close

Enter

Log in using OpenID

5 ο ΓΕΛ ΝΙΚΑΙΑΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗΝ

embedDownload
5ο ΓΕΛ ΝΙΚΑΙΑΣ
ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ
ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
ΣΤΗΝ ΚΑΛΛΙΤΕΧΝΙΚΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ
ΝΙΚΑΙΑ 2012
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
3
2. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ
4
3. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
5
4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ
5
4.1 ΜΕΤΑΛΛΑ – ΚΡΑΜΑΤΑ ΚΑΙ ΟΙ ΦΥΣΙΚΕΣ ΤΟΥΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
5
4.2 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΦΥΣΗ ΚΑΙ Η ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥΣ
4.2.1 ΠΟΥ ΒΡΙΣΚΟΥΜΕ ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
4.2.2 ΟΙ ΜΟΡΦΕΣ ΜΕ ΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΒΡΙΣΚΟΥΜΕ ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
4.2.3 ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ
10
10
12
13
4.3 ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑ
4.3.1 ΟΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
4.3.2 ΠΟΎ ΟΦΕΙΛΟΝΤΑΙ
4.3.3 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
16
16
19
20
4.4 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ
4.4.1 ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΟ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
4.4.2 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟ ΚΑΙ ΤΟ ΧΡΥΣΟΜΑΛΛΟ ΔΕΡΑΣ
4.4.3 ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΣΤΗΝ ΑΡΧΑΙΑ ΑΤΤΙΚΗ
4.4.4 ΟΙ ΕΠΟΧΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
22
22
23
26
27
4.5 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗΝ ΤΕΧΝΗ
4.5.1 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΓΛΥΠΤΙΚΗ
4.5.2 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΧΑΡΑΚΤΙΚΗ
4.5.3 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΔΙΑΚΟΣΜΗΣΗ
4.5.4 ΑΡΧΑΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΝΟΜΙΣΜΑΤΑ
29
29
31
33
35
5. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΤΟΥ ΧΑΜΕΝΟΥ ΚΕΡΙΟΥ
37
6. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΟΞΥΓΡΑΦΙΑΣ ΣΕ ΠΛΑΚΑ ΧΑΛΚΟΥ
43
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ
48
ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ
49
[2]
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Τα μέταλλα τα βρίσκουμε καθημερινά και σχεδόν παντού γύρω μας. Οι καρέκλες και
τα θρανία μας έχουν μεταλλικά τμήματα, τα παράθυρα και οι πόρτες των αιθουσών, τα ράφια
της βιβλιοθήκης, πολλές από τις ντουλάπες στα γραφεία, είναι μεταλλικές. Στο σπίτι μας
κάποια έπιπλα, τα σκεύη μαγειρικής, πολλές ηλεκτρικές συσκευές, οι συσκευασίες πολλών
τροφίμων, όπως το λάδι ή τα αναψυκτικά, αλλά και διάφορα διακοσμητικά αντικείμενα, είναι
φτιαγμένα κι αυτά από διάφορα μέταλλα.
Δε μπορούμε να παραλείψουμε τα αυτοκίνητα και τα υπόλοιπα μεταφορικά μέσα
(πλοία και αεροπλάνα), αλλά και πολύ πιο εξελιγμένες κατασκευές όπως οι
διαστημοσυσκευές (πύραυλοι, τεχνητοί δορυφόροι, το διαστημικό λεωφορείο), που όλα τους
κατασκευάζονται από μέταλλα και φυσικά ο κατάλογος των μεταλλικών αντικειμένων
μοιάζει να μην έχει τέλος.
Όλα τα παραπάνω δημιουργήματα του ανθρώπου αποτελούν συστατικά στοιχεία του
ανθρώπινου πολιτισμού σε σχέση με την τεχνο λογική του διάσταση. Τα μέταλλα όμως
έπαιξαν σπουδαίο ρόλο και σε μια άλλη διάσταση του ανθρώπινου πολιτισμού, την
καλλιτεχνική έκφραση. Πολλοί αρχαίοι πολιτισμοί, μεταξύ των οποίων εξέχουσα θέση
καταλαμβάνει και ο δικός μας, έχουν να παρουσιάσουν αρκετά αριστουργήματα γλυπτικής
σε μέταλλο, κοσμήματα, νομίσματα, αλλά ακόμη και στη σύγχρονη εποχή συνεχίζουν τα
μέταλλα να χρησιμοποιούνται από εικαστικούς καλλιτέχνες τόσο στη γλυπτική όσο και σε
μια νεότερη καλλιτεχνική μορφή έκφρασης, τη χαρακτική.
Στην παρούσα Ερευνητική Εργασία αποφασίσαμε να διερευνήσουμε τη συμβολή των
μετάλλων στην καλλιτεχνική διάσταση του ανθρώπινου πολιτισμού και ειδικότερα τη χρήση
τους στη γλυπτική, στη διακόσμηση-κοσμηματοποιία, στη νομισματοκοπία και στη
χαρακτική. Επιπλέον θα επιχειρήσουμε να εφαρμόσουμε ότι ανακαλύψουμε προκειμένου να
κατασκευάσουμε μια μεταλλική καμπάνα και να επιχειρήσουμε να δημιουργήσουμε τα δικά
μας χαρακτικά.
[3]
2. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ
Τα ερευνητικά μας ερωτήματα προέκυψαν από την ανάγκη να απαντήσουμε σε
κάποιες βασικές απορίες, οι οποίες καθόρισαν και τις θεματικές μας κατηγορίες, όπως το
γιατί και ποια μέταλλα χρησιμοποιήθηκαν, από πότε και ποιες ιστορικές αναφορές έχουμε
για τη χρήση τους, πού τα βρίσκουμε και πώς τα παραλαμβάνουμε και τέλος πώς
χρησιμοποιήθηκαν στις τέσσερεις προαναφερθείσες τέχνες (γλυπτική, διακοσμητική –
κοσμηματοποιία, νομισματοκοπία και χαρακτική).
Ακολουθώντας την πρακτική του καταιγισμού ιδεών καταγράψαμε διάφορα
ερωτήματα, τα οποία στη συνέχεια εμπλουτίσαμε και ομαδοποιήσαμε με κριτήριο τη
θεματική τους συνάφεια και κάθε ομάδα επέλεξε αυτά που κέντριζαν περισσότερο το
ενδιαφέρον της. Τα παραθέτουμε κατά ομάδα:
ΟΜΑΔΑ 1
• Τι είναι τα μέταλλα και τα κράματα;
• Ποιες οι φυσικές τους ιδιότητες;
• Μερικά χαρακτηριστικά μέταλλα
ΟΜΑΔΑ 2
• Πού βρίσκουμε τα μέταλλα;
• Με ποιες μορφές τα βρίσκουμε;
• Πώς παραλαμβάνονται τα μέταλλα;
ΟΜΑΔΑ 3
• Ποιες είναι οι κυριότερες χημικές ιδιότητες των μετάλλων;
• Πού οφείλονται;
• Πώς επιδρούν οι περιβαλλοντικές συνθήκες στα μέταλλα;
ΟΜΑΔΑ 4
• Ποια μέταλλα ανακάλυψε και χρησιμοποίησε πρώτα ο άνθρωπος;
• Τι ήταν το ήλεκτρο και πώς συνδέεται με αυτό ο μύθος για το "χρυσόμαλλο δέρας";
• Ποιο γνωστό μέταλλο υπήρχε στην Αττική και συνέβαλε στην ανάπτυξη της
Αθήνας;
• Οι εποχές των μετάλλων
ΟΜΑΔΑ 5
• Τα μέταλλα στη γλυπτική
• Τα μέταλλα στη χαρακτική
• Τα μέταλλα στη διακόσμηση - κοσμηματοποιία
• Κατασκευή νομισμάτων
[4]
3. ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
Σε πρώτη φάση αρχίσαμε την αναζήτηση πληροφοριών στο διαδίκτυο και σε βιβλία
που μπορο ύσαμε να βρούμε στη σχολική βιβλιοθήκη. Καθ’ υπόδειξη του υπεύθυνο υ
καθηγητή μας επιλέγαμε πηγές αφού εξακριβώναμε την εγκυρότητά τους, με κριτήριο το αν
είναι επώνυμες ή αν προέρχονται από εκπαιδευτικά ιδρύματα ή άλλους αξιόπιστους φορείς
όπως μουσεία ή ιδρύματα. Επιπλέο ν προχωρούσαμε σε επιβεβαίωση των παρεχόμενων
πληροφοριών συγκρίνοντάς τις με αντίστοιχες άλλων αξιόπιστων πηγών.
Αφού συλλέγαμε το υλικό το παρουσιάζαμε αρχικά στα υπόλοιπα μέλη της ομάδας
μας και στη συνέχεια στην ολομέλεια του τμήματος, προκειμένου να διαπιστωθούν στοιχεία
που βοηθούν στην απάντηση ερωτημάτων άλλων ομάδων και να αποκτήσουμε μια
γενικότερη εποπτεία του θέματος. Στη φάση αυτή προέκυπταν και νέοι άξονες ή θέματα προς
αναζήτηση.
Προκειμένου να έχουν όλοι πρόσβαση στο υλικό που ανακαλύπταμε, ο υπεύθυνος
καθηγητής μας δημιούργησε μία πλατφόρμα moodle, στον ιστοχώρο το υ στο ΠΔΣ, όπου
ήμασταν όλοι εγγεγραμμένοι και αναρτούσαμε τις ατομικές μας εργασίες. Στον ίδιο χώρο
μας αναρτούσε και επιπλέον υλικό, όπως αποσπάσματα σχολικών βιβλίων ή άρθρα, με
περιεχόμενο σχετικό με το αντικείμενο της έρευνάς μας.
Ως εποπτικό υλικό στην έρευνά μας χρησιμοποιήσαμε την παρατήρηση δειγμάτων
ορυκτών από την κασετίνα του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών
(Ι.Γ.Μ.Ε.), την επίδειξη πειραμάτων επίδρασης οξέων σε μέταλλα και αναγωγής του οξειδίου
του χαλκού από άνθρακα, τις εκπαιδευτικές επισκέψεις στην έκθεση διαδραστικών
πειραμάτων του Ευγενιδείου Ιδρύματος και στο αρχαιολογικό μουσείο της Ερέτριας και την
παρακολούθηση του βίντεο «Χαλκός και Φωτιά» της εκπαιδευτικής τηλεόρασης, όπου
παρουσιάζεται η δημιουργία αντιγράφου ενός αγάλματος με τη μέθοδο του χαμένου κεριού
σε ένα καλλιτεχνικό χυτήριο.
Σημαντικό τέλος στοιχείο της ερευνητικής μας διαδικασίας θεωρούμε ότι αποτελεί
και η προσπάθειά μας να εφαρμόσουμε στην πράξη ό,τι είχαμε ανακαλύψει σχετικά με τη
μέθοδο του χαμένου κεριού στην κατασκευή μιας ορειχάλκινης καμπάνας μικρού μεγέθους,
καθώς και στη δημιουργία δικών μας χαρακτικών με τη μέθοδο της οξυγραφίας σε πλάκα
χαλκού.
4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ
Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας θα τα παρουσιάσουμε σύμφωνα με τις θεματικές
ενότητες των ερευνητικών μας ερωτημάτων και τα σχετικά κείμενα αποτελούν τις εκθέσεις
των αντίστοιχων ομάδων του τμήματος.
4.1 ΜΕΤΑΛΛΑ – ΚΡΑΜΑΤΑ ΚΑΙ ΟΙ ΦΥΣΙΚΕΣ ΤΟΥΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
Τα μέταλλα είναι μια μεγάλη κατηγορία χημικών στοιχείων που εμφανίζουν
ορισμένες κοινές ιδιότητες, όπως είναι η λάμψη, η υψηλή ηλεκτρική και θερμική
αγωγιμότητα, η δυνατότητα σχηματισμού ελασμάτων (ελατά) και συρμάτων (όλκιμα).
Τα περισσότερα, αλλά όχι όλα, έχουν μεγάλη πυκνότητα και είναι σκληρά και
ανθεκτικά. Διακρίνονται από τα αμέταλλα, που αποτελούν επίσης τη δεύτερη μεγάλη
κατηγορία των στοιχείων, τόσο από τις φυσικές όσο , κυρίως, από τις χημικές τους
ιδιότητες. Με εξαίρεση τον υδράργυρο όλα τα μέταλλα σε θερμοκρασία δωματίου (20° C)
είναι στερεά. Έχουν επίσης το χαρακτηριστικό αργυρόλευκο χρώμα, με εξαίρεση τον
χαλκό (ερυθρός) και τον χρυσό (κίτρινος).
[5]
Ευγενή μέταλλα
Ευγενή μέταλλα είναι τα μέταλλα που είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και την
οξείδωση στον υγρό αέρα, σε αντίθεση με τα περισσότερα βασικά μέταλλα. Ως ευγενή
μέταλλα θεωρούνται (κατ 'αύξουσα σειρά ατομικού αριθμού) τα εξής: ρουθήνιο, ρόδιο,
παλλάδιο, ασήμι, όσμιο, ιρίδιο, λευκόχρυσος και χρυσός. Άλλες πηγές περιλαμβάνουν ως
ευγενή μέταλλα τον υδράργυρο, ή ακόμα και το ρήνιο. Από την άλλη πλευρά, το τιτάνιο,
νιόβιο και ταντάλιο δεν ονομάζονται ευγενή μέταλλα παρά το γεγονός ότι είναι πολύ
ανθεκτικά στη διάβρωση.
Τα ευγενή μέταλλα δεν πρέπει να συγχέονται με τα πολύτιμα μέταλλα, αν και αρκετά
ευγενή μέταλλα είναι πολύτιμα.
Μερικά χαρακτηριστικά μέταλλα
ΧΡΥΣΟΣ(Au)
Το χημικό στοιχείο χρυσός (στα λατινικά Aurum) είναι ένα μέταλλο με ατομικό
αριθμό 79 και ατομικό βάρος 196,966569. Έχει θερμοκρασία τήξης 1064,43 C° και
θερμοκρασία βρασμού 2807 C°. Είναι μαλακό, πολύ ελατό και όλκιμο μέταλλο, μπορεί
δηλαδή να γίνει (με κατεργασία) πάρα πολύ λεπτά φύλλα και λεπτά σύρματα. Θεωρείται
το κατ' εξοχήν «ευγενές» μέταλλο, πράγμα που από χημική άποψη σημαίνει ότι έχει
μεγάλη χημική αδράνεια, π.χ. δεν σκουριάζει (οξείδωση) και δεν προσβάλλεται από
ισχυρά οξέα, με εξαίρεση το βασιλικό ύδωρ. Είναι, μαζί με τον χαλκό τα μοναδικά
έγχρωμα μέταλλα.
ΧΑΛΚΟΣ (Cu)
Είναι μέταλλο με χαρακτηριστικό χρώμα (ερυθρό του χαλκού) και χαρακτηριστική
μεταλλική λάμψη. Είναι επίσης μαλακός, δύστηκτος (σ. τήξεως 1084,6° C, σημείο
βρασμού 2562° C), ιδιαίτερα ελατός και όλκιμος, πολύ καλός αγωγός της θερμότητας και
του ηλεκτρισμο .ύ Λόγω της ιδιότητάς του όταν είναι τηγμένο ς να απορροφά
ατμοσφαιρικό αέρα, τον οποίο αποβάλλει ψυχόμενος, δεν μπορούν να κατασκευασθούν
χυτά αντικείμενα από χαλκό. Δεν εμφανίζει σχιστότητα, ενώ έχει ανώμαλη θραύση. Είναι
τελείως αδιαφανής, ακόμη και σε λεπτά ελάσματα. Δεν εμφανίζει μαγνητικές ιδιότητες.
Σε επαφή με άλλα μέταλλα εμφανίζει διαφορά δυναμικού (φαινόμενο Galvani).
ΜΟΛΥΒΔΟΣ (Pb)
Το χημικό στοιχείο Μόλυβδος (λατινικά: Plumbum) είναι ένα μέταλλο με ατομικό
αριθμό 82 και ατομικό βάρος 207,2. Έχει θερμοκρασία τήξης 327,5 C° και θερμοκρασία
βρασμού 1740 C°. Ο μόλυβδος εφόσον εκτεθεί στην φύση και έρθει σε επαφή με τον
άνθρωπο, μπορεί να προκαλέσει βλάβες σε νεφρά, συκώτι, αίμα, δερματίτιδες / αλλεργίες,
βλάβη σε πνεύμονες / μόνιμα αναπνευστικά προβλήματα και καρκινογενέσεις. Γι' αυτό τα
υλικά τα οποία περιέχουν μόλυβδο, όπως οι ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές,
επιβάλλεται να ανακυκλώνονται.
[6]
ΣΙΔΗΡΟΣ (Fe)
Το χημικό στοιχείο Σίδηρος είναι μέταλλο με ατομικό αριθμό 26 και ατομικό
βάρος 55,847. Έχει θερμοκρασία τήξης 1535 °C και θερμοκρασία βρασμού 2750 °C. Το
χημικό του σύμβολο είναι Fe. Ο σίδηρος είναι το τέταρτο πιο άφθονο στοιχείο στον
στερεό φλοιό της γης μετά το Οξυγόνο(Ο), το Πυρίτιο (Si) και το Αργίλιο (Al). Επίσης,
είναι το μέταλλο με την πιο ευρεία χρήση, κυρίως με τη μορφή των δύο σημαντικότερων
κραμάτων του, του χάλυβα (ατσάλι εκ του λατινικού acciaio) και του χυτοσίδηρου. Ο
σίδηρος έχει ανακαλυφθεί από την προϊστορία, συγκεκριμένα από την Εποχή του
Σιδήρου.
ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΣ (Zn)
Το χημικό στοιχείο Ψευδάργυρος είναι ένα μέταλλο με ατομικό αριθμό 30 και
ατομικό βάρος 65,38 . Έχει θερμοκρασία τήξης 419,58 C° και θερμοκρασία βρασμού 907
C°. Είναι γνωστός επίσης και ως τσίγκος, από το γερμανικό zink (αγγλικά zinc, ιταλικά
zinco).
ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΟΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΠΙΝΑΚΑ
Τα μέταλλα καταλαμβάνουν το αριστερό μέρος του περιοδικού πίνακα και
χωρίζονται από τα αμέταλλα με τη μαύρη διακεκομμένη γραμμή που διακρίνεται στην
παρακάτω εικόνα. Εκτείνονται στις κύριες ομάδες από IA έως VIA και σε όλες τις
δευτερεύουσες. Επιπλέον σ’ αυτά συμπεριλαμβάνονται και οι σειρές του Λανθανίου και του
Ακτινίου.
