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Von der
Urzeit zur Antike |
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Bronze Um ca 3000 v. Chr erkannte man in
Indien, Mesopotamien und Griechenland die Vorteile des Legierens mit Zinn,
wobei die härtere Bronze erhalten wurde. Die Bronze bot neben ihrer
Härte gegenüber reinem Kupfer den Vorteil gießbar
zu sein; geschmolzenes Kupfer löst nämlich große Mengen
Sauerstoff und wird spröde. Bronze tut das nicht, und ist daher mittels Formguß rasch in großen Mengen zu
verarbeiten, während Kupfer durch Hämmern und Ziehen in die
gewünschte Form getrieben werden mußte.
Das Bronzezeitalter war angebrochen. In den
großen Hochkulturen wurde dann Metall zu Gebrauchsgegenständen wie
Krügen und vor allem Töpfen verarbeitet, wodurch es vor allem
möglich wurde, durch Bakterien und Viren versuechtes
Wasser durch Abkochen trinkbar zu machen. Insbesondere Cholera und andere
Durchfallerkrankungen können so vermieden werden. Dies wird durch die
leicht baktericiden und fungiciden
Eigenschaften der Metalle noch begünstigt. Steingut Doch nicht nur
metallenes Geschirr wurde durch das Feuer erschlossen, durch Brennen von Lehm
konnten auch Baustoffe und Gefäße aus Steingut hergestellt werden.
Im Gegensatz zu ungebranntem Tongut widersteht Steingut auch kochendem
Wasser. Die Gefäße aus Steingut oder Metall waren wesentlich wiederstandsfähiger und steriler als die bis dahin
verwendeten Tierhäute, was die Lagerung von Nahrungsmitteln wesentlich
verbesserte. Gebrannter Ton
wurde aber wegen seiner breiten Verfügbarkeit in erster Linie als
Baumaterial verwendet, im Zweistromland wurden schon 1000vC gewaltige
Bauwerke mit bis zu 60m Höhe aus Tonziegeln errichtet. Bis in die
jüngste Zeit waren Tonziegel aus Kostengründen
konkurrenzfähig, beispielsweise sind die ersten großen
Eisenbahnbrücken in Deutschland um 1850 aus Tonziegeln gemauert worden: ca 240m lang, 40m hoch, Sachsen. Glas Diese Kulturen
fanden später noch das Geheimnis der Glasherstellung. Glas wird seit
4000 Jahren durch Schmelzen von Sand mit Pottasche gewonnen, auch heute ist
seine Herstellung nahezu unverändert und nur die Methoden verfeinert.
Nicht nur die Herstellung erfordert Temperaturen von über 1200°C,
auch das Vorprodukt, die Pottasche, ist ein direktes Produkt des Feuers.
"Pottasche" - K2CO3 wurde früher aus Holzasche durch Auskochen
mit Wasser und Eindampfen der Lösung gewonnen. Die Entdeckung
von Steingut, Metall und Glas und der waren Zufall: Ein heißes
Lagerfeuer schmolz den Sand, seine stark karbonathaltige Asche verband sich
mit dem geschmolzenen Sand zur flüssigem Glas. Die Verarbeitung ist von
Glas ist wesentlich komplizierter als die der (Weich-) Metalle, die auch im
kalten Zustand durch Schlagen, Ziehen und Hämmern erfolgen kann. Dementspechend war der Gebrauch von Glas nur in
Hochkulturen möglich. Anfänglich war Glas lediglich ein
Luxusartikel mit höherem Wert als Gold, für die Allgemeinheit nicht
verfügbar. |
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Eisen Die um 4000 v.
