве орудия обработки камня была не очень пригодна. А вот когда человек получил бронзу, то применение этого сплава получило широкое распространение, поскольку бронза значительно более твердый сплав, чем сама медь. Первоначально бронза использовалась в основном в качестве украшений, предметов роскоши, потом применялась для чеканки, отливки скульптур, статуй, даже в настоящее время бронза используется для этих целей. Другим сплавом, содержащим медь, является латунь (сплав меди и цинка). Изделия из меди и ее сплавов часто находили при проведении археологических раскопок повсеместно, в том числе и на территории современной России. Основными находками были наконечники стрел, шлемы, щиты. В юго-восточной Анатолии (в верховьях р. Тигр, Турция) археологи нашли очень древнее поселение - Чайоню Тепеси, которое поразило их неожиданной сложностью каменной архитектуры. Среди руин было обнаружено около сотни мелких кусочков меди, а также множество осколков медного минерала - малахита, некоторые из которых были обработаны в виде бусин. Древние мастера умели не только обрабатывать самородную медь, но и выплавлять этот металл из руд.
Медные изделия из Чайоню Тепеси
Средневековые алхимики посвятили скромный металл медь планете Венере, названной в честь богини (по-гречески Афродиты). Родившись из белоснежной пены морской волны, златовласая богиня была принесена ветрами на остров Кипр. Это событие запечатлено на знаменитой картине флорентийского живописца С. Боттичелли «Рождение Венеры», написанной в1485 г. Явившись из морской пучины, Венера сошла на берег острова Кипр, за что и была прозвана Кипридой. Этот же остров, на котором в глубокой древности добывали расходившуюся по всему свету медь, дал принятое теперь научное название этому металлу - «купрум» (поначалу римляне называли медь cyprium aes - «металл с Кипра»). Поэтому вполне закономерно, что алхимики подметили связь между островом, славившимся медными рудниками, и богиней, сошедшей на его берег, а также планетой, названной ее именем. Считается, что колебания атмосферы планеты Венера и колебания ионов атома меди идентичны. Вероятно, переселенцы из Анатолии и Сирии принесли на Кипр искусство обработки бронзы. В начале бронзового века (2300-2000 гг. до н.э.) оружие и домашняя утварь еще изготовлялись из меди. Работы гончаров обнаруживают влияние Сирии и Египта, а также минойского Крита. По мнению ученых-египтологов, во II тысячелетии до н.э. металлургия меди достигла в Египте солидных масштабов: в стране в то время действовало не менее тысячи медеплавильных печей. Но в середине бронзового века (1850-1550 гг. до н.э.) бронза вытесняет медь. Один из древнейших морских портов Италии Бриндизи в античные времена (тогда он назывался Брундизием) служил отправной точкой, откуда начинался путь меди со всех рудников во многие государства. Но этот металл часто представлял собой сплав меди с оловом, получавшийся естественным путем в процессе плавки, поскольку в тех месторождениях меди обычно сопутствовало олово. Древние металлурги подметили, что сплав двух металлов, пути которых пересекались в Брундизии, обладает хорошими свойствами, и освоили его массовое производство. Вскоре этот сплав – «медь из Брундизия» (по-латыни «эс Брундизи») - повсюду стали именовать бронзой.
«Медные горы» Кипра
Медь и бронза были известны не только египтянам, но и индусам, ассирийцам, римлянам, грекам. Гомер описывает в «Илиаде», как античный бог кузнец Гефест выковывает из меди победный щит герою Троянской войны Ахиллу: «Сам он в огонь распыхавшийся медь некрушимую ввергнул...». Согласно древнегреческим мифам, титан Прометей, похитивший у богов огонь и передавший его людям, был по приказу Зевса прикован к скале медной цепью. Уже в V в. до н. э. люди научились отливать бронзовые статуи. Некоторые из них отличались гигантскими размерами. В начале III в. до н. э. был создан Колосс Родосский - достопримечательность древнего порта Родоса на побережье Эгейского моря. Эта 32-метровая статуя бога Солнца Гелиоса, считавшаяся одним из семи чудес света, возвышалась над входом во внутреннюю гавань порта, даже самые крупные суда свободно проходили под ней с развернутыми парусами. К сожалению, грандиозное творение древнего скульптора Хареса просуществовало лишь немногим более полувека: во время землетрясения статуя разрушилась и была затем продана сирийцам как металлолом. Время сохранило для нас великолепные бронзовые скульптуры, рожденные много веков назад, - «Марк Аврелий», «Дискобол», «Спящий сатир» и др.