Μπορείτε επιπλέον να δείτε τον Περιοδικό Πίνακα σε διαδραστική μορφή από το
Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos
[7]
ΚΡΑΜΑΤΑ
Κράμα είναι το υλικό που συνίσταται από διαφορετικές χημικές ουσίες και όταν είναι
στερεό χαρακτηρίζεται από τη συμμετοχή όλων των ουσιών στο κρυσταλλικό πλέγμα. Με
άλλα λόγια, σε ένα αντικείμενο που είναι κατασκευασμένο από ένα κράμα, μπορούν να
εντοπιστούν άτομα διαφορετικού είδους και όταν το σώμα αυτό είναι στερεό είναι
κρυσταλλικό και σε αυτόν τον κρύσταλλο τα άτομα ή μόρια των συστατικών είναι
διατεταγμένα στο χώρο σαν να είναι άτομα του ίδιου είδους. Η λέξη είναι αρχαία και
προέρχεται από το ρήμα κεράννυμι (ανακατεύω, αναμειγνύω). Τα κράματα περιέχουν
κατά κανόνα ένα μέταλλο ως κύριο ή κύρια συστατικά τους, ενώ τα άλλα συστατικά
μπορούν να είναι μέταλλα ή αμέταλλα.
Τα κράματα μετάλλων δημιουργούνται προκειμένου να συνδυαστούν ιδιότητες των
βασικών συστατικών σε ένα νέο υλικό. Έτσι, για παράδειγμα, ο χάλυβας (κράμα σιδήρου
με άνθρακα) είναι πιο σκληρός και ανθεκτικός από τον σίδηρο, ένα από τα βασικά
συστατικά του. Βασικός λόγος, λοιπόν, παραγωγής κραμάτων είναι η βελτίωση
σκληρότητας, αντοχής, βάρους, αντίστασης στη διάβρωση κ.λπ. των καθαρών
(πρωτογενών) μετάλλων.
Ένα χαρακτηριστικό των κραμάτων, σε αντίθεση με τα πρωτογενή μέταλλα, είναι
ότι δεν έχουν καθορισμένο σημείο τήξης, συγκεκριμένη θερμοκρασία δηλαδή, στην οποία
λιώνουν. Σε αυτά υπάρχει ένα εύρος θερμοκρασιών, μέσα στο οποίο τα κράματα
βρίσκονται μεταξύ στερεάς και υγρής κατάστασης.
Συνηθισμένες εφαρμογές κραμάτων απαντούν στα πολύτιμα μέταλλα, στις
κατασκευές, στις οικοδομές, κλπ.. Κράμα που περιέχει μεταξύ των συστατικών του
υδράργυρο ονομάζεται αμάλγαμα.
Πολλά μέταλλα της αγοράς δεν είναι στην πραγματικότητα καθαρά μεταλλικά
στοιχεία, αλλά κράματα. Για παράδειγμα, ο «χρυσός 14 καρατίων» είναι κράμα που
περιέχει 14/24 (58,3% κ.β.) χρυσό. Τα υπόλοιπα 10/24 (41,7% κ.β.) του «χρυσού 14
καρατίων» είναι συνήθως άργυρος, χαλκός, νικέλιο, κ.λπ. Μόνον ο χρυσός 24 καρατίων
είναι καθαρός χρυσός. (Η καθαρότητα του χρυσού εκφράζεται σε καράτια. Ένα καράτι
αντιστοιχεί σε περιεκτικότητα χρυσού 1/24.) Παρομοίως ο άργυρος sterling περιέχει
92,5% κ.β. άργυρο και 7,5% κ.β. χαλκό. Ο εξευγενισμένος άργυρος (αγγλ., fine silver)
είναι σχεδόν καθαρός άργυρος με το πολύ 0,1% κ.β. προσμίξεις από άλλα στοιχεία.
Η ο νομασία των κραμάτων, πο υ δεν έχει τυποπο ιηθεί στα ελληνικά, οδηγεί ενίοτε
σε παρεξηγήσεις. Ο «λευκός χρυσός» (αγγλ., white gold) είναι κράμα χρυσού με πλατίνα
ή νικέλιο και χαλκό. Δεν πρόκειται για καθαρή πλατίνα, που στην επιστημονική ορολογία
ονομάζεται λευκόχρυσος. Ωστόσο, μερικοί κοσμηματοπώλες αποκαλούν «λευκόχρυσο»
το κράμα του λευκο ύ χρυσού, κάνοντας έτσι τους πελάτες το υς να νομίζουν πως
αγοράζουν πλατίνα, η οποία είναι πολύ πιο ακριβή από τον χρυσό.
Ορείχαλκος
Ο ορείχαλκος είναι κράμα χαλκού – ψευδαργύρου που χρησιμοποιείται από την
ελληνιστική εποχή μέχρι τις ημέρες μας σε πάρα πολλές εφαρμογές, μεταξύ άλλων και
στην κατασκευή πνευστών μουσικών οργάνων (τα γνωστά «χάλκινα»).
[8]
Ο ορείχαλκος αναφέρεται σε ορισμένα αρχαία ελληνικά κείμενα, αλλά δεν είναι
εξακριβωμένο κατά πόσο ο όρος αυτός ανταποκρίνονταν πράγματι σε κράμα χαλκού –
ψευδαργύρου. Ο Ησίοδος αναφέρει ότι ο Ηρακλής φορούσε κνημίδες από ορείχαλκο:
«Ὣς εἰπὼν κνημῖδας ὀρειχάλκοιο φαεινοῦ, / Ἡφαίστου κλυτὰ δ ῶρα, περὶ κνήμῃσιν
ἔθηκεν» (Ησίοδος, Ἀσπὶς Ἡρακλέους, στ. 122–123). Σε έναν Ομηρικό ύμνο, αναφέρεται
ότι η Αφροδίτη φορούσε σκουλαρίκια από ορείχαλκο και χρυσό: «ἐν δὲ τρητοῖσι
λοβοῖσιν / ἄνθεμ' ὀρειχάλκου χρυσοῖό τε τιμήεντος» (Ὁμηρικοὶ ὕμνοι, 6, Εἲς Ἀφροδίτην,
στ. 8–9).
Ο Στράβων, που έζησε στα ελληνιστικά χρόνια, είναι ο πρώτος που αναφέρει το ν
ψευδάργυρο ως μέταλλο που παρασκευάζονταν με «απόσταξη» μεταλλεύματος στην
περιοχή της ΒΔ Μικράς Ασίας κοντά στην Τροία, καθώς και τον ορείχαλκο ως κράμα
χαλκού και ψευδάργυρου που παρασκευάζονταν με σύντηξη των δύο μετάλλων
(Στράβων, Γεωγραφία, βιβλίο XIII, 1.56).
Σύσταση και ιδιότητες
Η περιεκτικότητα του ορείχαλκου σε ψευδάργυρο καθορίζει και τις ιδιότητες του
μετάλλου. Για περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο έως και 35 % κ.β. περίπου, η φάση που
δημιουργείται είναι ο α-ορείχαλκος, δηλ. ένα στερεό διάλυμα Zn εντός Cu . Για
περιεκτικότητα 32–3 9 %κ.β. Zn, η φάση α συνυπάρχει με την φάση β, ενώ για
περιεκτικότητα μεγαλύτερη από 3 9 %κ.β. Zn δημιουργείται και η φάση γ, που είναι
εύθραυστη.
Το χρώμα του ορείχαλκου αλλάζει επίσης αναλόγως με την περιεκτικότητά του σε
ψευδάργυρο. Όταν η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο είναι χαμηλή, ο ορείχαλκος έχει ένα
καφεκόκκινο χρώμα που πλησιάζει το κεραμιδί χρώμα του χαλκού. Για περιεκτικότητα σε
Zn περίπου 30% κ.β., ο ορείχαλκος έχει το χρώμα του χρυσού, αλλά, για ακόμα πιο
υψηλή περιεκτικότητα σε Zn, το χρώμα του γίνεται και πάλι καφεκόκκινο.
Οι ορείχαλκοι με Zn < 35% κ.β. (ορείχαλκοι α) παρουσιάζουν καλή μηχανική αντοχή
και καλή αντοχή στην διάβρωση. Οι ορείχαλκοι με 32% κ.β. < Zn < 39% κ.β. (ορείχαλκοι
α και β) έχουν ακόμα καλύτερη μηχανική αντοχή, μεγαλύτερη ελαστικότητα και
μεγαλύτερη ολκιμότητα, αλλά κάπως μειωμένη αντοχή στην διάβρωση σε σύγκριση με
τους ορείχαλκους α. Οι ορείχαλκοι με Zn > 39% κ.β. (ορείχαλκοι β) παρουσιάζουν μεγάλη
μηχανική αντοχή, αλλά είναι ευκατέργαστοι μόνον εν θερμώ· σε χαμηλές θερμοκρασίες
έχουν μικρή ολκιμότητα.
Μπρούντζος ή κρατέρωμα
Ο ορείχαλκος συγχέεται πολύ συχνά με τον μπρούντζο ή κρατέρωμα, που είναι κατά
βάση κράμα χαλκού – κασσίτερου. Στα ελληνικά, ο όρος μπρούντζος ή μπρούτζος
χρησιμοποιείται συχνά αδιακρίτως για ορείχαλκους και για κρατερώματα. Για
παράδειγμα, ο «εμπορικός μπρούντζος» και ο «μπρούντζος κοσμηματοποιίας» δεν είναι
κρατερώματα αλλά ορείχαλκοι (βλ. παραπάνω). Το «αρχιτεκτονικό κρατέρωμα» (αγγλ.,
architectural bronze) είναι επίσης ορείχαλκος με 40% κ.β. Zn και 3% κ.β. Pb.
Αντιθέτως, ένα κρατέρωμα υψηλής αντοχής (10–14% κ.β. Sn, 2–3% κ.β. Zn, 0–0,8%
κ.β. P), το οποίο χρησιμοποιούνταν στο παρελθόν για την κατασκευή πυροβόλων όπλων,
[9]
ονομάζεται συχνά στα αγγλικά «ερυθρός ορείχαλκος» (red brass) δημιουργώντας έτσι
σύγχυση με τον κοινό ερυθρό ορείχαλκο, που περιέχει 15% κ.β. Zn. (Το κρατέρωμα
«ερυθρός ορείχαλκος» αποκαλείται επίσης και «μέταλλο όπλων» (αγγλ., gunmetal), οπότε
αποφεύγεται η σύγχυση.)
Η σύγχυση ανάμεσα στον ορείχαλκο και τον μπρούντζο ή κρατέρωμα οφείλεται στο
γεγονός ότι οι μεταλλουργοί διακρίνουν τα δύο μεταλλικά υλικά όχι τόσο με βάση την
σύσταση, αλλά περισσότερο με βάση το χρώμα. Γενικότερα στην αγορά, ορείχαλκοι
αποκαλούνται τα κράματα χαλκού με χρυσοκίτρινο χρώμα, ενώ μπρούντζοι ή
κρατερώματα αποκαλούνται τα κράματα χαλκού με καφεκόκκινο χρώμα.
Τα κράματα του χαλκού παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία χρωμάτων.
C11000: Χαλκός Cu 99,9%.
C22000: Εμπορικός μπρούντζος, 90% (Cu 90%, Zn 10%).
C23000: Ερυθρός ορείχαλκος, 85% (Cu 85%, Zn 15%).
C26000: Ορείχαλκος καλύκων, 70% (Cu 70%, Zn 30%).
C28000: Μέταλλο Muntz, 60% (Cu 60%, Zn 40%).
C38500: Αρχιτεκτονικός μπρούντζος (Cu 57%, Pb 3%, Zn 40%).
C65500 Μπρούντζος υψηλού πυριτίου A (Cu 97%, Si 3%).
C74500: «Άργυρος» νικελίου 65-10 (Cu 65%, Ni 10%, Zn 25%).
C70600: Χαλκονικέλιο (Cu 90%, Ni 10%).
4.2 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΦΥΣΗ ΚΑΙ Η ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥΣ
4.2.1 ΠΟΎ ΒΡΙΣΚΟΥΜΕ ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
Τα μέταλλα τα βρίσκουμε στο στερεό φλοιό της Γης και τα υλικά από τα οποία
αποτελείται χαρακτηρίζονται με το γενικό όρο πετρώματα. Μερικά πετρώματα εμφανίζονται
κατά συμπαγείς μάζες όπως ο γρανίτης ή ο ασβεστόλιθος. Άλλα είναι δυνατόν να
αποτελούνται από μαλακότερα ή ασύνδετα υλικά όπως η άμμος, η άργιλος κλπ, ενώ κάποια
άλλα είναι ρευστά, όπως το νερό και το πετρέλαιο. Τα πετρώματα σχηματίζονται από ένα ή
περισσότερα ορυκτολογικά συστατικά.
Ανάλογα με τον τρόπο σχηματισμού τους τα πετρώματα διακρίνονται σε τρεις
κατηγορίες:
• Τα εκρηξιγενή ή πυριγενή ή μαγματικά πετρώματα
• Τα ιζηματογενή πετρώματα και
• Τα μεταμορφωσιγενή πετρώματα.
Από την παραπάνω ονομαστική σειρά των κατηγοριών των πετρωμάτων καθίσταται
έκδηλος και ο τρόπος δημιουργίας τους, καθώς αντικατοπτρίζουν της διεργασίες που
συντελέστηκαν κατά το χρόνο σχηματισμού τους.
[10]
Είδη πετρωμάτων:
• πέτρα: υλικό το οποίο δημιουργείται από γεωλογικές διαδικασίες και προέρχεται
•
•
•
•
από πετρώματα. Είναι το πρώτο υλικό που χρησιμοποίησε τεχνολογικά ο
άνθρωπος για την κατασκευή εργαλείων στην παλαιολιθική εποχή και νεολιθική
εποχή.
βράχος: μεγάλο κομμάτι πέτρας αποσπασμένο κατά φυσικό τρόπο
βράχια: συστάδα από βράχους, συνήθως συναντάται σε χαράδρες και σε άγριες
βραχώδεις ακτές.
κροκάλα: Τμήμα πετρώματος σμιλευμένο από την επίδραση κίνησης νερού.
Συναντάται σε κοίτες ποταμών, Δέλτα ποταμών και στα βάθη λιμνών, από όπου
εξορύσσεται για εμπορικούς σκοπούς, σε παράκτιες περιοχές και είναι ενδιάμεσο
στάδιο κατακερματισμού και διάβρωσης απότομων παράκτιων πλαγιών και σε
χοντρή και ψιλή άμμο. Το πέτρωμα που προκύπτει από τη συγκόλληση κροκάλων
ονομάζεται κροκαλοπαγές και είναι χαρακτηριστικός σχηματισμός επικλίσεως,
δηλ. κάλυψης μιας περιοχής από (συνήθως θαλάσσια) ύδατα. Είναι επίσης
ευρύτερα γνωστή και ως βότσαλο.
Λατύπη: (αλλιώς χαλίκι): Πέτρωμα κατακερματισμένο με φυσικούς τρόπους σε
μικρά γωνιώδη τεμάχια. Δημιουργείται και με τεχνητούς τρόπους (με σπαστήρες),
οπότε ονομάζεται χαλίκι.
Στατιστικές μελέτες έδειξαν ότι τα πυριγενή πετρώματα αποτελούν το 95% του
γήινου φλοιού και 1 7 %των πετρωμάτων της γήινης επιφάνειας. Οι ίδιες μελέτες
υπολογίζουν περί τα 7 % του φλοιο ύ της γης τα μεταμορφωμένα, ενώ όσο ν αφορά τα
ιζηματογενή το 76% της επιφάνειάς της.
Σε βάθος γεωλογικών χρό νων, με την αντίθετη δράση δυνάμεων δημιουργίας και
καταστροφής, εξωγενών (π.χ. αποσάθρωση, διάβρωση) και ενδογενών διεργασιών (π.χ.
κίνηση λιθοσφαιρικών πλακών), παρατηρείται μια αέναη και δυναμικά μεταβαλλόμενη
κατάσταση μετάπτωσης- μετασχηματισμού των πετρωμάτων από μία κατηγορία σε μία άλλη.
Κάθε ένας από τους μετασχηματισμούς μπορεί να διακοπεί σ' ένα στάδιο, γι' αυτό και πολλές
φορές τα όρια της μεταξύ τους διάκρισης ενδεχομένως να μην είναι ξεκάθαρα.
ΟΡΥΚΤΑ
Ορυκτό ονομάζεται κάθε χημικό στοιχείο ή ανόργανη ένωση φυσικής προέλευσης,
που βρίσκεται στο έδαφος ή στο υπέδαφος ή, υπό μορφή διαλύματος, στο νερό, αποτελώντας
συστατικό των πετρωμάτων, από τα οποία αποτελείται ο στερεός φλοιός όπως Γης.
Ορισμένα ορυκτά, όπως για παράδειγμα το διαμάντι, το θείο και ο χρυσός είναι
καθαρά χημικά στοιχεία. Τα περισσότερα, όπως, αποτελούνται από κάποια ανόργανη ένωση.
Ο Βωξίτης, για παράδειγμα, είναι πέτρωμα που αποτελείται από τα ορυκτά βαιμίτη, γιββσίτη
και διάσπορο, των οποίων το κύριο (αλλά όχι το μοναδικό) συστατικό είναι το οξείδιο του
αργιλίου(Al2O3), ενώ ο γαληνίτης είναι θειούχος μόλυβδος (PbS). Τέτοιου είδους ορυκτά
βρίσκονται στα πετρώματα, αποτελώντας τα συστατικά όπως ενώ άλλα, όπως το χλωριούχο
νάτριο (αλάτι) αφθονούν τόσο στη θάλασσα όσο και σε ποταμούς ή λίμνες. Ωστόσο, σπάνια
ένα ορυκτό βρίσκεται αυτούσιο στην Φύση. Τα περισσότερα ορυκτά περιέχουν και
προσμίξεις άλλων ορυκτών.
Το ορυκτό που αξιοποιείται ως πρώτη ύλη για την εξαγωγή κάποιου στοιχείου
ονομάζεται μετάλλευμα. Για παράδειγμα ο γαληνίτης είναι μετάλλευμα του μολύβδου.
[11]
Το μεταλλογενετικό περιβάλλον, κυρίως στην Β. Ελλάδα, είναι ιδιαίτερα ευνοϊκό για
τον σχηματισμό εκμεταλλεύσιμων κοιτασμάτων μεταλλικών ορυκτών. Ειδικότερα ο
συνδυασμό ς πολυμεταλλικών / πορφυρικών / επιθερμικών τύπων που παράγει διαμο ρφώνει
κατάλληλες συνθήκες για τον εντοπισμό πλούσιων και δυναμικών κοιτασμάτων χρυσού.
Μέρη της Ελλάδας όπου υπάρχει χαλκός.
Οικονομικές συγκεντρώσεις χαλκού στην Ελλάδα εντοπίζονται στα κοιτάσματα
πορφυρικού τύπου πο υ πολύ συχνά συνοδεύονται και από υψηλές περιεκτικότητες χρυσού.
Στην περιοχή Σκουριών της ΒΑ Χαλκιδικής έχουν εντοπισθεί εκμεταλλεύσιμα αποθέματα.
Ανάλογου τύπου μεταλλοφορίες απαντώνται στις περιοχές Βάθης, Γερακαριού, Μυλοχωρίου
και Ποντοκερασιάς του Κιλκίς, και Φισώκας της ΒΑ Χαλκιδικής. Το συνολικό παραγωγικό
δυναμικό στις Σκουριές .