Chr. gefundenen Eisenvorkommen waren zweifellos metoritischen
Ursprungs.(1) Später gefundene Stücke, aus der Reduktion
von Eisenerz mit Tierkohle, waren nicht gegossen, da ohne irgendeine Art von
Gebläse die zum Schmelzen notwendigen Temperaturen nicht erreicht werden
konnten. Statt dessen mußte
das schwammartige Material, das bei der Niedertemperaturreduktion anfiel,
durch ausdauerndes Hämmern in die gewünschte Form gebracht werden. Wahrscheinlich
wurden Eisenschmelzen erstmalig im dritten Jahrtausend vor Christus von den
Hethitern in Kleinasien erzeugt, doch wurde der Wert des Verfahrens damals
wohl so hoch eingeschätzt, daß es wie
ein Geheimnis gehütet wurde. Es ist wohl dem Fall des Hethitischen
Reiches um ca 1200 v. Chr. zuzuschreiben, daß sich dieses Wissen ausbreiten konnte(2) Bei der
Reduktion von Fe im (Hoch-)Ofen reagiert der Kohlenstoff zunächst zu
Kohlendioxid, welches sich seinserseits mit
überschüssigem Kohlenstoff zu zu
Kohlenmonoxid umsetzt. Dieses leistet dann die Reduktionsarbeit. Das
Reineisen nimmt aber in der Rotglutzone wieder Kohlenstoff auf, schmilzt in
der Weißglutzone und fließt als Roheisen mit 3-5% Kohlenstoff ab (3). 1) Noch
gegen Ende des 17Jh war man der Überzeugung, daß
Kometen im Dunstkreis der Erde entstünden. Als im Jahr 1792 der Physiker
Ernst Friedrich Chladni in Wittenberg bekanntgab,
seine Beobachtungen und Untersuchungen hätten zweifelsfrei festgestellt,
daß die Kometen aus dem Weltraum und nicht
der Erde entstammten, wurde diese Lehre von den Gelehrten als unsittlich und Chlandni selbst von den Gläubigen als Ketzer
erklärt. Der
Genfer Professor de Luc erklärte sogar, besgter
Chladni sei einer der großen Verführer, die die Ordnung der Welt
leugneten und die Schuld trügen an allem Bösen auf der Erde. 2) Erst
im 18. Jahrhundert n, Chr. wurde durch Ersatz der Kohle durch Koks das
Verfahren wesentlich verändert und die industrielle Massenproduktion
ermöglicht. 1773 entwickelte der Brite Abraham Darby
angesichts der Holzknappheit (das zur Herstellung von Holzkohle verwendet
wurde) ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoff (Koks) aus Kohle. Mit
diesem beschickte er seinen Hochofen (anstatt mit Holzkohle) bei Coalbrookdale in Shropshire,
England. Dies hatte eine enorme Verbilligung und Verbreitung des Eisens zur
Folge, nun konnten Kessel für Dampfmaschienen,
Schienen, Räder, Kähne, Brücken und Träger für
Gebäude aus Eisen hergestellt werden. Die Eisenbrücke, die 1779 in
der Nähe des sich in der Folge entwickelnden Ortes über den Fluß Severn geschlagen
wurde steht noch heute als Denkmal und erinnert an die Entdeckung des
Prozesses, der die industrielle Revolution eröffnete. Heute (1998)
wurden 800 Millionen Tonnen Stahl und Eisen produziert. Hieran kann die
Wichtigkeit der Wahl des korrekten Brennstoffs erkannt werden. 3)
Wilhelm Bunsen aus Göttingen, mit 27 Jahren Professor an der
polytechnischen Schule in Kassel, machte sich gegen 1840 beim Anblick der
gewaltigen Gichtgasflammen, die aus den Hochöfen austraten, Gedanken
über Wirkungsweise und Effizienz der Hochöfen. Im Auftrag der
Kurhessischen Regierung untersuchte er mit einer neuen Methode der Gasanalyse
das Gichtgas und stellte fest, das es fast aus reinem CO bestand. Dieses
stellt eine ungeheure Energiequelle dar, Bunsen leitete sie als
Gebläsewind von unten wieder in den Ofen ein. So machte er den Ofenbau
von einer Sache der Erfahrung zu einer Angelegenheit der Erkenntnis. |