Большими мастерами в области бронзового литья были японцы. Гигантская фигура Будды в храме Тодайдзи, созданная в VIII в., весит более 400 т. Чтобы отлить такую статую, требовалось поистине выдающееся мастерство.
В районе Верхнего озера в США из самородной меди изготовлялись различные предметы (3000 лет до н.э. - 1400 лет н.э.). Изучение микроструктуры показало, что их изготовляли путем ковки самородков с предварительным отжигом. Плавка же самородной меди, для чего требовалась температура не ниже 1084oС, не производилась.
Медь в Центральной Европе стали использовать не ранее III тыс. до н. э. Плоский медный топорик примитивной формы, найденный в Горне Лефантовце в Западной Словакии, датируется приблизительно серединой III тыс. до н. э. Спектральный анализ показал, что медь, из которой изготовлен топорик, была не самородного происхождения, а получена восстановительной плавкой малахитовых руд.
Русское же слово «медь», по мнению некоторых исследователей, происходит от слова «смида» - так древние племена, населявшие европейскую часть территории нашей страны, называли вообще металл. Это лишний раз доказывает, что медная руда пользовалась несравнимо большей популярностью, чем другие металлы. На территории России были найдены шахты, возраст которых несколько тысяч лет, медные рудники появились приблизительно за два тыс. до н. э. При раскопках в Закавказье, Сибири, на Алтае были найдены медные ножи, наконечники стрел, бронзовые щиты, шлемы и другие предметы, относящиеся к VIII-VI вв. до н. э. На Руси хранительницей секретов малахита была Хозяйка Медной горы (ее иногда называли Малахитница). Перед людьми она выступала в образе сказочно красивой женщины с зелеными глазами, одетой в роскошное малахитовое платье, с изящной диадемой-кокошником, украшенной малахитом и драгоценными камнями. По народным сказаниям и описаниям П.П. Бажова, ее чертоги также были украшены малахитом, а еще - алмазами и цветами из медных самородков.
В отливке орудий русские мастера достигли совершенства. В начале XVI в. в Москве уже давали продукцию «Пушечная изба» и «Пушечный двор», где отливались бронзовые орудия разных калибров. Шедевром литейного искусства по сей день считается 40-тонная Царь-пушка, отлитая из бронзы в1586 г. Андреем Чоховым. Другой замечательный памятник техники - бронзовый Царь-колокол весом более 200 т - был отлит мастерами в1735 г. и предназначался для колокольни Ивана Великого. Кстати, купол этого великолепного памятника архитектуры XVI в., а также южная дверь Успенского собора покрыты позолоченными листами из чистой меди. Медь сыграла заметную роль для развития русской экономики в петровские времена. Дефицит меди обнаружился во время войны со шведами. Петр I, понимая необходимость создания мощной артиллерии, наряду с увеличением выплавки меди, принимает решение о реквизиции у церкви бронзовых колоколов и других изделий, чтобы всю бронзу пустить на военные цели. Полтавский бой подтвердил мудрость Петра: шведские войска, располагавшие лишь четырьмя орудиями, были сокрушены огнем 72 русских бронзовых пушек. Разгром шведов имел важнейшее значение для последующего развития русской экономики. После победы под Полтавой Петр I проводит еще одну реформу. И снова в ход идут колокола: теперь их переливают уже не на пушки, а в медную монету.
Испытывая недостаток в меди, Россия вынуждена была постоянно вести поиски новых месторождений. Десятки медеплавильных заводов возникают на Урале, на Алтае. К концу ХIХ в. медь выплавляли уже на Кавказе и в Казахстане. К этому же времени относится и возникновение металлургии меди на Крайнем Севере (в бывшей Енисейской губернии). К началу ХХ вв. почти 3/4 всей медной промышленности России находилось в руках иностранных капиталистов. В1913 г. было произведено лишь 17 000 т рафинированной меди. Это ни в коей мере не соответствовало потребностям страны. Гражданская война и интервенция Антанты свели производство меди фактически к нулю. Многие медные рудники были разрушены или затоплены, заводы замерли, поскольку не было ни рабочей силы, ни материалов, ни топлива. В эти тяжелые годы напомнил о себе один из бывших концессионеров, крупный английский промышленник Лесли Уркварт. Он вызвался «помочь» нам в восстановлении богатейшего по тем временам Карабашского медного рудника, поставив при этом кабальные для нас условия. В.И. Ленин ответил ему категорическим отказом. 5 мая1922 г. дал первую продукцию восстановленный Калатинский (ныне Кировоградский) медеплавильный завод. Дату пуска этого предприятия можно с полным правом считать днем рождения советской цветной металлургии. В1932 г. здесь было начато строительства «Медной Магнитки» - Балхашского горно-металлургического комбината. Стройка велась в исключительно тяжелых условиях. Нередко единственным видом транспорта служили караваны верблюдов, доставлявшие грузы за400 км. Но энтузиазм людей преодолевал все трудности и лишения. В1938 г. была получена первая медь Балхаша. В годы первых пятилеток и в послевоенное время были сооружены многие другие медеплавильные предприятия.