4.2.2 ΟΙ ΜΟΡΦΕΣ ΜΕ ΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΒΡΙΣΚΟΥΜΕ ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
Αυτοφυή στοιχεία
Είναι τα στοιχεία με σχετικά μικρή δραστικότητα που απαντούν ελεύθερα στη Φύση.
Τέτοια είναι τα μέταλλα ο χρυσός, ο άργυρος, ο χαλκός, ο λευκόχρυσος.
Θειούχα άλατα
Ως κύριο ανιόν συναντάται το θείο , όπως στο σιδηροπυρίτη(FeS2), στο σφαλερίτη
(ZnS), στο γαληνίτη (PbS) κτλ. Στην ομάδα θειούχων περιλαμβάνονται και τα ορυκτά που
ως ανιόν έχουν τα στοιχεία αρσενικό, σελήνιο και τελλούριο.
Αλογονούχα άλατα
Αναφέρονται και ως "αλογονίδια". Είναι τα ορυκτά που ως βασικό ανιόν έχουν
κάποιο από τα αλογόνα (φθόριο, χλώριο, βρώμιο, ιώδιο). Συνήθως είναι ετεροπολικές
ενώσεις και ως κατιόν περιέχουν ελαφρά μέταλλα (νάτριο, κάλιο, ασβέστιο κτλ.
Παραδείγματα είναι ο αλίτης (NaCl), ο φθορίτης (CaF2) κτλ.
Οξείδια
Ως ανιόν περιέχουν "στοιχειακό" οξυγόνο (όχι ενωμένο υπό μορφή ρίζας).
Παραδείγματα είναι ο αιματίτης(Fe2O3),ο ιλμενίτης (FeTiO3) κτλ.
Υδροξείδια
Ως κύριο ανιόν περιέχουν τη ρίζα του υδροξυλίου. Παραδείγματα είναι ο μπρουσίτης
(Mg(OH)2), ο γιββσίτης (Al(OH)3) κτλ.
Ανθρακικά άλατα
Ως κύριο ανιόν περιέχουν την ανθρακική ρίζα (CO3)-2. Γνωστότερα ορυκτά αυτής
της ομάδας είναι ο ασβεστίτης (CaCO3) και ο δολομίτης (Mg CO3). Λόγω ομοιότητας στη
δο μή των ριζών, στην ο μάδα αυτή κατατάσσονται και τα ορυκτά με ανιόν τη νιτρική ρίζα
(NO3-) (νιτρικά).
Θειικά άλατα
Τα ορυκτά αυτά έχουν ως κύριο ανιόν τη θειική ρίζα (SO4)-2. Χαρακτηριστικό
ορυκτό αυτής της ομάδας ο γύψος (CaSO4.2H2O).
Φωσφορικά άλατα
Περιέχουν την - τετραεδρικής δομής- φωσφορική ρίζα (PO4)-3. Γνωστότερο ορυκτό
αυτής της ομάδας είναι ο απατίτης.
[12]
Βορικά άλατα
Περιέχουν ως ανιόντα είτε την - επίπεδης τριγωνικής δομής - ρίζα (BO3)-3 ή την τετραεδρικής δομής - ρίζα (BO4)-5. Χαρακτηριστικότερο ορυκτό είναι ο βόρακας.
Πυριτικά άλατα
Ίσως η πολυπληθέστερη ομάδα ορυκτών.
4.2.3 ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ
Το σύνολο των διαδικασιών στις οποίες υποβάλλεται το μετάλλευμα, από την
εξόρυξη του μέχρι την παραλαβή του καθαρού μετάλλου, ονομάζεται μεταλλουργία.
Η εξαγωγική μεταλλουργία είναι ο κλάδος της μεταλλουργίας που ασχολείται με την
παραγωγή (εξαγωγή) μετάλλων ή καθαρών χημικών ενώσεων μεταλλικών στοιχείων από
ορυκτές πρώτες ύλες ή άλλες πρώτες ύλες όπως π.χ. ανακυκλούμενα υλικά.
Επειδή ο σίδηρος και τα κράματά του (χυτοσίδηρος, χάλυβας, κ.ά.) είναι τα πιο
διαδεδομένα μεταλλικά υλικά, η εξαγωγική μεταλλουργία διακρίνεται σε μεταλλουργία
σιδήρου και σιδηρούχων μετάλλων και σε μεταλλουργία μη σιδηρούχων μετάλλων.
1)Τα σιδηρούχα μέταλλα περιλαμβάνουν τον σίδηρο και τα κράματά του:
χυτοσίδηρος, χάλυβας, ανοξείδωτος χάλυβας, κ.λπ.
2)Τα μη σιδηρούχα μέταλλα διακρίνονται σε
βασικά: χαλκός, μόλυβδος, ψευδάργυρος, κασσίτερος, αλουμίνιο
δευτερεύοντα: κάδμιο, κοβάλτιο, μαγνήσιο, τιτάνιο, χρώμιο, βανάδιο, υδράργυρος
κ.ά.· και
πολύτιμα: χρυσός, άργυρος, λευκόχρυσος και πλατινοειδή (παλλάδιο, κ.ά.).
Η Μεταλλουργία για τις περισσότερες των περιπτώσεων έχει ορισμένα συγκεκριμένα
βήματα. Αυτά είναι:
1.
2.
3.
4.
Άλεση του μεταλλεύματος μέχρι μιας επιθυμητής, κατά περίπτωση, διαμέτρου κόκκων.
O εμπλουτισμός με φυσικούς ή χημικούς τρόπους ώστε να αυξηθεί η % περιεκτικότητα
του μεταλλεύματος σε μέταλλο.
H κυρίως αναγωγή γνωστή και ως χύτευση ή εκκαμίνευση του μετάλλου.
O καθαρισμός του μετάλλου από τις προσμίξεις εκείνες που επηρεάζο υν δυσμενώς
κάποιες ιδιότητές του.
Άλεση
Τα ορυκτά με οικονομικό ενδιαφέρον (μετάλλευμα) συνήθως βρίσκονται μέσα σε
πετρώματα μαζί με άλλα ορυκτά χωρίς κανένα οικονομικό ενδιαφέρον (στείρο). Για τον λόγο
αυτό, πριν από οποιαδήποτε χημική κατεργασία το υλικό που εξορύσσεται πρέπει να
κατατμηθεί και να διαχωριστούν τα μεταλλοφόρα ορυκτά από το στείρο. Η διεργασία της
κατάτμησης συνήθως αποκαλείται μηχανική προπαρασκευή, ενώ η διεργασία του
διαχωρισμού των ορυκτών αποτελεί τον καθαυτό εμπλουτισμό
[13]
Εμπλουτισμός
Στη φάση αυτή της μεταλλουργίας επιδιώκεται ο διαχωρισμός του χρήσιμου υλικού μεταλλεύματος - από τις γαιώδεις προσμίξεις. O εμπλουτισμός στηρίζεται και αξιοποιεί
διαφορές μεταξύ των ιδιοτήτων του μεταλλεύματος και των προ σμίξεων του, που κατά
κανόνα είναι πυριτικά υλικά.
Ο εμπλουτισμός μπορεί να γίνει με χειροδιαλογή, οπτικό διαχωρισμό, βαρυτομετρικό
διαχωρισμό, ηλεκτροστατικό διαχωρισμό, μαγνητικό διαχωρισμό και επίπλευση (μέθοδος
που στηρίζεται στην διαφορά υδρόφιλο – υδρόφοβο ανάμεσα στο μετάλλευμα και τα άλλα
ορυκτά).
Το καθαρό μετάλλευμα που παράγεται λέγεται συμπύκνωμα και διατίθεται για την
εξαγωγή μετάλλου. Το στείρο χωρίς οικονομική αξία λέγεται απόρριμμα και συνήθως
εναποτίθεται σε χώρους κοντά στο εργοστάσιο εμπλουτισμού.
Χύτευση ή αναγωγή των μετάλλων
Το τμήμα αυτό, το οποίο αποτελεί την
«καρδιά» της μεταλλουργίας, συνίσταται στην
αναγωγή, χημική ή ηλεκτροχημική, των
μετάλλων από την οξειδωτική βαθμίδα στην 0
(ελεύθερο μέταλλο).
Στην περίπτωση που το μετάλλευμα
είναι οξείδιο του μετάλλου, το μεταλλουργικό
κοκ είναι το φθηνότερο και το ευρύτερα
χρησιμοποιούμενο αναγωγικό μέσο. Το
εμπλουτισμένο μετάλλευμα, το κοκ και τα
συλλιπάσματα,
αναμειγνύονται
και
θερμαίνονται σε υψηλή θερμοκρασία. Έτσι το
μέταλλο ανάγεται σύμφωνα με την αντίδραση:
2 Μ2Ον + νC
ν CΟ2 + 4 Μ
Να σημειωθεί ότι λόγω της υψηλής
θερμοκρασίας το μέταλλο που παράγεται κατά
κανόνα είναι σε τηγμένη κατάσταση. Τα
συλλιπάσματα προστίθενται με το σκοπό να
ενωθούν με τις όποιες παραμένουσες
προσμίξεις, όπως άμμο και πυριτικές ενώσεις,
οι
οποίες
στη
συνέχεια
εύκολα
απομακρύνονται από το μέταλλο.
H αναγωγή των μετάλλων γίνεται σε
ειδικά καμίνια (υψικάμινοι), όπως φαίνεται
στο διπλανό σχήμα. Μεταξύ των μετάλλων τα
οποία παράγονται με αναγωγή των οξειδίων
τους από C είναι τα Fe, Zn, Sn και Pb.
Τα δραστικά μέταλλα παράγονται με ηλεκτροχημικές τεχνικές. Τα αλκάλια και οι
αλκαλικές γαίες παράγονται με ηλεκτρόλυση τηγμάτων των χλωριούχων τους αλάτων.
Επίσης το Al παράγεται με ηλεκτρόλυση διαλυμένου Al2O3 σε τηγμένο κρυόλιθο, Na3AlF6,
σύμφωνα με τη μέθοδο Hall.
[14]
Καθαρισμός μετάλλων
Αυτό τυπικά είναι το τελευταίο στάδιο της μεταλλουργίας. Περιλαμβάνει την
απομάκρυνση των προσμίξεων από το πρωτογενές μεταλλικό προϊό ν της καμίνου. Οι
προσμίξεις αυτές περιλαμβάνουν σκωρία, άλλα μέταλλα και ενίοτε και διαλυμένα ή
εγκλεισμένα αέρια.
O καθαρισμός γίνεται με διάφορες τεχνικές με προεξάρχουσα την ηλεκτρόλυση.
Όμως, μέταλλα με χαμηλά σημεία τήξης όπως π.χ. ο Sn, καθαρίζονται με τήξη πάνω σε μία
κεκλιμένη επιφάνεια. H κλίση επιτρέπει στο τηγμένο καθαρό μέταλλο να κυλά και να
απομακρύνεται από τις προσμίξεις που έχουν υψηλότερα σημεία τήξης. Ακόμη πιο πτητικά
μέταλλα όπως ο Hg και ο Zn καθαρίζονται με απόσταξη. O ηλεκτρολυτικός καθαρισμός έχει
για τυπικό εκπρόσωπο την περίπτωση του χαλκού. O καθαρισμός αυτός γίνεται σε
ηλεκτρολυτικό κελί με άνοδο φτιαγμένη από τον ακάθαρτο Cu, κάθοδο ένα φύλλο πολύ
καθαρού Cu και ηλεκτρολύτη διάλυμα CuSO4, οπότε, ο χαλκός διαλύεται από την άνοδο και
αποτίθεται στην κάθοδο:
Για τον καθαρισμό πολυτίμων μετάλλων χρησιμοποιείται η μέθοδος της «κυάνωσης».
Αυτή στηρίζεται στην ιδιότητα που έχουν αυτά τα μέταλλα να σχηματίζουν πολύ σταθερά
σύμπλοκα με τα ιόντα CN. Έτσι, αν «ακάθαρτος» χρυσός κατεργαστεί με διάλυμα KCN με
ταυτόχρονη διαβίβαση αέρα σχηματίζεται κυανοσύμπλοκο του Au.
ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΧΑΛΚΟΥ
H περίπτωση του Cu έχει μικρές
ιδιαιτερότητες. Έτσι ο χαλκοπυρίτης (CuFeS2)
φρύσσεται με περιορισμένη ποσότητα αέρα,
οπότε ο Fe μετατρέπεται σε FeO και μέρος του
θείου απομακρύνεται σαν SO2, αφήνοντας το
χαλκό σαν Cu2S.
Το FeO απομακρύνεται σα σκωρία,
FeSiO3, από το SiO2 το οποίο έχει προστεθεί
σαν όξινο τώρα συλλίπασμα. Το σχετικά
καθαρό, τήγμα του Cu2S, μετατρέπεται σε Cu
με διαβίβαση αέρα :
O παραγόμενος χαλκός καθαρίζεται
περαιτέρω ηλεκτρολυτικά. O «ακάθαρτος»
χαλκός όπως προκύπτει από τη μεταλλουργία
του έχει καθαρότητα της τάξης των 99%. Όμως
για τις εφαρμογές του κύρια τις ηλεκτροτεχνικές
απαιτείται καθαρότητα της τάξης των 99,99%. O
καθαρισμός του γίνεται σε ηλεκτρολυτικό κελί,
το οποίο συνίσταται από άνοδο φτιαγμένη από τον ακάθαρτο Cu και κάθοδο ένα φύλλο πολύ
καθαρού Cu . Σαν ηλεκτρολύτης χρησιμοποιείται διάλυμα CuSΟ4 παρουσία H2SO4 και
NaCl.
[15]
O χαλκός διαλύεται από την άνοδο :
μεταφέρεται σα Cu2+ και αποτίθεται στην κάθοδο:
Προσμίξεις πλέον δραστικές του χαλκού όπως Fe και Zn διαλύονται αλλά δεν ανάγονται
στην κάθοδο, λόγω ελεγχομένου δυναμικού, παραμένοντας έτσι στο διάλυμα. Μέταλλα
λιγότερο δραστικά από αυτόν, όπως π.χ. Ag και Au, δε διαλύονται ανοδικά και
αποβάλλονται στο περιβάλλον της ανόδου σαν ιλύς. Αυτή συλλέγεται και η αξία της
αναπληρώνει το κόστος του ηλεκτρολυτικού καθαρισμού.
4.3 ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑ
4.3.1 ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
Όλα τα μέταλλα έχουν την τάση να αποβάλλουν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, σε
διαφορετικό βέβαια βαθμό, και να μετατρέπονται σε κατιόντα. Τα μέταλλα λοιπόν, λόγω
αυτής της τάσης, μπορούν να χαρακτηριστούν ως αναγωγικά, δηλαδή προκαλούν αναγωγή
ενώ τα ίδια οξειδώνονται.
Με βάση αυτή την αναγωγική τους ικανότητα κατατάσσονται σε μια σειρά
αναγωγικής ισχύος που ονομάζεται ηλεκτροχημική σειρά και η οποία αποτελεί ταυτόχρονα
και σειρά δραστικότητας.
K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, [Η2] Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Αυτή η σειρά είναι πολύ χρήσιμη για να μπορο ύμε να εκτιμήσουμε τη δραστικότητα των
μετάλλων σε διάφορες χημικές και ηλεκτροχημικές αντιδράσεις.
Όπως φαίνεται και στον παρακάτω πίνακα, όσο πιο μπροστά, στην αρχή της σειράς, είναι ένα
μέταλλο τόσο πιο ισχυρό αναγωγικό σώμα είναι, δηλαδή προκαλεί πιο έντονα αναγωγή ενώ
το ίδιο οξειδώνεται, ενώ όσο πιο πίσω, προς το τέλος της σειράς, είναι ένα μέταλλο τόσο πιο
ισχυρό οξειδωτικό σώμα είναι, δηλαδή προκαλεί πιο έντονα οξείδωση ενώ το ίδιο ανάγεται.
Επίσης όσο πιο μπροστά, στην αρχή της σειράς, είναι ένα μέταλλο, τόσο δραστικότερο είναι
και άρα μπορεί να αντικαταστήσει στις ενώσεις τους όλα τα μέταλλα που βρίσκονται μετά
απ’ αυτό.
Οι χημικές ιδιότητες των μετάλλων περιλαμβάνουν αντιδράσεις με τα κυριότερα
χημικά αντιδραστήρια όπως, O2 (αέρας), H2O, οξέα.
• Τα μέταλλα K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, ελευθερώνουν H2 στις
αντιδράσεις απλής αντικατάστασης με οξέα
π.χ. Fe +2HCl
Fe Cl2 +H2
• Τα μέταλλα K, Ca, Na, αντιδρούν με νερό "εν ψυχρώ"
π.χ. Na +H2O
NaOH +1/2 H2
ενώ τα μέταλλα Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe διασπούν τους υδρατμούς
π.χ. 3Fe + 4 H2O
Fe3O4 + 4H2
• Τα μέταλλα K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, As, Bi, Sb, Hg
αντιδρούν με O2
π.χ. 2Fe +3/2 O2
Fe2O3
[16]
• Τα οξείδια των μετάλλων Fe, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, As, Bi, Sb, Hg, Ag, Pt, Au ανάγονται με
H2
π.χ. FeO + H2
Fe + H2O
Σε ορισμένες περιπτώσεις μέταλλα όπως π.χ. Al, Pb καλύπτονται από προστατευτικό
επίστρωμα οξειδίων ή αλάτων πράγμα το οποίο δρα προστατευτικά και σταματά την
όποια αντίδραση (παθητική κατάσταση).
• Πολλά μέταλλα διαλύονται σε οξέα όπως π.χ. HNO3 και πυκνό H2SO4, δίνοντας
πολύπλοκες οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις
π.χ. 3Cu +8HNO3
3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
• Κάθε μέταλλο αντικαθιστά τα επόμενα του σε υδατικά διαλύματα ενώσεων τους
FeSO4 + Cu
π.χ. Fe + Cu SO4
H απλή αντικατάσταση
Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης ονομάζονται αυτές στις οποίες ένα μέταλλο
αντικαθιστά κατιόντα υδρογόνου, Η+(aq), σε ορισμένα διαλύματα οξέων ή τα ιόντα ενός
άλλου μετάλλου λιγότερο δραστικού από αυτό σε διαλύματά του.
Κάθε μέταλλο μπορεί να αντικαταστήσει σε ένα διάλυμα με μια αντίδραση απλής
αντικατάστασης:
α. τα ιόντα των μετάλλων που είναι λιγότερο δραστικά από αυτό
β. τα κατιόντα υδρογόνου σε ορισμένα διαλύματα οξέων, εφόσον το μέταλλο είναι
δραστικότερο από το υδρογόνο.
Έτσι, η αντίδραση Cu(s) + 2Ag+(aq)→ Cu2+(aq) + 2Ag(s) πραγματοποιείται, επειδή ο
χαλκός είναι πιο δραστικός από τον άργυρο, ενώ η αντίδραση Ag(s) + H+(aq) → -------- δεν
πραγματοποιείται, επειδή ο άργυρος είναι λιγότερο δραστικός από το υδρογόνο.
Στην απλή αντικατάσταση σχηματίζεται άλας με το μικρότερο αριθμό οξείδωσης του
μετάλλου. Εξαιρείται ο Cu που παίρνει +2.
