Предлагаемый методический материал предназначен для занятий обучающихся, избравших в условиях профильного обучения гуманитарное направление. Материал может служить основой для разработки занятий, самостоятельных работ интегративного характера, основанных на актуализации межпредметных и внутрипредметных связей. Также материал вполне может быть использован на уроках химии в базовых классах в соответствующих темах, а также для подготовки докладов, сообщений обучающихся.
МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ТЕМУ: «О MEДИ И БРОНЗЕ»
Металлы – химические элементы, образующие в свободном состоянии
простые вещества с металлической химической связью. В основе структуры
металлов лежит кристаллическая решетка из положительно заряженных ионов,
погруженных в плотный «газ» подвижных электронов. Такое строение и
обусловливает важнейшие физические свойства металлов: пластичность,
электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, прочность,
которые широко используются как в народном хозяйстве, так и в искусстве.
Смена эпох у разных народов, в разных точках земного шара происходила
неравномерно, и их хронологические рамки могут быть названы лишь
приблизительно.
Историками установлено, что в период Древнего царства в Египте (2960–
2270 гг. до н. э.), в эпоху постройки египетских пирамид, ремесленники
применяли исключительно медные инструменты (каменный инвентарь делали из
гранита и долерита). Некоторые из них отличались поразительной твердостью.
Это позволило египтологам предположить, что уже в 3м тысячелетии до н. э.
египтяне владели секретами закаливания меди.
Ученым удалось расшифровать письменные источники периода Нового
царства (1550–1090 гг. до н. э.), из которых стало известно, что на важнейшей
государственной службе Древнего Египта – строительстве гробниц фараона в
Дель эль Медине – среди представителей разных профессий были и медники.
В то время не знали совмещения профессий, например, живописец никогда
не выполнял работы скульптора. Труд художников оценивался так же, как труд
любого ремесленника: эстетическая ценность созданного при этом в расчет не
принималась. Профессиональное разделение осуществлялось не по уровню
мастерства или творчества (привратник получал столько же, сколько и лекарь), а
по материалу и характеру применяемых инструментов. Труд медника в период
Древнего царства был весьма уважаем, хотя и менее престижен, чем работа
мастера по золоту или дереву. Однако с течением времени к тяжелой профессии
медника и ее обладателям стали относиться с меньшим почтением, а в период
Нового царства – и с откровенным презрением. Конкретным проявлением
изменившегося положения стал перевод медников в низшее сословие,
называемое «люди». Исключенные из ранга мастеров медники подчинялись
«хранителям». Роль последних состояла в следующем: для каждого
изготовленного медного орудия делалась гиря, точно соответствовавшая его
массе. Инструменты со специальным «доверенным» отправлялись на
строительство, а гиря сохранялась в особой кладовой. Когда орудие
изнашивалось, с помощью гири определяли процент потери меди. Хранитель
выдавал меднику недостающее количество металла, и инструмент шел вперековку. Современным историкам известна даже норма выработки медника: в
течение рабочего дня он должен был обработать 3 кг металла. Орудия,
прошедшие многократную перековку и отслужившие несколько сроков,
хранились в строжайшем порядке с пометкой «старая медь».
Таким образом, во 2м тысячелетии до н. э. медники занимались в основном
переплавкой и перековкой инструментов из меди, которая благодаря
механической обработке приобретала высокую твердость, «близкую к ...
некоторым сортам стали». Это дает основание заключить, что древнеегипетские
химики обладали знаниями, которые были бы небезынтересны сегодняшним
ученым. Поистине история Египта – одна из самых таинственных страниц
развития мировой цивилизации.
Медь шла не только на изготовление инструментов. Египетское войско
того времени было вооружено копьями с наконечниками из меди. Из нее же
делались ювелирные изделия.
Исследователи полагают, что в Древнем Египте в период Нового царства в
ходу было более 10 тыс. тонн меди, что соответствует годовому объему добычи
металла в 1800 году во всем мире.