Благодаря уникальным свойствам меди, а именно: ей легко можно придать необходимую форму и создать стилистику любого архитектурного стиля, она долговечна, проста в обработке, устойчива к погодным явлениям (с течением времени на меди начинает образовываться слой оксидов, защищающий ее от коррозии, - патина), а также совместима с другими материалами, наконец, она красива – медь нашла свое применение в строительстве. Ее издавна использовали для украшения известных и внушительных зданий. Использовать медь в качестве кровельного материала стали еще античные строители. В Древнем Риме медными пластинами покрывали храмы, императорские дворцы и аристократические виллы. Ни один другой материал не может улучшить внешний вид здания и не выделит его среди прочих так, как это сделает медь. Помимо традиционных архитектурно-отделочных элементов, таких как кровельное покрытие, отделка подоконников, ростверков и устройства сливов и водостоков, медь стали применять при фасадной облицовке зданий и при прокладке внутридомовых коммуникаций. В особенности ценна медь в качестве материала для тепло-, газо- и водопроводных труб. Трубы из меди не подвержены коррозии. Гигиеническая составляющая воды, которая находится в них, гораздо более высокая, чем, например, в стальных трубах. Медное покрытие толщиной 600 мкм (0,6 мм) при благоприятных условиях способно прослужить 150-180 лет. Случайные повреждения легко починить посредством пайки. Покрытие католического собора в Хиль-десхайме (Германия) прослужило более 700 лет. Правда, при укладке кровли-долгожителя немецкие мастера использовали медные плиты толщиной 3-6 мм. Сейчас покрытия скатных крыш выполняют из кровельной медной ленты толщиной 0,55-0,7 мм. По данным ученых, срок службы такого материала составляет свыше 100 лет.
Крыша из меди католического собора в Хиль-десхайме (Германия)
Расцвет медной кровли в архитектуре пришелся на XIX в. В особом почете она была в Западной Европе, Великобритании и Скандинавии, где и поныне медь красуется на кровлях церквей, театров и роскошных вилл. Позже эстетические вкусы изменились, медь уступила место новым кровельным материалам. Сегодня предпринимаются попытки возродить былую популярность этого незаслуженно забытого покрытия. Во время реконструкции храма Василия Блаженного в Москве намечено заменить железные купола медными, точно сохранив их первоначальную форму и размеры. Эта замена вызвана тем, что за время существования храма в столице заметно изменился микроклимат, и железные купола постепенно ржавеют. Кровельную медь укладывают преимущественно методом двойного фальцевания. При этом достигается стопроцентная герметичность кровельного покрытия. Для крепления используют подвижные кляммеры, компенсирующие термическое линейное расширение меди. Отметим, что элементы крепежа подбираются с учетом гальванической совместимости металлов. Применение стальных и алюминиевых метизов полностью исключается. Помимо стандартного способа монтажа используются и художественные приемы укладки медных картин (ромбы, «рыбья чешуя», «кирпичная кладка» и др.). Обрезки меди идут на изготовление водостоков, флюгарок, а также на создание декоративных элементов. Медное покрытие способно придать любому зданию элегантность, особый шарм. Кровельная медь прекрасно сочетается с различными стеновыми материалами и фасадными отделками. Отметим, что современные технологии позволяют производить искусственно патинированную медь (цвета спелого каштана или морской волны). К тому же выпускаются препараты-ускорители, с помощью которых можно «состарить» покрытие прямо на строительной площадке.
Давно стал достоянием истории медный век, но человек не расстается с медью - своим старым и преданным другом.
Обзор подготовила Елена Михаленко