Παράδειγμα 1:
Επίδραση μεταλλικού ελάσματος Cu σε υδατικό διάλυμα α) AgNO3 και β) Zn(NO3)2
Στην εικόνα (A) παρατηρούμε ένα έλασμα Cu
βυθισμένο σε υδατικό διάλυμα AgNO3. Ο Cu είναι πιο
μπροστά στη σειρά δραστικότητας των μετάλλων από
τον Ag και γι’ αυτό μπορεί να τον αντικαταστήσει στην
ένωσή του (AgNO3). Αυτό σημαίνει ότι ο Cu σαν πιο
αναγωγικό σώμα που είναι θα οξειδώνεται σύμφωνα με
την αντίδραση:
Cu
Cu2+ + 2eενώ ο Ag σαν πιο οξειδωτικό σώμα που είναι θα
ανάγεται σύμφωνα με την αντίδραση:
2Ag+ + 2e2Ag
Η συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση που συμβαίνει είναι η εξής:
Cu + 2Ag+
Cu2+ + 2Ag
Τα Cu2+ απελευθερώνονται στο διάλυμα δίνοντας ένα χαρακτηριστικό μπλε χρώμα σ’ αυτό,
[17]
ενώ τα άτομα Ag δημιουργούν ασημένιους κρυστάλλους πάνω στο έλασμα του Cu. Το
σαθρό αυτό πλέγμα απομακρύνεται εύκολα από το χάλκινο έλασμα και καταβυθίζεται όταν
αναδεύσουμε το ποτήρι.
Στην εικόνα (B) παρατηρούμε ένα έλασμα Cu βυθισμένο σε υδατικό διάλυμα Zn(NO3)2. Ο
Cu είναι πιο πίσω στη σειρά δραστικότητας των μετάλλων από τον Zn και γι’ αυτό δεν
μπορεί να τον αντικαταστήσει στην ένωσή του (Zn(NO3)2). Αυτός είναι ο λόγος που δεν
παρατηρούμε καμία μεταβολή.
Παράδειγμα 2:
Επίδραση μεταλλικού ελάσματος Ζn σε υδατικό διάλυμα Cu(NO3)2
Στην εικόνα παρατηρούμε ένα έλασμα Zn
βυθισμένο σε υδατικό διάλυμα C Cu(NO3)2. Ο Zn
είναι πιο μπροστά στη σειρά δραστικότητας των
μετάλλων από τον Cu και γι’ αυτό μπορεί να τον
αντικαταστήσει στην ένωσή του (Cu(NO3)2). Αυτό
σημαίνει ότι ο Zn σαν πιο αναγωγικό σώμα που
είναι θα οξειδώνεται σύμφωνα με την αντίδραση:
Zn(s)
Zn2+(aq) + 2eενώ ο Cu σαν πιο οξειδωτικό σώμα που είναι θα
ανάγεται σύμφωνα με την αντίδραση:
Cu2+(aq) + 2eCu(s)
Η συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση που συμβαίνει είναι η εξής:
Zn(s) + Cu2+(aq)
Zn2+(aq) + Cu(s)
Μπορούμε επίσης να παρατηρήσουμε τον αποχρωματισμό του διαλύματος, εξ’ αιτίας της
μείωσης των ιόντων Cu2+ στο διάλυμα
4.3.2 ΠΟΎ ΟΦΕΙΛΟΝΤΑΙ ΟΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
Οι ιδιότητες αυτές των μετάλλων οφείλονται στον τρόπο που συνδέονται τα δομικά
σωματίδια στον μεταλλικό κρύσταλλο και αποδίδεται με τον όρο μεταλλικός δεσμός.
▪ Ο μεταλλικός κρύσταλλος αποτελείται από θετικά ιόντα μετάλλου.
▪ Ανάμεσα στα σταθερά ιόντα κινούνται σχεδόν ελεύθερα τα ηλεκτρόνια.
▪ Ο μεταλλικός δεσμός υφίσταται ανάμεσα στα ελεύθερα ηλεκτρόνια και στα θετικά
φορτισμένα ιόντα του μετάλλου τα οποία έλκονται με ηλεκτροστατικές δυνάμεις
λόγω των αντίθετων φορτίων τους.
▪ Τα ηλεκτρόνια δεν ανήκουν σε οποιοδήποτε άτομο αλλά στον κρύσταλλο ως
σύνολο, σ' όλη την έκταση του οποίου κινούνται με μορφή ηλεκτρονικού νέφους. (Τα
μέταλλα έχουν μικρή ενέργεια ιοντισμού και για αυτό το λόγο τα ηλεκτρόνια της
εξωτερικής στοιβάδας.
Ο μεταλλικός δεσμός ερμηνεύεται με διάφορες θεωρίες επικρατέστερη των οποίων
είναι η θεωρία των "ελεύθερων" ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια δεν ανήκουν σε οποιοδήποτε
άτομο αλλά στον κρύσταλλο ως σύνολο, σ' ό λη την έκταση του οποίου κινούνται με
μορφή ηλεκτρονικού νέφους.
Το
κρυσταλλικό
πλέγμα
ενός
μετάλλου χαρακτηρίζεται από μια κανονική
[18]
διάταξη θετικώς φορτισμένων ατόμων (προέκυψαν από τα άτομα του μετάλλου μετά την
απομάκρυνση των εξωτερικών ηλεκτρονίων) και από αποσπασθέντα ηλεκτρόνια
διασκορπισμένα μεταξύ των ατόμων και κινούμενα ελεύθερα. Μεταξύ των θετικώς
φορτισμένων ατόμων και των ελεύθερα κινουμένων ηλεκτρονίων δημιουργούνται δυνάμεις
ηλεκτροστατικής φύσεως.
4.3.3 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ
Οι περιβαλλοντικές συνθήκες επιδρούν πάνω στα μεταλλικά αντικείμενα αλλάζοντας
τη χημική τους σύσταση με αποτέλεσμα τη σταδιακή αλλοίωση ή καταστροφή τους. Η
επίδραση αυτή ονομάζεται διάβρωση και είναι αυθόρμητο φαινόμενο χημικής διεργασίας και
η φυσική του εξήγηση ανήκει στον επιστημονικό κλάδο της ηλεκτροχημείας. Υπάρχουν
πολλά είδη και κατηγοριοποιήσεις διάβρωσης ανάλογα με την επίδραση του περιβάλλοντος,
του υλικού, αν το υλικό υφίσταται μηχανική καταπόνηση, κ.α.. Ωστόσο, υπάρχουν και
περιπτώσεις εσωτερικής διάβρωσης, όπως, για παράδειγμα, στους σωλήνες εξάτμισης των
οχημάτων, όπου η διάβρωση συμβαίνει από την εσωτερική πλευρά της σωλήνωσης, υπό την
επίδραση των καυσαερίων.
Η διάβρωση συμβαίνει συνεχώς στη φύση και τα αποτελέσματά της είναι ορατά σε
μεταλλικές, και όχι μόνο, κατασκευές. Η βροχή, για παράδειγμα, μπορεί να διαβρώσει σιγά σιγά ένα μαρμάρινο άγαλμα, που αυτό συμβαίνει από τις διάφορες μικροποσότητες οξέων
που περιέχονται στο νερό της βροχής, που αντιδρούν με ενώσεις το υ μαρμάρο υ
σχηματίζοντας νέες ενώσεις σε μορφή κόνεως, γεγονός που συνεπάγεται την φθορά. Η πιο
συνηθισμένη και γνωστή μορφή διάβρωσης είναι το σκούριασμα του σιδήρου, που είναι
αποτέλεσμα αντίδρασης του σιδήρου με το οξυγόνο του αέρα με την βοήθεια και της βροχής,
όπου και εδώ η σκουριά παίρνει γρήγορα τη μορφή σκό ης.
ν Ειδικά η
λέξη σκουριά αναφέρεται σε σιδηρές κατασκευές (δε συνηθίζεται για παράδειγμα να
αναφέρεται για τον τρόπο με τον οποίο "σκούριασε" ένα χάλκινο σκεύος, στις περιπτώσεις
αυτές ο προτιμώμενος όρος είναι οξείδωση).
Η ατμόσφαιρα περιέχει πάντοτε ένα ποσοστό υγρασίας που συμπυκνώνεται, ιδιαίτερα
όταν ο καιρός είναι υγρός, πάνω στην επιφάνεια των αντικειμένων. Τι συμβαίνει λοιπόν μέσα
στο λεπτό στρώμα υγρασίας που καλύπτει την επιφάνεια ενός σιδερένιου αντικειμένου;
Κατ’ αρχάς, λόγω προέλευσης το στρώμα αυτό περιέχει διαλυμένα διάφορα ατμοσφαιρικά
αέρια, ανάμεσα στα οποία και οξυγόνο. Ερχόμενος σε επαφή με το διαλυμένο οξυγόνο, ο
σίδηρος οξειδώνεται προς κατιόντα Fe2+:
Fe(s)
Fe2+(aq) + 2eΗ οξείδωση του σιδήρου γίνεται σε σημεία όπου η μεταλλική επιφάνεια παρουσιάζει
ανωμαλίες και τα ηλεκτρόνια που παράγονται ανάγουν το οξυγόνο σύμφωνα με την
ημιαντίδραση:
O2(g) + 2H2O(l) + 4e4OH-(aq)
[19]
Προσθέτοντας τις δύο ημιαντιδράσεις έχουμε το
πρώτο στάδιο σχηματισμού της σκουριάς:
Στη συνέχεια, το υδροξείδιο του σιδήρου (ΙΙ)
οξειδώνεται από το οξυγόνο προς υδροξείδιο του
σιδήρου (ΙΙΙ):
2Fe(OH)2(aq) + 1/2O2(g) + H2O(l)
2Fe(OH)3(aq)
Το τελικό προϊόν, όταν ξεραθεί, δίνει τη σκουριά. Η σκουριά είναι ένυδρο οξείδιο του
σιδήρου (ΙΙΙ): Fe2O3 . xΗ2Ο. Το ποσό του νερού που περιέχει ποικίλλει, όπως υποδηλώνει το
γράμμα x, και είναι αυτό που καθορίζει το χρώμα της. Η σκουριά έχει λεπιοειδή υφή και
θρυμματίζεται εύκολα φέρνοντας συνεχώς στην επιφάνεια νέο μέταλλο για αντίδραση.
Η σκουριά δε σχηματίζεται συνήθως στα σημεία που οξειδώνεται ο σίδηρος, αλλά σε
πολύ μικρή απόσταση από αυτά. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια και τα κατιόντα
σιδήρου που παράγονται κατά την οξείδωση, μπορούν να μεταφερθούν, μέσω του μετάλλου
και της υγρής φάσης αντίστοιχα, σε περιοχές με μεγαλύτερη συγκέντρωση οξυγόνου. Έτσι
δημιουργούνται τοπικά «γαλβανικά» στοιχεία όπου ο σίδηρος αποτελεί την άνοδο, οι
περιοχές με σχετικά μεγάλη συγκέντρωση οξυγόνου την κάθοδο και το υδατικό διάλυμα των
ιόντων σιδήρου χρησιμεύει σαν γέφυρα άλατος.
Οξείδωση Χαλκού
Στον ατμοσφαιρικό αέρα καλύπτεται αρχικά από οξείδιό του, το οποίο, με το διοξείδιο του
άνθρακα μετατρέπεται σε ανθρακικό χαλκό, προσδίδοντάς του πρασινωπό χρώμα. Οι
ορείχαλκοι με Zn < 35% κ.β. (ορείχαλκοι α) παρουσιάζουν καλή μηχανική αντοχή και καλή
αντοχή στην διάβρωση. Οι ορείχαλκοι με 32% κ.β. < Zn < 39% Κ. (ορείχαλκοι α+β) έχουν
ακόμα καλύτερη μηχανική αντοχή, μεγαλύτερη ελαστικότητα και μεγαλύτερη ολκιμότητα,
αλλά κάπως μειωμένη αντοχή στην διάβρωση σε σύγκριση με τους ορείχαλκους α.
[20]
4.4 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ
4.4.1
ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΟ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
Από τα 86 γνωστά, μέχρι σήμερα, μέταλλα μόλις τα 24 είχαν ανακαλυφθεί πριν τον
19ο αιώνα. Τα 12 από αυτά είχαν ανακαλυφθεί τον 18ο αιώνα, ο λευκόχρυσος τον 16ο αιώνα
και το αρσενικό, το αντιμόνιο, ο ψευδάργυρος και το βισμούθιο τον 14ο και 13ο αιώνα.
Τα υπόλοιπα 7 μέταλλα, γνωστά και ως μέταλλα της αρχαιότητας, ήταν αυτά στα
οποία βασίστηκε ο πολιτισμός. Η χρονολογική σειρά με την οποία ανακαλύφθηκαν ήταν η
ακόλουθη:
• Χρυσός 6000 π.Χ.
• Χαλκός, 4200 π.Χ.
• Ασήμι 4000 π.Χ.
• Μόλυβδος 3500 π.Χ.
• Κασσίτερος 1750 π.Χ.
• Σίδερο 1500 π.Χ.
• Υδράργυρος 750 π.Χ.
Αυτά τα μέταλλα ήταν γνωστά στους κατοίκους της Μεσοποταμίας, τους Αιγύπτιους,
τους Έλληνες και τους Ρωμαίους. Με εξαίρεση το μόλυβδο και τον κασσίτερο τα υπόλοιπα
συναντώνται και ως αυτοφυή (ο σίδηρος σε μετεωρίτες).
Τα πρώτα μέταλλα που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος (χρυσό και χαλκό), αρχικά τα
κατεργαζόταν μόνο μηχανικά, σφυρηλατώντας τα αφού τα θέρμαινε. Οι πρώτες απόπειρες
μεταλλουργικής παραγωγής χαλκού πρέπει να πραγματοποιήθηκαν μεταξύ του 4300 και 400
π.χ. στη δυτική Ασία (πιθανότατα στην Ιορδανία) και από εκεί η τεχνική εισήχθη στην
αρχαία Αίγυπτο. Κατά πάσα πιθανότητα προέκυψαν τυχαία από κεραμείς οι οποίοι μαζί με
τον πηλό πρόσθεσαν στα καμίνια τους, χωρίς να το γνωρίζουν, ποσότητες από το ορυκτό
Μαλαχίτη (ανθρακικός χαλκός), οπότε ως παραπροϊόν παρέλαβαν χαλκό.
Μέταλλα που ανακαλύφθηκαν τον 18ο αιώνα:
• 1735 Κοβάλτιο
• 1751 Νικέλιο
• 1774 Μαγγάνιο
• 1781 Μολυβδαίνιο
• 1782 Τελλούριο
• 1783 Βολφράμιο
Μέταλλα που ανακαλύφθηκαν τον 19ο αιώνα:
1801 Νιόβιο
1802 Ταντάλιο
1803 Ιρίδιο, Παλλάδιο, Ρόδιο
1807 Κάλιο, Νάτριο
1808 Βόριο, Βάριο, Ασβέστιο,
Μαγνήσιο, Στρόντιο
• 1814 Δημήτριο
•
•
•
•
•
[21]
•
•
•
•
•
•
1789 Ουράνιο
1789 Ζιρκόνιο
1791 Τιτάνιο
1794 Ύττριο
1797 Βηρύλιο
1797 Χρώμιο
•
•
•
•
•
•
•
1817 Λίθιο, Κάδμιο, Σελήνιο
1823 Πυρίτιο
1827 Αλουμίνιο
1828 Θόριο
1830 Βανάδιο
1839 Λανθάνιο
1843 Έρβιο, Τέρβιο
•
•
•
•
•
•
Praseodynium,
Νεοδύμιο,
Δυσπρόσιο
• 1886 Γερμάνιο
• 1898 Πολώνιο, Ράδιο
• 1899 Ακτίνιο
1844 Ρουθήνιο
1860 Καίσιο, Ρουβίδιο
1861 Θάλλιο
1863 Ίνδιο
1875 Γάλλιο
1878-1885 Holmium, Θούλιο,
Σκάνδιο, Σαμάριο, Gadalinium,
Μέταλλα που ανακαλύφθηκαν τον 20 αιώνα:
• 1901 Ευρώπιο
• 1907 Lutetium
• 1917 Πρωτακτίνιο
• 1923 Άφνιο
και ακολούθησαν τα Υπερουράνια Στοιχεία
•
•
•
•
•
•
Ποσειδώνιο
Πλουτώνιο
Κούριο
Americum
Berkelium
Καλιφόρνιο
4.4.2
•
•
•
•
1924 Ρήνιο
1937 Τεχνήτιο
1939 Φράγκιο
1945 Προμήθειο
•
•
•
•
•
Einsteinium
Φέρμιο
Μεντελέβιο
Νομπέλιο
Λωρένσιο
ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟ ΚΑΙ Η ΣΧΕΣΗ ΤΟΥ ΜΕ ΤΟ ΧΡΥΣΟΜΑΛΛΟ ΔΕΡΑΣ
Α. ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟ ΩΣ ΚΕΧΡΙΜΠΑΡΙ
Το ήλεκτρο είναι το γνωστό μας κεχριμπάρι. Το όνομα που χρησιμοποιούμε σήμερα
είναι το τουρκικής προέλευσης όνομα «kehribar». Η λέξη kehribar, προέρχεται από την
αραβική λέξη kahruba, που θα πει: «αυτό που έλκει τα άχυρα», προφανώς λόγω της γνωστής
ιδιότητας του να έλκει ελαφρά σώματα, αφού προηγουμένως το τρίψουμε πάνω σε ένα
ρούχο.
Το ήλεκτρο είναι ορυκτή ρητίνη. Είναι
απολίθωμα ρετσινιών από κωνοφόρα δέντρα σε
παλιότερες εποχές. Είναι απολιθωμένο ρετσίνι το
οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή
διακοσμητικών αντικειμένων. Παρ' όλο που δεν
είναι ορυκτό, μερικές φορές θεωρείται και
χρησιμοποιείται
ως πολύτιμος
λίθος.
Το
μεγαλύτερο μέρος του κεχριμπαριού στον κόσμο
είναι ηλικίας 30-90 εκατομμυρίων ετών. Το ημιαπολιθωμένο ρετσίνι ή το σχεδόν απολιθωμένο
κεχριμπάρι καλείται κοπάλη. Ορισμένα τεμάχια κεχριμπαριού φέρουν έγκλειστα στο
εσωτερικό τους έντομα.
[22]
Το ήλεκτρο είναι το πρώτο σώμα στο οποίο παρατηρήθηκε η δημιουργία
ηλεκτρισμού, όταν αυτό τρίβεται με ύφασμα. Αυτό το παρατήρησε πρώτος ο φυσικός
φιλόσοφος Θαλής ο Μιλήσιος.
Στη βιομηχανία το ήλεκτρο χρησιμοποιείται για την κατασκευή πολλών
αντικειμένων, που γίνονται με κατάλληλη κατεργασία. Επίσης από την απόσταξη του
ήλεκτρου παίρνουμε το ηλεκτρικό οξύ και από υπολείμματα, το ηλεκτροκολοφώνιο, που
χρησιμοποιείται στην κατασκευή βερνικιών.
Το ήλεκτρο παρουσιάζει ενδιαφέρον για την επιστήμη της παλαιοντολογίας, γιατί,
μέσα σε κοιτάσματά του, βρέθηκαν διάφορα έντομα, φτερά πουλιών, τρίχες θηλαστικών κ ά.
διατηρημένα σε καλή κατάσταση. Το ήλεκτρο υπάρχει κυρίως στις ακτές της Βαλτικής
θάλασσας, αλλά και στην ανατ. Πρωσία, τη Δανία, Ρουμανία, Μ. Ασία, Γροιλανδία,
Βιρμανία, Κίνα και αλλού. Το ήλεκτρο βρίσκεται κοντά στις ακτές και κάτω από τη
θάλασσα. Το χρώμα του ήλεκτρου μπορεί να είναι από ανοιχτό κίτρινο μέχρι και πορτοκαλί.
Στο εμπόριο, ανάλογα με τη διαύγεια που παρουσιάζει, το διακρίνουν σε διαυγές, νεφελώδες,
αφρώδες κλπ. Το ήλεκτρο είναι αδιάλυτο στο νερό, διαλύεται όμως σε άλλες χημικές ουσίες.
Λιώνει στους 287 βαθμούς και όταν καίγεται έχει αρωματική μυρουδιά. Εκτός από το
ορυκτό ήλεκτρο σήμερα παρασκευάζεται και τεχνητό ήλεκτρο.
Β. ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΟ ΩΣ ΚΡΑΜΑ
Ήλεκτρο όμως ονομαζόταν και ένα μεταλλικό κράμα που αποτελείται από 8 τμήματα
αργύρου και 2 μέρη χρυσού, τα οποία φτιάχνονται τεχνητά ή βρίσκονται ελεύθερα στην
φύση.
Το ήλεκτρο είναι ένα φυσικό αυτοφυές κράμα από χρυσό και άργυρο, με ίχνη από
χαλκό και άλλα μέταλλα. Ως αποτέλεσμα, το ήλεκτρο είναι ένας καλός αγωγός του
ηλεκτρισμού. Οι αρχαίοι έλληνες το αποκαλούσαν «χρυσό» ή «άσπρο χρυσό» σε αντίθεση
με τον «εκλεπτυσμένο χρυσό» . Οι αποχρώσεις του διακυμαίνονται από απαλό σε έντονο
κίτρινο, εξαρτώμενο από την ποσότητα του χρυσού και του αργύρου. Η περιεκτικότητα σε
χρυσό το υ φυσικο ύ ήλεκτρο υ στη Δυτική Ανατολία κυμαινόταν από 7 0% ως 9 0%
συγκριτικά με το 45-5 5 % το υ ήλεκτρου πο υ χρησιμοποιούταν στην νο μισματοκοπία της
αρχαίας Λυδίας στην ίδια γεωγραφική περιοχή. Αυτό σημαίνει ότι μια αιτία για την επινόηση
της νομισματοκοπίας σε αυτήν την περιοχή ήταν η αύξηση των κερδών από το εκδοτικό
προνόμιο με την έκδοση νομίσματος με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε χρυσό σε σχέση με
τα συνήθως κυκλοφορούντα μέταλλα.
Από την ανάλυση αρχαίων ελληνικών νομισμάτων του 6 0 0 π.Χ, από την Φώκαια,
φαίνεται ότι η περιεκτικότητα τους σε χρυσό ήταν περίπου 5 5,5 %. Στην πρώιμη κλασική
περίοδο, η περιεκτικότητα του ήλεκτρου κυμαινό ταν από 4 6 % στην Φώκαια έως 4 3 % στη
Μυτιλήνη. Στην μεταγενέστερη νομισματοκοπία στις ίδιες περιοχές, περί το 3 2 6 π.Χ., η
περιεκτικότητα σε χρυσό ήταν κατά μέσο όρο 40% με 41%. Κατά την Ελληνιστική περίοδο
εκδίδονταν νομίσματα από ήλεκτρο με συνεχώς μειούμενη περιεκτικότητα σε χρυσό.
Στο θησαυρό του ναού της Αρτέμιδας στην Έφεσο , βρέθηκαν 24 λυδικά και ελληνικά
νομίσματα των 8 γραμμ. από ήλεκτρο, ένα φυσικό κράμα χρυσού και αργύρου, το οποίο
βρισκόταν σε αφθονία στην άμμο του ποταμού Πακτωλού.
[23]
Νόμισμα από ήλεκτρο , των αρχών του 6ου π.Χ. αιώνα, από τη Λυδία ονομαστικής
αξίας 1/3 του στατήρα.
Νόμισμα από ήλεκτρο του βυζαντικού αυτοκράτορα Αλέξιου Κομνηνού, 1081 μ.Χ..
Γ. Η ΣΧΕΣΗ ΤΟΥ ΗΛΈΚΤΡΟΥ ΜΕ ΤΟ ΧΡΥΣΟΜΑΛΛΟ ΔΕΡΑΣ
Η μυθολογία στα όριά της με την ιστορία αναφέρει
το περιβόητο «χρυσόμαλλο δέρας». Αυτό πέρα από την
λογοτεχνική διασκευή του αποτελεί γεγονός που μας
περιγράφει έμμεσα μία παραδοσιακή τέχνη της περιοχής του
για την συλλογή χρυσού. Στην κοίτη χρυσοφόρων ποταμών
απλώνονταν δέρματα προβάτων. Μέσα απ' το μαλλί του
προβάτου πέρναγε εύκολα το νερό, σχετικά εύκολα η άμμος
αλλά αρκετά από τα ψήγματα χρυσού πιάνονταν πάνω στα
μαλλιά του προβάτου! Έτσι μετά από αρκετή ώρα το δέρμα
(δέρας) γινόταν χρυσόμαλλο! Το μό νο πο υ έμενε ήταν να
βγάλουν το δέρμα απ' το ποτάμι, να το αφήσουν να
στεγνώσει στον ήλιο , και να το χτενίσο υν για να βγάλουν
όλο το χρυσάφι που είχε μαζευτεί! Κατά συνέπεια στην
Αργοναυτική εκστρατεία για το «χρυσόμαλλο δέρας» ίσως
βλέπουμε τους πρώτους γνωστούς χρυσοθήρες! Επιπλέον για
να απομακρυνθεί ο άργυρος η μάζα του ακάθαρτου χρυσού θερμαίνονταν με αλάτι (NaCl),
οπότε ο άργυρος μετατρεπόταν σε χλωριούχα άλατα που επέπλεε στο λιωμένο μέταλλο σαν
σκουριά.
[24]
Η παραπάνω ιστορία φαινόταν στα σύγχρονα μάτια μας σαν απλά χαριτωμένος μύθος
μέχρι που σύγχρονα στοιχεία επιβεβαιώνουν διάφορες λεπτομέρειές της. Στην περιοχή της
Κολχίδας στα παράλια του Ευξείνου Πόντου, όπου βρισκόταν το χρυσόμαλλο δέρας
βρίσκονται ακόμα ψήγματα χρυσού σε κοίτες ποταμών. Και στην αρχαία Ιωλκό έξω απ' τον
Βόλο, απ' όπου λέγεται ότι ξεκίνησε ο Ιάσονας την Αργοναυτική εκστρατεία, βρέθηκαν δύο
ανακτορικά μέγαρα πανάρχαιου οικισμού και γύρω απ' αυτά δεκάδες εργαστήρια
μεταλλουργικής δραστηριότητας με προφανή ανάγκη για πρώτες ύλες. Χρονολογούνται
γύρω στον 14ο - 13ο αιώνα π. Χ.
4.4.3
ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΣΤΗΝ ΑΡΧΑΙΑ ΑΤΤΙΚΗ
Τα μεταλλεία στην περιοχή του Λαυρίου είναι από τα αρχαιότερα μεταλλεία στον
Ελλαδικό χώρο. Η μεταλλευτική δραστηριότητα σε αυτά χρονολογείται από το 3.000 π. Χ.,
(ίχνη εξορύξεως χαλκού στη περιοχή του Θορικού) αλλά η συστηματική εκμετάλλευσή τους
αρχίζει με τη γέννηση της Αθηναϊκής Δημοκρατίας το 508 π. Χ. από τον Κλεισθένη. Τα
μεταλλεία του Λαυρίου υπήρξαν η κύρια πηγή πλούτου της Αθήνας κατά την κλασική εποχή
(5 ο ς και 4ος π.Χ. αιώνας). Η πρώτη ενέργεια που βασίστηκε στα μεταλλεία αυτά υπήρξε
προγενέστερη της εγκαθίδρυσης της Δημοκρατίας, όπως αυτή τοποθετείται από τους
ιστορικούς: Ήταν η κοπή ενός από τα πρώτα αργυρά νομίσματα στον κόσμο, της αθηναϊκής
δραχμής, γύρω στο 5 8 0π.Χ. Γύρω στα 5 1 2π.Χ. η Αθήνα υποχρεώθηκε να βασιστεί
αποκλειστικά στα μεταλλεία του Λαυρίου, καθώς οι Πέρσες είχαν εισβάλει στη Βόρεια
Ελλάδα. Οι πρόσοδοι από τα μεταλλεία αυτά έγιναν αισθητές γύρω στο 5 0 0 π.Χ., ενώ οι
πολεμικές προετοιμασίες απόκρουσης των Περσών (Μάχη του Μαραθώνα) βασίστηκαν στον
άργυρο που εξορυσσόταν στα μεταλλεία.
Το 4 8 2 π. Χ. εντοπίζεται ένα νέο μεγάλο αργυρούχο κοίτασμα στην περιοχή και ο
Θεμιστοκλής πείθει τους Αθηναίους να διατεθούν τα προερχόμενα από αυτό έσοδα για την
κατασκευή ενός ισχυρού στόλου. Η Αθήνα διέθετε ήδη 70 πολεμικά πλοία και με τα χρήματα
από τα μεταλλεία κατασκεύασε άλλα 130. Με τα πλοία αυτά η Αθήνα κατάφερε να
αποκρούσει τις δυνάμεις του Ξέρξη, ο οποίος έχοντας περάσει τις Θερμοπύλες κατέβαινε
προς την πόλη. Ο αθηναϊκός στόλος, έχοντας αποκτήσει την απαιτούμενη ισχύ,
καταναυμάχησε τον Περσικό στη Ναυμαχία της Σαλαμίνας στερώντας έτσι τις Περσικές
δυνάμεις ξηράς από τις προμήθειες και τη δυνατότητα ανεφοδιασμού τους.
Τα μεταλλεία έχασαν προσωρινά την αξία τους, όταν η Αθήνα έχασε τον
Πελοποννησιακό πόλεμο Επανήλθαν προσωρινά σε αξιόλογη εκμετάλλευση επί εποχής
Λυκούργου κατά τον 4ο αιώνα, ωστόσο η ανακάλυψη νέων μεταλλείων στη Βόρεια Ελλάδα
και η αθηναϊκή παρακμή τα έθεσαν στο περιθώριο, με τις μεταλλευτικές δραστηριότητες να
διακόπτονται ολοσχερώς τον 2ο αιώνα, αφενός μεν επειδή η εξόρυξη, φθάνοντας σε βάθη
100 μ., συνάντησε νερό στις στοές, αφετέρου επειδή οι Ρωμαίοι βρήκαν πολύ δύσκολη και
την επεξεργασία του μεταλλεύματος.
Αργυρό τετράδραχμο Αθηνών, 440-420π.Χ.
Εμπροσθότυπος: Κεφαλή Αθηνάς στεφανωμένη με φύλλα
ελιάς.
Οπισθότυπος: Γλαύκα
[25]
Το αθηναϊκό δεκάδραχμο είναι από τα
σπανιότερα νομίσματα του αρχαίου κόσμου. Τα βαριά
αυτά νομίσματα ζύγιζαν περίπου 43 γραμμάρια και
ισοδυναμούσαν με δέκα αθηναϊκές δραχμές.
Ξεχωρίζουν από τη χαρακτηριστική πίσω πλευρά τους
όπου η γλαύκα εικονίζεται μετωπική. H Αθήνα
προχώρησε στην έκδοση δεκαδράχμων σε μία μόνον
περίσταση, κατά τη διάρκεια του 5ου αι. π.X. Τα νομίσματα αυτά είχαν συνδεθεί αρχικά από
τους μελετητές με την ανακάλυψη μιας νέας φλέβας αργύρου στο Λαύριο (483 π.Χ.) ή με
τους Περσικούς Πολέμους ως επινίκια κοπή (479 π.X.).
4.4.4 ΟΙ ΕΠΟΧΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
Η αναγκαιότητα του ανθρώπου των προϊστορικών χρόνων να επιβιώσει και το φυσικό
επακόλουθο να προσπαθήσει γι’ αυτό τον βοήθησε να γνωρίσει την ύλη μέσα από αυτή του
την προσπάθεια, δαμάζοντας ταυτόχρονα τη φύση. Οι πρώτες επαφές του με την ύλη
αφορούσαν στην επιλογή τροφής, τη φωτιά και την κατασκευή εργαλείων. Εργαλεία
κατασκευασμένα από κρύσταλλο χαλαζία βρέθηκαν μαζί με τα οστά του ανθρώπου του
Πεκίνου, που έζησε πριν από περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια.
Η Εποχή του Χρυσού
Ο χρυσός ανακαλύφθηκε από τους Έλληνες το 4000 π. Χ. Αρχικά, ο χρυσός
ανακαλύφθηκε στην Αθήνα και χρησιμοποιήθηκε ως εμπόρευμα. Ο μυστικιστικός του
χαρακτήρας ωστόσο, έδειξε ότι έχει χρησιμοποιηθεί και στην αλχημεία. Επίσης,
χρησιμοποιήθηκε ως είδος λατρείας και αργότερα ως χρήμα. Ο χρυσός αποτελεί παγκόσμιο
σύμβολο πλούτου και δύναμης. Σήμερα αποτελεί σημείο αναφοράς στο νομισματικό
σύστημα. Οι χρήσεις το υ επεκτείνονται οε πολλούς τομείς της σύγχρονης τεχνολογίας,
ιδιαίτερα στην ηλεκτρονική και την οπτική.
Η Εποχή του Χαλκού
Από πολύ παλιά ο άνθρωπος, πριν αρχίσει να λιώνει μέταλλα από την ορυκτή το υς
κατάσταση, είχε χρησιμοποιήσει σαν χρώματα βαφής τα μπλε και πράσινα μεταλλεύματα
χαλκού. Κατά την διάρκεια της αναζητήσεως των χρωμάτων αυτών πιθανόν να συνάντησε
μικρά κομμάτια αυτοφυούς χαλκού μέσα σε άλλα ορυκτά.
Η πρώτη γνωριμία του ανθρώπου με το χαλκό είναι δυνατό να προήλθε από την τήξη
κάποιου ορυκτού του χαλκού, που βρισκόταν στο χώμα και με το οποίο προστάτευε γύρω γύρω την φωτιά του.
Ο χαλκός σε καθαρή μορφή, φαίνεται, ότι ανακαλύφθηκε κατά την διάρκεια της
Νεολιθικής εποχής, δηλαδή περίπου 8000 χρόνια π.Χ. και υπήρξε από τα πρώτα μέταλλα που
υπέταξε ο άνθρωπος στη θέλησή του. Άρα η χύτευση αντικειμένων και το χυτήριο, είναι
γνωστή από την αρχαιότητα, δηλαδή από το τέλος της 4ης χιλιετίας π.Χ.
Η γνώση αυτή είχε ως αποτέλεσμα τη ριζική αλλαγή της ζωής της λίθινης εποχής, οι
οποίοι πέρασαν στην εποχή του χαλκού. Από τις ανασκαφές που έχουν γίνει ανακαλύπτουμε
-στις χώρες της Εγγύς Ανατολής (Βαβυλώνιοι) και την Αίγυπτο- εργαλεία και κοσμήματα
χάλκινα ή ορειχάλκινα.
Στην Ευρώπη η κατεργασία του χαλκο ύ έγινε πολύ αργότερα, περίπου κατά τη 2 η
χιλιετία. Οι τεχνίτες χρησιμοποιούσαν το νέο αυτό υλικό για να φτιάξουν όπλα, γεωργικά
εργαλεία και διακοσμητικά αντικείμενα. Τα χάλκινα τσεκούρια και μαχαίρια που έφτιαχναν
[26]
οι χύτες της εποχής ήταν πιο γερά και έκοβαν περισσότερο από τα πέτρινα. Οι πολεμικοί λαοί
έφτιαξαν ασπίδες και ξίφη από ορείχαλκο, κράμα μετάλλου πολύ ανθεκτικότερο από αυτό
του χαλκού και προχωρούσαν σε νέες κατακτήσεις με τα νέα τους όπλα.
Αυτή την εποχή νέες πόλεις οικοδομο ύνται και ακμάζουν κοντά σε περιοχές που
εύρισκαν χαλκό. Δημιουργούνται ναοί, ανάκτορα και αναπτύσσονται εμπορικές και
πολιτιστικές συναλλαγές. Οι Ανατολικοί πολιτισμοί (Κίνα και Μεσοποταμία) και στον
Ελλαδικό χώρο ο Κυκλαδικός, Μινωικός και Μυκηναϊκός πολιτισμός αναπτύσσουν την
χυτηριακή τέχνη, με την κατασκευή αγγείων (κωνοειδές αγγείο), νομισμάτων, γεωργικών
εργαλείων (τσάπες, αξίνες) και κοσμήματα.
Με το τέλος της εποχής του χαλκού έρχεται η εποχή του σιδήρου, όπου αναπτύσσεται
ακόμη περισσότερο η χυτηριακή τέχνη, με τη χρήση του σιδήρου στα περισσότερα αγαθά
από τα πιο απλά μέχρι τη σημερινή χρήση του.
Ορείχαλκος
Ο ορείχαλκος, που μερικές φορές συγχέεται με τον μπρούντζο, είναι κράμα χαλκού
και ψευδαργύρου. Οι θερμοκρασίες, που απαιτούνται στον κλίβανο για αυτά τα κράματα,
είναι κοντά στους 800 βαθμούς Κελσίου.
Ανακαλύφθηκε περίπου το 1 0 0 π.Χ.,
0
από τους λαούς της βορειοανατολικής
Τουρκίας, που ζούσαν κοντά στη Μαύρη Θάλασσα. Οι λαοί αυτοί κατασκεύαζαν ορείχαλκο,
ο οποίος στην πραγματικότητα ήταν λευκό ς μπρούτζο ς, μετά από θέρμανση χαλκού με
ξυλάνθρακες και σκόνη από ορυκτά ψευδαργύρου.
Οι Πέρσες χρησιμοποίησαν ορείχαλκο από τον 5ο αιώνα π.Χ. Πάντως η παραγωγή
ορείχαλκου σε μεγάλη κλίμακα άρχισε μετά την κατάκτηση της Ευρώπης, από τους
Ρωμαίους και περί το 100 π.Χ. Έτσι πολλά από τα μετέπειτα ρωμαϊκά νομίσματα και
στολίδια κατασκευάζονταν περισσότερο από μπρούτζο.
Ο ορείχαλκος συναγωνίζεται το μάρμαρο ως υλικό γλυπτικής μέχρι το τέλος της
κλασικής περιόδου. Τον 5ο αιώνα οι κοσμηματοτεχνίτες χρησιμοποιούσαν απλά εργαλεία
από ορείχαλκο, όπως κυλινδρικά τρυπάνια και τροχό. Στην Κλασική τέχνη ο ορείχαλκος είναι
το προσφιλές υλικό για τους γλύπτες στην Πελοπόννησο, γιατί θαυμάζουν τις σκοτεινές
αποχρώσεις του ως τις κατάλληλες για την απεικόνιση του ηλιοκαμένου ανδρικού σώματος.
Γνωστός είναι και ο έφηβος του Μαραθώνα, φτιαγμένος από ορείχαλκο.
Διάφορα Κράματα
Περίπου από το 2500 π.Χ. και έπειτα, ποικίλα κράματα -αργύρου και χαλκού ή
χρυσού και αργύρου- χρησιμοποιούνταν σε ολόκληρη τη Μεσοποταμία και την Αίγυπτο, για
την κατασκευή κοσμημάτων. Την ίδια εποχή, που άρχισε να παράγεται ο μπρούτζος, άρχισε
να γίνεται και η εξόρυξη του μόλυβδου. Ήταν τόσο μαλακό μέταλλο, πο υ μπορούσε να
χρησιμοποιηθεί σχεδόν ακατέργαστο.
Μέχρι το 1 5 0 0π.Χ. είχε ανακαλυφθεί, ότι με τη μίξη μολύβδου και μπρούτζου το
κράμα μπορούσε να χύνεται ευκολότερα. Από την εποχή εκείνη και μετέπειτα, πιο σύνθετα
κράματα ήταν πλέον εύκολο να κατασκευαστούν, όπως το κράμα χαλκού, αντιμονίου και
μολύβδου, που χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα για την κατασκευή αγαλμάτων.
Οι Ρωμαίοι, πάντως, ήταν εκείνοι που χρησιμοποίησαν μεγάλες ποσότητες μολύβδου
για την κατασκευή των υδραγωγείων και των υδροσωλήνων τους και ήταν εκείνοι που
εισήγαγαν το κράμα μολύβδου και αντιμονίου. Το χρησιμοποιούσαν για την κατασκευή
πιάτων και φλιτζανιών, σαν ένα φτηνό υποκατάστατο του αργύρου. Το ίδιο κράμα
χρησιμοποιούνταν σαν συγκολλητικό, για να ενωθούν κομμάτια από μπρούτζο ή χαλκό.
[27]
4.5 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗΝ ΤΕΧΝΗ
4.5.1
ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΓΛΥΠΤΙΚΗ
Τα μεγάλα χάλκινα αγάλματα της αρχαιότητας ήταν σχεδόν πάντα χυτά και
εσωτερικά κοίλα (εάν κατασκευάζονταν συμπαγή θα απαιτούνταν τεράστιες ποσότητες
χαλκού που θα καθιστούσαν το κόστος αλλά και το βάρος του γλυπτού απαγορευτικά). Ο
γλύπτης δεν εργαζόταν απευθείας πάνω στο χαλκό αλλά σμίλευε πρώτα το έργο του σε πηλό
(ή ξύλο) και κερί. Στη συνέχεια το παρέδιδε στο χυτήριο για να παραχθεί το χάλκινο άγαλμα
με την τεχνική του "χαμένου κεριού". Τα βασικά βήματα της πολύπλοκης αυτής διαδικασίας
είναι τα εξής.
1. Αρχικά ο γλύπτης δημιουργεί ένα πυρήνα από πηλό ή ξύλο,
τον οποίον κατεργάζεται αδρά για να του δώσει το βασικό
σχήμα.
2. Πάνω στον πήλινο ή ξύλινο πυρήνα, τοποθετεί λεπτό
στρώμα κεριού, στο οποίο σμιλεύει με προσοχή τις
λεπτομέρειες της μορφής. Το πάχος του κεριού είναι το
ίδιο με το πάχος που θα έχει το χάλκινο άγαλμα. Όταν
ολοκληρωθεί το σμίλευμα του κέρινου προπλάσματος
τοποθετούνται γύρω του καρφίδες. Τα καρφιά αυτά θα
χρησιμεύσουν αργότερα για να συνδεθεί ο πυρήνας με
την πήλινη μήτρα.
3. Στο χυτήριο προστίθεται κέρινοι "αγωγοί" που θα
βοηθήσουν στη σωστή χύτευση του μετάλλου. Οι "αγωγοί"
βοηθο ύν να φθάσει το μέταλλο σε κάθε σημείο της
κατασκευής και να διαφύγουν τυχόν φυσαλίδες αέρα. Μετά,
το πρόπλασμα καλύπτεται με χονδρό στρώμα πηλού που
εφαρμόζει τέλεια στο κερί αποτυπώνοντας σε «αρνητικό»
όλες τις λεπτομέρειες της μορφής.
4. Στη συνέχεια η κατασκευή θερμαίνεται σε δυνατή
φωτιά. Το κερί λιώνει και διαφεύγει από τους αγωγούς
αφήνοντας κενό λίγων εκατοστών μεταξύ της μήτρας και
του πυρήνα. Τα χαρακτηριστικά της μορφής, όμως,
διατηρούνται σε "αρνητικό" στη μήτρα, ενώ οι καρφίδες
συγκρατούν τη μήτρα και τον πυρήνα στη θέση τους.
5. Αφού αναστρέψουν την κατασκευή, οι τεχνίτες χύνουν
τον ρευστό χαλκό στο κενό που άφησε το "χαμένο κερί".
[28]
6. Όταν κρυώσει ο χαλκός, οι τεχνίτες σπάνε το πήλινο
περίβλημα και αποκαλύπτουν τη μορφή.
7. Τότε ο γλύπτης αναλαμβάνει να διορθώσει τυχόν
ατέλειες και να ολοκληρώσει τη διακόσμηση με
σφυριά και καλέμια.
8. Στη συνέχεια, αφαιρεί τους "αγωγούς" και εξομαλύνει τις
επιφάνειες επαφής. Τέλος, οι τεχνίτες σπάνε και αφαιρούν
τον πήλινο ή ξύλινο πυρήνα από το εσωτερικό του
αγάλματος.
Η συγκεκριμένη τεχνική (γνωστή και ως "άμεση μέθοδος") ήταν καταστροφική για
το πρόπλασμα, που μπο ρούσε να χρησιμοποιηθεί μό νον μία φορά. Είναι, τέλος, γνωστό
ότι τα μεγάλα έργα χαλκοτεχνίας αποτελούνταν από πολλά διαφορετικά τμήματα,
(κεφαλή, κορμός, μέλη, κτλ.) τα οποία χυτεύονταν ανεξάρτητα και στη συνέχεια
συγκολλούνταν ή προσηλώνονταν μεταξύ τους.
Άλλη όψη στην γλυπτική των μετάλλων
«Το μέταλλο είναι σκληρό υλικό, αμετάβλητο. Η καλή γνώση, η χρόνια σχέση και η
αγάπη για αυτό είναι οι οδοί που το μεταλλάσουν σε τέχνη. Αυτό όμως που απελευθερώνει
τον δημιουργό είναι η δυνατότητα συνεχών αλλαγών και προσθαφαιρέσεων των όγκων, γιατί
στη διαμόρφωση του μετάλλου δεν υπάρχει καλούπι. Τα υλικά που χρησιμοποιώ είναι όλα
σε δεύτερη χρήση, πράγμα που πέρα από τον συμβολισμό που εμπεριέχει, επηρεάζει καίρια
την ταυτότητα και το ύφος των τελικών συνθέσεων.
Αρχικά υπάρχει η πρώτη ιδέα, η πρώτη
έμπνευση. Στη συνέχεια ερευνώ τα υλικά, όλα
δεύτερης χρήσης, τα διαμορφώνω και έτσι στήνω το
πρώτο σκηνικό. Πάνω σε αυτό ν τον πρώτο πυρήνα
λειτουργώ προσθετικά. Και ενώ ο γλύπτης σμιλεύει και
αφαιρεί, εγώ ακολουθώ αντίστροφη πορεία. Λειτουργώ
προσθετικά και τοποθετώ συνεχείς επικαλύψεις και
στρώματα μέσα από ηλεκτροσυγκόλληση για να φτάσω
στον επιθυμητό όγκο, που κάθε φορά είναι το δίλημμα
και η πρόκληση» (Αραμπατζής Σάκης, 2012).
[29]
Τεμαχισμένα Μεταλλικά γλυπτά
Κοιτώντας αυτά τα γλυπτά από τεμαχισμένα μέταλλα μας κάνει να αναρωτιόμαστε
για τις καταπληκτικές τεχνολογίες που έχουμε στη διάθεση μας. Οι καλλιτέχνες προσπαθούν
να αξιοποιήσουν τις σύγχρονες τεχνολογίες για να δημιουργήσουν κομμάτια που είναι άξια
θαυμασμού και προβολής. Ο Κορεάτης γλύπτης Chan Girl Park προκαλεί έκπληξη
παρουσιάζοντας γνωστά έργα με ασυνήθιστο τρόπο. Επίπεδα από λεπτό μέταλλο
στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο και κόβονται ώστε να δημιουργήσουν αναγνωρίσιμες
μορφές. Τις περιγράφει ως «τεμαχισμένες εικόνες». Ο καλλιτέχνης χρησιμοποιεί
τρισδιάστατους τοπογραφικούς χάρτες για να αποφασίσει που θα πέσει η κάθε φέτα ώστε να
δημιουργηθεί μια τρισδιάστατη εικόνα. Τα παρακάτω γλυπτά αναπαριστούν ένα μέρος του
έργου του.
4.5.2
ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΧΑΡΑΚΤΙΚΗ
Χαρακτική είναι η τέχνη της εγχάραξης μιας σκληρής επίπεδης, κυλινδρικής ή άλλου
είδους επιφάνειας με σκοπό την δημιουργία διακοσμητικών σχεδίων σ' αυτήν την επιφάνεια.
Για παράδειγμα, οι αρχαίοι σφραγιδόλιθοι και οι αρχαίες επιγραφές σε στήλες αποτελούν τα
πρώτα χαρακτικά.
Ανάλογα με το υλικό της πλάκας, γίνεται λόγος για ξυλογραφία (χαρακτική στο
ξύλο), για χαλκογραφία (χαρακτική στον χαλκό), λιθογραφία(χαρακτική στην πέτρα), κ.λπ..
Η γαλλικής προέλευσης λέξη γκραβούρα είναι ένας άλλος κοινός όρος για χαρακτικά έργα
(συνήθως χαλκογραφίες)
[30]
Ξυλογραφία
Είναι η παλαιότερη τεχνική της χαρακτικής γνωστή στην Κίνα από τα μέσα περίπου
του 9ου αιώνα. Ανήκει στην κατηγορία της αναγλυφοτυπίας γιατί τυπώνονται τα τμήματα
της πλάκας που εξέχουν. Η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής: σε μία καλά
καθαρισμένη ξύλινη πλάκα ο χαράκτης σχεδιάζει αντίστροφα το θέμα του με μελάνι. Στη
συνέχεια με μαχαίρια και σκαρπέλα (ανάλογα με το πάχος των γραμμών ή επιφανειών που
θέλει να επιτύχει) σκαλίζει και αφαιρεί τα τμήματα που θέλει να μείνουν λευκά. Μετά
μελανώνει, απλώνει δηλαδή με κύλινδρο τα ανάγλυφα τμήματα (αυτά που εξέχουν στην
πλάκα). Τέλος, η πλάκα πιέζεται είτε με το χέρι είτε στο πιεστήριο πάνω σε ειδικό χαρτί
όπου και αποτυπώνεται το σχέδιο. Ανάλογα με τον τρόπο κοπής της ξύλινης πλάκας η
ξυλογραφία διακρίνεται σε ξυλογραφία σε πλάγιο ή όρθιο ξύλο . Το πλάγιο ξύλο είναι πιο
μαλακό και δουλεύεται πιο εύκολα δεν είναι όμως τόσο ανθεκτικό. Η σχετικά περιορισμένη
αντοχή του ξύλου γενικότερα έχει ως αποτέλεσμα τον μικρό αριθμό αντιτύπων.
Χαλκογραφία
Η τεχνική αυτή συναντάται στην Ευρώπη από τα μέσα του 15ου αιώνα. Αντίθετα απ’
ότι συμβαίνει στην ξυλογραφία, στη χαλκογραφία τυπώνεται αυτό που αφαιρείται και για το
λόγο αυτό η τεχνική αυτή κατατάσσεται στην κατηγορία της βαθυτυπίας. Αυτό που ισχύει
γενικά στην τεχνική της χαλκογραφίας είναι ότι το σχέδιο χαράσσεται αρχικά σε πλάκα
χαλκού, έπειτα η πλάκα μελανώνεται και οι αυλακιές που έχουν προκύψει κατά τη χάραξη
κρατούν ποσότητα μελάνης. Αφού η πλάκα σκουπιστεί πιέζεται πάνω σε χαρτί και το μελάνι
που είχε κρατηθεί στις αυλακιές τυπώνεται στο χαρτί.
Λιθογραφία
Είναι η νεότερη μορφή χαρακτικής (από το 1796-98) και ανήκει στην κατηγορία της
επιπεδοτυπίας επειδή το υλικό δεν χαράσσεται και το σχέδιο βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με
την πλάκα. Επινοήθηκε Α. Ζένεφελντερ (Alois Senefelder), στηριζόμενος στο γεγονός ότι το
νερό και οι λιπαρές ουσίες δεν αναμιγνύονται ποτέ.
Αρχικά σαν πρώτη ύλη χρησιμοποιούνταν ασβεστολιθική πλάκα ενώ σταδιακά
προτιμήθηκε ο τσίγκος. Στην πλάκα αυτή ο καλλιτέχνης σχεδιάζει με λιπαρό μολύβι ή μελάνι
το σχέδιο που θέλει. Αφού το σχέδιο στερεωθεί με χημικό τρόπο και οξειδωθεί για πολλές
ώρες, η πλάκα πλένεται και κρατιέται υγρή μ’ ένα σφουγγάρι ενώ το νερό , βάση της
ιδιότητας το υ λίπους να μην το συγκρατεί, δεν στέκεται στα λιπαρά σημεία (δηλαδή στο
σχέδιο). Στα σημεία αυτά στέκεται το μελάνι καθώς περνιέται μέσω κυλίνδρο υ κι έτσι
προκύπτει το σχέδιο όταν η πλάκα μπει στο πιεστήριο.
Τα πρώτα χρόνια από την εμφάνισή της η λιθογραφία
χρησιμοποιήθηκε μόνο για αναπαραγωγές αλλά σιγά - σιγά εξελίχτηκε
σε ανεξάρτητη τέχνη και καλλιεργήθηκε από πολλούς καλλιτέχνες του
19ου αιώνα. Η έγχρωμη λιθογραφία (χρωμολιθογραφία) καθιερώθηκε
σαν είδος τέχνης για πρώτη φορά από τον Ανρί ντε Τουλούζ-Λωτρέκ.
Οξυγραφία
Είναι μέθοδος χαρακτικής, σύμφωνα με την οποία ένα ισχυρό οξύ κόβει τα μη
προστατευμένα μέρη μιας επιφάνειας μετάλλων για να δημιουργήσει ένα σχέδιο στο
[31]
μέταλλο. Μαζί με τη χάραξη είναι η σημαντικότερη τεχνική για τις παλαιές κύριες
τυπωμένες ύλες και παραμένει ευρέως χρησιμοποιημένο σήμερα.
Στην τεχνική της γραμμικής οξυγραφίας χρησιμοποιείται πλάκα από χαλκό, τσίγκο ή
ατσάλι η οποία βάφεται με ειδικό βερνίκι. Ο χαράκτης ξύνει την επιφάνεια της πλάκας με
βελόνες, κάτι που έχει σαν αποτέλεσμα την απομάκρυνση του βερνικιού. Η πλάκα βυθίζεται
στη συνέχεια σε οξύ και οι απογυμνωμένες επιφάνειες που δεν προστατεύονται από το
βερνίκι αντιδρούν με το οξύ και χαράσσονται. Ανάλογα με τις επαναλήψεις και τη διάρκεια
της οξείδωσης, γίνονται και βαθύτερες οι χαράξεις, κάτι που έχει σαν αποτέλεσμα να
τυπώνονται πιο μαύρες. Όταν επιθυμεί ο χαράκτης να σταματήσει την οξείδωση σε κάποια
περιοχή, καλύπτει τα οξειδωμένα σημεία της περιοχής αυτής με βερνίκι. Τελικό στάδιο
προετοιμασίας της πλάκας είναι ο καθαρισμός της από το βερνίκι.
4.5.3 ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΣΤΗ ΔΙΑΚΟΣΜΗΣΗ
Ο άνθρωπος γνώριζε την ύπαρξη των αυτοφυών μετάλλων ήδη από τα προϊστορικά
χρόνια. Όμως η μετάβαση στα ιστορικά χρόνια έγινε όταν κατάλαβε πως μπορούσε να
παράγει πολύ χρήσιμα αντικείμενα δουλεύοντας τα μέταλλα στο καμίνι και στο αμόνι. Έτσι
έκανε την εμφάνισή της η μεταλλοτεχνία ως δραστηριότητα για την παραγωγή όπλων,
οικιακών σκευών και κοσμημάτων. Η εμφάνιση της μεταλλοτεχνίας σήμανε για τον άνθρωπο
το πέρασμα στην εποχή του πολιτισμού.
Την περίοδο του Μινωικού πολιτισμού παρατηρούμε ευχέρεια στην σφυρηλάτηση
αλλά και στην χύτευση όπλων, εργαλείων αλλά και πολλών περίτεχνων κοσμημάτων. Η
χρυσοχοΐα συναγωνίζεται την σύγχρονη σε τελειότητα.
Στην Μυκηναϊκή περίοδο η μεταλλοτεχνία γνώρισε μεγάλη άνθιση. Κυρίαρχο
μέταλλο ήταν ο χαλκός με προσμίξεις κασσιτέρου για βελτιωμένη σκληρότητα. Στους
Μυκηναϊκούς τάφους βρέθηκαν πολλά χρυσά και αργυρά σκεύη και κοσμήματα. Οι τεχνίτες
της εποχής εφαρμόζουν διάφορες τεχνικές όπως έλαση, σφυρηλάτηση, ένθεση και επένδυση
χωρίς πρόβλημα.
Πολλές ανασκαφές τάφων αποκαλύπτουν σκεύη της καθημερινής ζωής από χαλκό
και ασήμι , εγχειρίδια και ξίφη με περίτεχνη διακόσμηση, αλλά κυρίως πληθώρα χρυσών
κοσμημάτων, όπως αυτά που βρέθηκαν στους βασιλικούς τάφους των ταφικών κύκλων Α και
Β της Ακρόπολης των Μυκηνών.
Τα περισσότερα από αυτά τα κοσμήματα είναι σφυρήλατα με εξώγλυφο διάκοσμό,
δουλεμένα περίτεχνα σε χρυσό έλασμα , όπως οι χρυσές βασιλικές μάσκες της πρώιμης
Μυκηναϊκής περιόδου , συχνά όμως συνδυάζουν και άλλες ύλες όπως το ασήμι, το χαλκό, το
σμάλτο και τους ημιπολύτιμους λίθους.
Τα Μυκηναϊκά κοσμήματα που φορούσαν τόσο οι βασιλείς και η άρχουσα τάξη, ήταν
σύμβολα εξουσία, κατασκευασμένα με ποικίλες τεχνικές και πλούσια θεματολογία.
[32]
Διαδήματα και βραχιόλια από λεπτό φύλλο χρυσού , με έκτυπο διάκοσμο από σπειροειδή
μοτίβα και πολύφυλλους ρόδακες. Περόνες χρυσές, ασημένιες ή χάλκινες για το στήθος, με
σφαιρικές κεφαλές από κρύσταλλο ή ελεφαντόδοντο. Βαριές ζώνες από μονοκόμματο χρυσό
έλασμα με έκτυπη γεωμετρική διακόσμηση – συχνά και με επιπρόσθετα ασημένια στοιχείαχρυσοί σφικτήρες για να συγκρατούν τα μαλλιά των γυναικών.
Επίσης χρυσά δαχτυλίδια - σφραγίδες με ελλειψοειδείς σφεντόνες, συχνά
διακοσμημένα με εγχάρακτες παραστάσεις αντίστοιχες των σφραγιδόλιθων, άλλοτε πάλι,
στολισμένα με κοκκιάσεις ή με ένθετο σμάλτο και ημιπολύτιμους λίθους.
Τα Μυκηναϊκά περιδέραια, από τα μέσα του 1500 π. Χ είναι επεξεργασμένα με
περίτμητα χρυσά ελάσματα σε ποικιλία ζωικά και φυτικά σχέδια όπως αχιβάδες, χταπόδια,
ενώ το θεματολόγιο εμπλουτίζεται και από την σχηματική καινοτομία της βολβόσχημης
χάντρας. Ανάμεσα στα χρυσά αυτά στοιχεία των περιδέραιων, οι Μυκηναΐοι χρυσοχόοι
τοποθετούσαν χάντρες από αχάτη, αμέθυστο και κυανό σε διάφορα σχήματα ή και απλά
υαλώματα κατασκευασμένα σε χάντρα πάνω σε λίθινες μήτρες.
Μετά το τέλος του Μυκηναϊκού κόσμου, στα σκοτεινά λεγόμενα χρόνια (11009 0 0.Χ),
π η αργυροχρυσοχοΐα δεν έχει να επιδείξει τον πλούτο και την φαντασία των
προηγούμενων αιώνων. Ο ελλαδικός χώρος και η Ανατολική Μεσόγειος διανύουν μια
περίοδο επιδρομών και φυλετικών ανακατατάξεων, που συγκροτούν νέες εθνοκοινωνικές
ομάδες. Από τη σκοτεινή αυτή εποχή, γνωστή ως γεωμετρική, ελάχιστα κοσμήματα
σώθηκαν.
Όμως η παράδοση που είχε δημιουργηθεί θα επιβιώσει, ανάμικτη με νεότερες
επιδράσεις από τον Βορρά, στα χάλκινα και σιδερένια κυρίως κοσμήματα- τα πολύτιμα
μέταλλα είναι πολύ σπάνια- των πρώτων αιώνων.
Η Βεργίνα είναι μία μικρή πόλη στη βόρεια Ελλάδα, στον νομό Ημαθίας, στην
περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας. Η πόλη έγινε παγκοσμίως διάσημη το έτος 1977, όταν ο
Έλληνας
αρχαιολόγος Μανόλης
Ανδρόνικος ανακάλυψε
ένα
ταφικό
μνημείο
συμπεριλαμβανομένου και του τάφου του βασιλιά Φιλίππου Β΄, πατέρα του Μεγάλου
Αλεξάνδρου. Το 1930 ξεκίνησαν σποραδικές αρχαιολογικές ανασκαφές στην περιοχή της
Μακεδονίας.
Πιθανόν τα έθιμα στη Μακεδονία να επέβαλλαν ώστε οι ισχυροί να θάβονταν με
μεγάλο μέρος των πολύτιμων αντικειμένων που χρησιμοποιούσαν στη ζωή τους. Η ευκολία
στην προμήθεια του χρυσού προφανώς θα ήταν ένας άλλος λόγος. Από ορυχεία του όρους
Παγγαίου, και από τον Γαλλικό ποταμό οι Μακεδόνες προμηθεύονταν το πολύτιμο μέταλλο
για τα κοσμήματά τους. Ίσως πάλι λόγω της έντονης ταξικής διαφοροποίησης στην κοινωνία
[33]
των Μακεδόνων, να ήταν δυνατή η συγκέντρωση μεγάλου πλούτου στα μέλη της
αριστοκρατίας.
Οι ανασκαφές σε 1 2 0σχεδόν τάφους στην ευρύτερη γεωγραφική περιοχή της
Μακεδονίας μας χάρισαν χιλιάδες μεταλλουργικά αντικείμενα και κοσμήματα και
πλούτισαν τις γνώσεις μας για την ζωή στην αρχαία Μακεδονία. Πλούτισαν όμως και τα
μουσεία μας με μία ατέλειωτη σειρά με υπέροχα χρυσά σκεύη (όπως η λάρνακα της
Βεργίνας), κοσμήματα, καθώς επίσης ασημένια, χάλκινα, και επίχρυσα αντικείμενα μεγάλης
αξίας για την ιστορία της Ελλάδας, αλλά και την ιστορία της παγκόσμιας τέχνης.
Χρυσή Λάρνακα και στεφάνι της
Βεργίνας
Στεφάνι από τη Σταυρούπολη
Στεφάνι από την Αμφίπολη
4.5.4 ΤΑ ΑΡΧΑΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΝΟΜΙΣΜΑΤΑ.
Οι σφραγίδες-μήτρες, από τις οποίες φτιάχνονταν τα νομίσματα, ήταν
κατασκευασμένες από ορείχαλκο, σίδηρο ή μπρούντζο. Μια μήτρα μπορούσε να παράγει από
10.000 έως 30.000 νομίσματα. Ειδικοί τεχνίτες χάρασσαν τις μήτρες για την τύπωση των
νομισμάτων.
Η κατασκευή του αρχαίου νομίσματος γινόταν σε ειδικά κρατικά εργαστήρια, τα
νομισματοκοπεία. Οι μεγαλύτερες πόλεις διέθεταν οργανωμένες εγκαταστάσεις. Στην
ανασκαφή της αρχαίας Αγοράς της Αθήνας εντοπίστηκε και νομισματοκοπείο, που
λειτουργο ύσε από τα τέλη το υ 5ου αιώνα έως και τα χρόνια του Αυγούστου (27 π.Χ. – 14
μ.Χ.).
Η τεχνική κατασκευής ξεκινούσε με τον καθαρισμό και με το λιώσιμο του μετάλλου.
Όταν το μέταλλο με τη θέρμανση αποκτούσε υγρή μορφή το έχυναν σε καλο ύπια για να
πάρει κυκλικό σχήμα, ή σχημάτιζαν ράβδους από τις οποίες έκοβαν κυκλικές πλάκες. Οι
κυκλικές αυτές πλάκες μετάλλου, ακόμα και σήμερα, ονομάζονται πέταλα. Η αποτύπωση
των παραστάσεων γινόταν με την τοποθέτηση των πετάλων ανάμεσα σε δυο σφραγίδες[34]
μήτρες. Με την πίεση που προκαλούσε το χτύπημα ενό ς σφυριού στις σφραγίδες οι
παραστάσεις αποτυπωνόταν στο πέταλο. Όταν το «πέταλο» ήταν παχύ, συνήθως
θερμαινόταν πριν να χτυπηθεί. Η τεχνική αυτή κατασκευής νομισμάτων χρησιμοποιήθηκε
έως και το 17ο αιώνα, οπότε γενικεύτηκε η χρήση των μηχανών.
Η διαδικασία του ζυγίσματος για τον ακριβή υπολογισμό του βάρους των
νομισμάτων, όπως αυτό οριζόταν από την κρατική αρχή, ονομαζόταν ταλάντευση. Όσα
νομίσματα ήταν πιο ελαφριά από ότι χρειάζονταν τότε ξαναχύνονταν, ενώ στα βαρύτερα
αφαιρούταν τμήμα τους ώστε να επιτευχθεί το επιθυμητό βάρος. Από την διαδικασία της
ταλάντευσης πήραν, με τον καιρό, τα νομίσματα την ονομασία Τάλαντα και από την
παραφθορά της λέξης προέκυψαν ορισμένες σύγχρονες ονομασίες νομισμάτων όπως τάλιρο,
δολάριο και λύρες.
Ασημένια νομίσματα κυκλοφόρησαν για πρώτη φορά το 5 5 0 π.Χ. στην Ελλάδα και
ειδικότερα στην Αίγινα. Είχαν επάνω τους μια προτομή λιονταριού ή ταύρου ή μια χελώνα.
Τα πιο διαδεδομένα νομίσματα στην αρχαία Ελλάδα ήταν οι «χελώνες, τα «Ιππάρια»
(πουλάρια) από την Κόρινθο και οι «Γλαύκες» (κουκουβάγιες) από την Αθήνα. Στις
Ελληνικές αποικίες κόβονταν τοπικά νομίσματα, όπως στις Συρακούσες, στη Σικελία και
αλλού.
Η πλειονότητα των αρχαίων πόλεων έκοψε αργυρά νομίσματα. Χρυσά νομίσματα
κόπηκαν σε εξαιρετικές περιπτώσεις, ή σε μεγαλύτερο αριθμό από πόλεις που διέθεταν την
πρώτη ύλη. Η χρήση τους γενικεύτηκε με το Φίλιππο Β’ και το γιο του Αλέξανδρο. Χαλκός
χρησιμοποιήθηκε πρώτη φορά τον 4ο αιώνα, κυρίως για τις υποδιαιρέσεις κατώτερης αξίας.
Καθοριστικός παράγοντας για την επιλογή του μετάλλου των νομισμάτων ήταν η ύπαρξη
μεταλλευμάτων σε κάθε περιοχή. Δεν είναι πάντα γνωστό από που προμηθευόταν η κάθε
πόλη μέταλλο για τα νομίσματά της. Η Αθήνα έπαιρνε άργυρο από το κοντινό της Λαύριο.
Τα αρχαία ελληνικά νομίσματα ήταν αποκλειστικά χρηστικά αντικείμενα. Οι Έλληνες
όμως φρόντιζαν πολύ για την τελειότητα της κατασκευής τους και απέδωσαν καλλιτεχνικά
τις παραστάσεις. Κάποιες φορές οι χαράκτες έγραφαν το όνομά τους επάνω στα νομίσματα.
Τα πρώτα νομίσματα κατασκευάστηκαν στη Μ. Ασία από ήλεκτρο, κράμα χρυσού
και αργύρου, στα τέλη του 7ου π.Χ. αιώνα. Το πολύτιμο μέταλλο έδινε την αξία, το μικρό
σχήμα το έκανε εύκολο στη μεταφορά, το σύμβολο της κάθε εκδίδουσας αρχής, που
προστέθηκε αργότερα, έδινε την εγγύηση για το βάρος και την αυθεντικότητά του.
Οι ελληνικές πόλεις διέδωσαν την χρήση του νο μίσματος από την Ισπανία μέχρι τη
Μαύρη Θάλασσα. Χρησιμοποίησαν τα σύμβολά τους, ήρωες, θεούς, ζώα, φυτά κ.λπ., για να
σηματοδοτήσουν τα νομίσματα. Έκοψαν νομίσματα κυρίως σε άργυρο, καθώς αυτό ήταν το
πολύτιμο μέταλλο στο οποίο είχαν ευκολότερη πρόσβαση. Στα τέλη του 5ου και κυρίως τον
4ο π.Χ. αιώνα κυκλοφόρησαν και χάλκινα νομίσματα για τις μικρές καθημερινές
συναλλαγές.
Αθηναϊκή Γλαύκα και η μήτρα της
[35]
5. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΤΟΥ ΧΑΜΕΝΟΥ ΚΕΡΙΟΥ
Ως πρώτο τέχνημα της εργασίας μας αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε ένα μικρό
αντικείμενο εφαρμόζοντας τη μέθοδο του χαμένου κεριού. Μετά από συζήτηση καταλήξαμε
στο ότι το αντικείμενο αυτό θα ήταν προτιμότερο να έχει απλό σχήμα, ώστε να μη χρειαστεί
να σμιλεύσουμε πολλές λεπτομέρειες στην επιφάνεια του κεριού.
Επιλέξαμε να κατασκευάσουμε μια μικρή καμπάνα, ώστε να έχει και κάποια
χρησιμότητα για το σχολείο στο οποίο και θα έμενε. Αντί να πλάσουμε τον πυρήνα της
καμπάνας απευθείας με πηλό, προτιμήσαμε να χρησιμοποιήσουμε ως μοντέλο μια καμπάνα
από φελιζόλ σαν αυτές που χρησιμοποιούνται για στολίδια σε χριστουγεννιάτικα δέντρα.
Προκειμένου να πάρουμε ένα αντίγραφο της
καμπάνας σκεφτήκαμε να την καλύψουμε εξωτερικά με
πλαστελίνη και στη συνέχεια να αφαιρέσουμε την
καμπάνα από φελιζόλ.
Κατόπιν γεμίσαμε το κούφιο εσωτερικό της
πλαστελίνης με πυρόχωμα που είχαμε διαλύσει με νερό.
Προτιμήσαμε το πυρόχωμα αντί για τον πηλό, διότι ο
πηλός που βρίσκαμε στο εμπόριο είτε χρειαζόταν ψήσιμο
είτε δεν άντεχε σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ το
πυρόχωμα είναι και πυρίμκαχο και στεγνώνει σχετικά
εύκολα.
Μόλις στερεοποιήθηκε το πυρόχωμα αφαιρέσαμε
την πλαστελίνη και καρφώσμαε στον πυρήνα της
καμπάνας μας, περιμετρικά, τρία καρφιά για να
εξασφαλιστεί η στήριξη του στο εξωτερικό στρώμα που
θα προσθέταμε αργότερα.
[36]
Στη συνέχεια καλύψαμε την επιφάνεια του πυρήνα με
κερί (μελισσοκέρι) το οποίο λιώναμε σε ένα μπρίκι πάνω σε
καμινέτο και το αλείφαμε σε στρώσεις χρησιμοποιώντας ένα
πινέλο. Τέλος προσθέσαμε τρεις κέρινους αγωγούς οι οποίοι
διευκολύνουν το λιωμένο μέταλλο να φτάνει σε όλα τα
σημεία, αλλά και τις φυσαλλίδες αέρα να απομακρύνονται.
Στο πάνω μέρος προσθέσαμε μία κέρινη λαβή καθώς και ένα
κέρινο κύπελλο το οποίο αποτελεί το στόμιο της χύτευσης
(από εκεί θα ρέει το μέταλλο μέσα στο καλούπι).
Αφού τελειώσαμε με το κερί, φτίαξαμε πάλι λάσπη με το πυρόχωμα ώστε να
καλύψουμε εξωτερικά την καμπάνα και να σηματίσουμε το καλούπι μας για τη χύτευση.
Σκεφτήκαμε να κάνουμε τη λάσπη σχετικά πηχτή ώστε να συγκρατηθεί εύκολα γύρω από
την καμπάνα. Αφήσαμε τηνκαμπάνα μας να στεγνώσει.
Δυστυχώς την επόμενη μέρα διαπιστώσαμε
πως το καλούπι μας είχε δημιουργήσει ρωγμές και
προφανώς ήταν ακατάλληλο για χύτευση.
Υποθέσαμε ότι οι ρωγμές αφείλονταν στο ότι είχαμε
κφτιάξει τη λάσπη αρκετά πηχτή.
Αφαιρέσαμε προσεκτικά το εξωτερικό στρώμα, καθαρίσαμε το κερί και
τοποθετήσαμε εκ νέου τους αγωγούς και το κύπελλο και στη συνέχεια αφού τοποθετήσαμε
το μοντέλο μας σε γυάλινο δοχείο φτιάξαμε καινούρια λάσπη, πιο αραιή αυτή τη φορά και τη
ρίξαμε στο δοχείο.
Παρατηρήσαμε ότι επειδή η λάσπη βρισκόταν μέσα σε δοχείο αργούσε να στεγνώσει,
οπότε ο καθηγητής μας πρότεινε να την βάλουμε στο φούρνο και να την ψήσο υμε στους
100οC περίπου ώστε να στερεοποιηθεί πιο γρήγορα. Δυστυχώς η απόπειρα απέβη
καταστροφική καθόσον η θερμοκρασία χωρίς να είναι ιδιαίτερα υψηλή έλιωσε μαζί και το
κερί πριν προλάβει να στερεοποιηθεί το εξωτερικό στρώμα.
[37]
Αποφασίσαμε, παρά την απογοήτευση που
αισθανθήκαμε, να δοκιμάσουμε από την αρχή.
Επαναλάβαμε λοιπόν όλα τα προηγούμενα στάδια, αλλά
αυτή τη φορά το εξωτερικό στρώμα το φτιάξαμε αφού
προηγουμένως τοποθετήσαμε το μοντέλο μας μέσα σε
ένα κουτί φτιαγμένο από χαρτόνι και επιπλέον στο
πυρόχωμα προσθέσαμε και λίγο τσιμέντο ταχείας
πήξεως, ώστε να στερεοποιηθεί πιο γρήγορα. Η
προσπάθεια αυτή τη φορά στέφθηκε από επιτυχία και το
καλούπι μας ήταν έτοιμο.
Στη συνέχεια τοποθετήσαμε το καλούπι γυρισμένο
ανάποδα αρχικά πάνω από ένα καμινέτο ώστε η φλόγα να
λιώνει το κερί. Διαπιστώσαμε ότι ενώ στην αρχή το κερί
έλιωσε μετά δε γινόταν τίποτε, πιθανό ν γιατί η φλόγα δε
μπορούσε να διεισδύσει πιο μέσα. Επειδή δε διαθέταμε
ηλεκτρικό φούρνο όπως τα επαγγελματικά χυτήρια,
σκεφτήκαμε να τοποθετήσουμε το καλούπι μας πάνω από
αναμένα κάρβουνα. Το τζάκι αποδείχτηκε ιδανικό. Μετά
από κανά δυο ώρες διαπιστώσαμε ότι σταμάτησαν να
βγαίνουν καπνοί από το στόμιο χύτευσης και τους
αγωγούς εξαερισμού, γεγονός που δήλωνε ότι το κερί είχε
λιώσει τελείως.
Απέμενε πλέον η χύτευση του μετάλλου. Πριν την
πραγματοποιήσουμε όλοι μαζί στο σχολείο, ο καθηγητής
μας σκέφτηκε να κάνει μια δοκιμή μόνος του, για να
διαπιστώσει κατά πόσον το εγχείρημα ήταν ασφαλές και
αποτελεσματικό. Δυστυχως διαπίστωσε ότι η θερμοκρασία
που αναπτυσόταν από ξύλα τα οποία έκαιγε μέσα σε ένα
σιδερένιο δοχείο δεν ήταν αρκετή για να λιώσει ούτε καν
φύλλα από αλουμινόχαρτο.
Βλέποντας ότι είχαμε φτάσει σε αδιέξοδο και θα χρειαζόταν κάποια πιο περίτεχνη
ιδιοκατασκευή προκειμένου να πετύχουμε την υψηλή θερμοκρασία τήξης του μετάλλου
(περίπου 600οC για το αλουμίνιο), η οποία επιπλέον θα ενείχε και αρκετά μεγάλο βαθμό
επικινδυνότητας αποφασίσαμε ότι είναι προτιμότερο να αναζητήσουμε κάποιο
επαγγελματικό χυτήριο και να πάμε εκεί το καλούπι μας απλά για να γίνει η χύτευση.
Με την πρώτη απόπειρα αναζήτησης στο διαδίκτυο, για επαγγελματικά χυτήρια στην
περιοχή του Πειραιά, βρεθήκαμε μπροστά σε πέντε εναλλακτικές λύσεις. Ξεκινήσαμε με την
πιο εύκολα προσβάσιμη, που ήταν το χυτήριο του κυρίου Κουκλακάρη Δημήτριου στην οδό
Αιγάλεω και Μεθώνης. Ο καθηγητής μας επισκέφτηκε το χυτήριο και εξήγησε στον
ιδιοκτήτη τι ακριβώς θέλαμε. Εκείνος ενθουσιάστηκε από την ιδέα και μάλιστα προσφέρθηκε
[38]
να μας κάνει τη χύτευση με ορείχαλκο και όχι με αλουμίνιο, γιατί έκρινε ότι ταιριάζει
καλύτερα σε καμπάνα. Επιπλέον προσφέρθηκε να επισκεφθούν οι μαθητές το χυτήριο και να
δουν πώς ακριβώς είναι η όλη διαδικασία. Ζήτησε μόνο να του πάμε το καλούπι προκειμένου
να το ελέγξει αν είναι σωστά φτιαγμένο.
Την επόμενη κιόλας μέρα ο καθηγητής μας πήγε το καλούπι που είχαμε φτιάξει στο
χυτήριο. Μόλις το είδε ο κος Κουκλακάρης τον ενημέρωσε ότι, παρότι είναι φτιαγμένο καλά,
δεν πρόκειται να πετύχει η χύτευση, γιατί έχουμε κάνει το λάθος να χρησιμοποιήσουμε κερί
με πολύ μικρό πάχος τόσο στην ίδια την καμπάνα, όσο και στους αγωγούς εξαερισμού. Μας
εξήγησε πώς για να είναι πετυχημένη η χύτευση το πάχος του μοντέλου και των αγωγών θα
έρεπε να είναι το λιγότερο 5mm, ενώ του στομίου αρκετά μεγαλύτερο, τουλάχιστον 10mm.
Μας πρότεινε λοιπόν να δοκιμάσουμε ξανά από την αρχή φτιάχνοντας μια λίγο μεγαλύτερη
καμπάνα, αλλά για να μην ταλαιπωρηθούμε με το πυρόχωμα μόλις φτιάξουμε το μοντέλο με
το κερί να του το πάμε προκειμένου να μας φτιάξει εκείνος το καλούπι χρησιμοποιώντας αντί
για πυρόχωμα χαλαζιακή άμμο επλουτισμένη με υδρύαλο, η οποία έχει την ιδιότητα να πήζει
αμέσως με έκθεση σε CO2.
Ξεκινήσαμε λοιπόν βρίσκοντας πρώτα μια
μεγαλύτερη καμπάνα από φελιζόλ και αφού την
καλύψαμε όπως και πριν με πλαστελίνη δημιουργήσμε
τον πυρήνα πάλι με πυρόχωμα και τσιμέντο ταχείας
πήξεως.
Κατόπιν την καλύψαμε εξωτερικά με κερί, αυτή τη
φορά όμως χρησιμοποιώντας εύπλαστο κερί γλυπτικής και όχι
λιωμένο μελισσοκέρι, το οποίο προμηθευτήκαμε από
κατάστημα με είδη χειροτεχνίας. Φτιάξαμε πρώτα φύλλα
κεριού περίπου 7mm και στη συνέχεια αφού τα κόβαμε
προσεκτικά τα προσαρμόζαμε στην εξωτερική επιφάνεια της
καμπάνας μέχρι να την καλύψουμε πλήρως. Ακολούθως
φτιάξαμε τέσσερεις σωλήνες εξαερισμού και ένα κέρινο
κύλινδρο που θα χρησίμευε ως στόμιο χύτευσης. Ο
καθηγητής μας το πήγε στο χυτήριο και αυτή τη φορά η
απόπειρα κρίθηκε από τον κύριο Δημήτρη επιτυχής.
[39]
Ο κύριος Κουκλακάρης αφαίρεσε τον πυρήνα
της καμπάνας, τον οποίο είχαμε φτιάξει και
χρησιμοποιώντας χαλαζιακή άμμο έφτιαξε το καλούπι
για τη χύτευση, χωρίζοντάς το σε δύο τμήματα, τον
πυρήνα και το εξωτερικό. Μας το παρέδωσε για να
αφαιρέσουμε το κερί και να του το επιστρέψουμε για
τη χύτευση.
Εξαιτίας του ότι το καλούπι ήταν χωρισμένο σε δύο τμήματα η αφαίρεση του κεριού
ήταν πολύ εύκολη και έγινε απλά τραβώντας το προσεκτικά με το χέρι και ξεκολώντας από
το τοίχωμα του καλουπιού. Χρειάστηκε μόνο λίγο ζέσταμα για να λιώσει το ελάχιστο κερί
που είχε απομείνει μέσα στους αγωγούς εξαερισμού.
Αφού τελειώσαμε με αυτή τη
διαδικασία επισκεφθήκαμε, μια ομάδα
τεσσάρων παιδιών με τον καθηγητή μας,
το χυτήριο προκειμένου να αφήσουμε το
καλούπι για χύτευση. Ο κύριος Δημήτρης
μας εξήγησε τη διαδικασία δημιουργίας
των καλουπιών και της χύτευσης και
ξεκίνησε το καμίνι για να λιώσει
κομμάτια ορείχαλκου, που προέρχονταν
από κατεστραμμένα εξαρτήματα που του
επέστρεφαν οι πελάτες του (διαδικασία
ανκύκλωσης). Μας παρακάλεσε όμως να
μην παρευρεθούμε στη φάση της
χύτευσης για λόγους ασφαλείας, επειδή το
λιωμένο
μέταλλο
βρίσκεται
σε
ο
θερμοκρασία 1200 C και όπως χυτεύεται
στα καλούπια πετάγονται τριγύρω
μικροποσότητες
που
μπορεί
να
τραυματίσουν προκαλώντας εγκαύματα.
[40]
Την επόμενη μέρα η καμπάνα μας ήταν έτοιμη και
ο καθηγητής μας πήγε και την παρέλαβε από το χυτήριο.
Ο κύριος Δημήτρης είχε κόψει ένα μέρος από τους
αγωγούς, αλλά η καμπάνα ήταν εμφανώς μαυρισμένη
εξωτερικά και επιπλέον έπρεπε να αφαιρεθούν τελείως οι
αγωγοί εξαερισμού, να διαμορφωθεί το στόμιο χύτευσης
ώστε να χρησιμεύει για κρέμασμα και να γυαλιστεί το
μέταλλο.
Για να πετύχουμε τα προηγούμενα χρειάστηκε να
χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρικό τροχό και τρυπάνι, τα
οποία χειριζόταν ο καθηγητής μας κι εμείς τον
βοηθούσαμε. Πρώτα κόψαμε τα απομεινάρια των αγωγών
και στη συνέχεια με τροχό λείανσης προσπαθήσαμε να τα
κάνουμε όσο το δυνατόν πιο λεία. Κατόπιν με τροχό
κοπής μετάλλου κόψαμε δύο κομμάτια από το στόμιο και
στη συνέχεια με τον τροχό λείνασης του δώσαμε το
τελικό σχήμα δημιουργώντας ελαφριά καμπυλότητα. Στο
τέλος με το τρυπάνι ανοίξαμε μια τρύπα ώστε να μπορεί η
καμπάνα μας να κρεμαστεί και χρησιμοποιώντας μια
βούρτσα από σμυριδόχαρτο προσπαθήσαμε να
γυαλίσουμε την εξωτερική επιφάνειά της. Το τελικό
αποτέλεσμα φαίνεται στη φωτογραφία.
Ευχαριστούμε θερμά τον κύριο Κουκλακάρη Δημήτρη για την πολύτιμη βοήθεια του!
[41]
6. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΟΞΥΓΡΑΦΙΑΣ ΣΕ ΠΛΑΚΑ ΧΑΛΚΟΥ
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της διερεύνησης που προηγήθηκε για την οξυγραφία
σε πλάκα χαλκού χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί ένα ειδικό βερνίκι που θα την καλύπτει και
νέφτι για να καθαρίζεται μετά τη χάραξη, καθώς και διάλυμα νιτρικού οξέος για τη
διάβρωση της πλάκας.
Εξαιτίας του ότι δεν ήταν εύκολο να προ μηθευτούμε το ειδικό αυτό βερνίκι και
χρησιμοποιώντας τις γνώσεις μας στη χημεία σκεφτήκαμε να δοκιμάσουμε αντί για βερνίκι
να χρησιμοποιήσουμε λιωμένο κερί. Ο πειραματισμός αποδείχτηκε επιτυχής, οπότε
αποφασίσαμε να δουλέψουμε με αυτόν τον τρόπο. Επίσης επειδή δεν είχαμε αρκετή
ποσότητα νιτρικού οξέος ώστε να φτιάξουμε την απαιτούμενη ποσότητα διαλύματος,
αποφασίσαμε να επιδράσουμε με το οξύ αδιάλυτο (τον χειρισμό τον έκανε ο καθηγητής μας
για λόγους ασφαλείας).
Ξεκινήσαμε αγοράζοντας μια
πλάκα χαλκού πάχους 8mm, ώστε να είναι
αρκετά παχιά και να μπορέσουμε να
χαράξουμε και στις δύο πλευρές της. Ως
δοκιμαστική απόπειρα σχεδιάσαμε με
μολύβι πάνω στην πλάκα ένα δελφίνι. Στη
συνέχεια καλύψαμε με λιωμένο κερί τις
περιοχές που θέλαμε να μείνουν λευκές
στο σώμα του δελφινιού καθώς και όλη
την περιοχή έξω από το περίγραμμά του.
Κατόπιν χύσαμε το νιτρικό οξύ
στην περιοχή που οριζόταν από το κερί
και το έιδαμε να παίρνει ένα όμορφο
πράσινο χρώμα. Το χρώμα οφείλεται
στην αντίδραση του νιτρικού οξέος με το
χαλκό και τη μετατροπή του σε νιτρικό
χαλκό.
Ξεπλύναμε
με
νερό
και
προσθέσαμε
νέο
οξύ
για
να
προκαλέσουμε περισσότερη διάβρωση.
Σταματήσαμε μόλις κρίναμε ότι το
βαθούλωμα που προέκυψε από τη
διάβρωση του μετάλλου ήταν αρκετό.
Λιώσαμε το κερί θερμαίνοντας την
πλάκα πάνω από τη φλόγα του καμινέτου
και την καθαρίσαμε πολύ καλά .
[42]
Επαναλάβαμε τη διαδικασία
σχεδιάζοντας ένα δεύτερο δελφίνι με
αντίθετο προσανατολισμό. Στη δεύτερη
απόπειρα οι γραμμές μας βγήκαν πολύ
πιο καθαρές, γιατί μάθαμε να
χειριζόμαστε καλύτερα το κερί. Οι
κουκίδες που φαίνονται μέσα στο σώμα
των δελφινιών οφείλονται σε ελάχιστη
ποσότητα κεριού την οποία δεν
καταφέραμε να αφαιρέσουμε τελείως
πριν επιδράσει το οξύ.
Ικανοποιημένοι από το αποτέλεσμα
συνεχίσαμε αποτυπώνοντας στην πίσω όψη της
πλάκας, σε μέγεθος Α4, ένα σχέδιο που είχε
δημιουργήσει, για την περίσταση, η συμμαθήτριά μας Μουστεράκη Αναστασία. Αυτή
τη φορά καλύψαμε με κερί μόνο τις γραμμές
του σχεδίου και ρίξαμε οξύ σε όλη την
επιφάνεια της πλάκας. Κατ΄αυτόν τον τρόπο το
σχέδιο έμεινε να προεξέχει ψηλότερα από την
επιφάνεια της πλάκας. Το αποτέλεσμα το
βλέπετε στη διπλανή φωτογραφία.
[43]
Τέλος μελανώσαμε την πλάκα απλώνοντας το μελάνι στο εσωτερικό του σχεδίου και
ελάχιστα περιμετρικά του περιγράμματος ….
[44]
και τυπώσαμε …….
[45]
…………..
[46]
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ
Ανούση, Ε., Ράπτης, Η., Ροδοπούλου, Ε. (2012). Εικαστικά Α΄ Γυμνασίου. Αθήνα, ΟΕΔΒ.
Αραμπατζής, Σ. (2012). ΤΟ ΜΕΤΑΛΛΟ. Ανακτήθηκε από
http://www.sakisarampatzis.gr/index.jsp
Cramb, W.A. (n.d.). A Short History of Metals, Department of Materials Science and
Engineering, Carnegie Mellon University. Ανακτήθηκε από
http://neon.mems.cmu.edu/cramb/Processing/history.html
Electrum (2012). In Wikipedia. Ανακτήθηκε από http://en.wikipedia.org/wiki/Electrum
Electrum (alloy) (n.d.). In Britannica Online Encyclopedia. Ανακτήθηκε από
http://www.britannica.com/search?query=electrum
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΧΑΡΑΚΤΙΚΗΣ ΗΛΙΑ Ν. ΚΟΥΒΕΛΗ (2012). Χαλκογραφία. Ανακτήθηκε
από http://www.haraktiki.gr/keimena.php?id=10
EVAGGELIOU LEON (2011). Τεμαχισμένα μεταλλικά γλυπτά. Ανακτήθηκε από
http://www.designwars.gr/art/temahismena-metallika/
Θεοδωρόπουλος, Π., Παπαθεοφάνους, Π., Σιδέρη, Φ. (2011). Χημεία Γ΄ Γυμνασίου. Αθήνα,
ΟΕΔΒ.
ΙΔΡΥΜΑ ΜΕΙΖΟΝΟΣ ΕΛΛΗΝΙΣΜΟΥ (2012). Πρώιμη Χαλκοκρατία – Τέχνες και
τεχνολογία. Ανακτήθηκε από
http://www.fhw.gr/chronos/02/mainland/gr/eh/technology/index.html
Κράμα (2012). Στην Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9A%CF%81%CE%AC%CE%BC%CE%B1
Λιοδάκης, Σ., Γάκης, Δ., Θεοδωρόπουλος, Δ., Θεοδωρόπουλος, Π., Κάλλης, Α. (2011).
Χημεία Β΄ Λυκείου Τεχνολογικής Κατεύθυνσης, Επιλογής. Αθήνα, ΟΕΔΒ.
Los Alamos NATIONAL LABORATORY. PERIODIC TABLE OF ELEMENTS.
Ανακτήθηκε από http://periodic.lanl.gov/index.shtml
Μέταλλα (2012). Στην Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%AD%CF%84%CE%B1%CE%B
B%CE%BB%CE%B1
Μεταλλεία Λαυρίου (2012). Στην Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%BB%CE
%BB%CE%B5%CE%AF%CE%B1_%CE%9B%CE%B1%CF%85%CF%81%CE%
AF%CE%BF%CF%85
Μεταλλοτεχνία (2012). Στην Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B5%CF%84%CE%B1%CE%B
B%CE%BB%CE%BF%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%AF%C
E%B1
ΜΟΥΣΕΙΟ ΚΥΚΛΑΔΙΚΗΣ ΤΕΧΝΗΣ (2012). Αγάλματα – Η τεχνική του «χαμένου κεριού»
(2). Ανακτήθηκε από
http://www.cycladic.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=resource&cresrc=1332&cnode=
55&clang=0
ΜΟΥΣΕΙΟ ΚΥΚΛΑΔΙΚΗΣ ΤΕΧΝΗΣ (2012). Η Πρώιμη Εποχή του Χαλκού στο Αιγαίο.
Ανακτήθηκε από
[47]
http://www.cycladic.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=node&cnode=38&clang=0
Μπαράτση Μπαράκου, Α. (2011). Η Συμβολή των Μετάλλων στην Εξέλιξη του Πολιτισμού.
Αθήνα: Υπ.Π.Δ.Β.Μ.Θ..
Νομισματικό Μουσείο Αθηνών (2012). 3D Virtual reality objects. Ανακτήθηκε από
http://www.nma.gr/3d2.htm
Ορείχαλκος (2012). Στην Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε από
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9F%CF%81%CE%B5%CE%AF%CF%87%CE%
B1%CE%BB%CE%BA%CE%BF%CF%82
ΣΥΛΛΟΓΟΣ ΑΡΓΥΡΟΧΡΥΣΟΧΟΩΝ ΩΡΟΛΟΓΟΠΟΙΩΝ Ν. ΛΑΡΙΣΑΣ (2012). ΤΟ
ΚΟΣΜΗΜΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΑΙΑ ΕΛΛΑΔΑ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ. Ανακτήθηκε από
http://www.saonl.gr/gr/?p=26&page=1
ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ (2004). Πρώιμη εποχή του Σιδήρου (από το 1050 π.Χ. μέχρι τον 7αι. π.Χ.).
Ανακτήθηκε από http://hellas.teipir.gr/Thesis/Pol_Thrace/greek/prehistory/iron.htm
Χάρος, Β. (2012). Η ΧΑΡΑΚΤΙΚΗ ΚΑΙ Η ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ * Η Τέχνη και ο Τεχνίτης.
Ανακτήθηκε από http://www.myriobiblos.gr/seminaria/keimeno_charos.html
Χρυσόμαλλο δέρας (2001). Στο ReoCities. Ανακτήθηκε από
http://reocities.com/Athens/Ithaca/5743/gr/metals_g.htm
[48]
ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ
Στην παρούσα Ερευνητική Εργασία συμμετείχαν οι μαθητές:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Αλεξανδρίδου Αρχοντία
Αποστόλου Θοδωρής
Βεΐζη Κεϊβίσα
Γεωργακόπουλος Γιώργος
Γονιδέλλης Σταύρος
Ζαρκαδούλας Τάσος
Ζέρβας Σωτήρης
Κασκαμπάς Στράτος
Λειβαδάρος Χρήστος
Μαρκομπότσαρη Κατερίνα
Μουστεράκη Αναστασία
Πατρίκαλος Γιάννης
Πονηρού Καλλιόπη
Σπάθαρη Φανή
Σπανού Σοφία
Σταυροπούλου Ελίνα
Στόεβα Έλις
Τσομπάνογλου Νεκταρήλια
Φελλάς Στέφανος
Υπεύθυνος καθηγητής: Χαρισιάδης Σπύρος, Φυσικός, ΜΔΕ.
[49]
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
1
File Size
1 847 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content