Распространение в передовых культурных центрах металлургии бронзы
началось с конца 4го тысячелетия до н. э. Древнейшие бронзовые изделия
найдены на территории Месопотамии, Турции, Ирана. В конце 3го тысячелетия
до н. э. бронза появляется в Индии, во 2м тысячелетии до н. э. – в Китае и
Европе. В Америке бронзовый век охватывает период с VI по X вв. н. э. Здесь
ведущие металлургические центры располагались на территории современных
Перу и Боливии.
Наряду с изготовлением орудий труда и изделий культового назначения уже
в глубокой древности из бронзы начали отливать скульптуру. Первая бронзовая
скульптура появилась в 3м тысячелетии до н. э. в Месопотамии, затем
литейным искусством овладели в Египте и Китае. Для получения металлической
отливки специальную форму изнутри покрывали слоем воска и заполняли
глиной. Затем расплав бронзы вытапливал воск, занимая его место.
В V–IV вв. до н. э. в Греции появилась сохранившаяся до сих пор техника
отливки с «потерей восковой формы». Согласно этому способу окончательная
моделировка статуи ведется по воску, который затем покрывается огнеупорным
материалом. Бронзовое изображение получается идеально точным, но можно
получить лишь одну отливку, ведь восковая модель утрачивается безвозвратно.
Этот классический способ создания литой скульптуры заслуживает того,
чтобы познакомиться с ним поближе. Поэтому обратимся к классикам и
воспользуемся описанием порядка работ, оставленным нам Джордже Вазари
(1511–1574 гг.) – флорентийским искусствоведом, живописцем и архитектором,
автором «Жизнеописаний наиболее знаменитых живописцев, ваятелей и зодчих»:«Хорошие мастера, намереваясь отлить из металла большие фигуры, вначале
обычно делают статую из глины такой же величины, какую хотят отлить из
металла, и доводят ее в глине до того совершенства, какого только могут
достигнуть». Затем по частям делается гипсовая форма. Из полученных полых
кусков собирают модель. Смесь мягкой глины, навоза и пакли накручивают на
железный прут, получая мягкую сердцевину, которую тщательно обжигают для
удаления влаги. По гипсовой форме отливают модель из желтого воска. Куски
восковой модели монтируют на обожженной глиняной сердцевине, тщательно их
подгоняют и соединяют, неровности воска сглаживают, удаляют натеки. Всю
фигуру покрывают мокрой золой, замешивают тонкую смесь глины с паклей и
навозом и из нее поверх воска делают тончайшую оболочку. Когда первый слой
высохнет, покрывают снова и снова, «пока не нарастет корка толщиной с
полпяди». Далее тщательно скрепляют железный каркас сердцевины с глиняной
оболочкой, и все обжигают до полного удаления воска. Чтобы убедиться в том,
что ничего не осталось, воск даже взвешивали. «...И следует знать, что в
удалении этого воска и состоит мастерство и сноровка художника!» Затем
форму зарывают близ горна, где будет плавиться бронза. По итальянскому
обычаю, для статуй брали сплав, состоящий из двух третей меди и одной трети
латуни.
Именно этим методом были отлиты статуи великих древнегреческих
скульпторов IV–V вв. до н. э. Мирона, Лисиппа, Поликлета и других, а много
позже им пользовались европейские, в том числе российские, мастера.
Появление же его в древнегреческом искусстве не случайно: творения
скульпторов особенно ценились в Элладе. Греки любили скульптуру и украшали
ею свои города. В Родосе – столице небольшого острова – насчитывалось
более 30 статуй из бронзы и мрамора. Не меньшее число скульптур было в
Афинах, «...а больше того – в Олимпии и Дельфах, и без числа – в Коринфе, и
все они были прекраснейшими и ценности необычайной».
В России литье достигло весьма высокого уровня развития в XVI столетии.
В 1586 году русский литейщик Андрей Чохов отлил знаменитую Царьпушку, а в
ХVII веке наступил подлинный расцвет колокольного дела. В 1655 году
пушечным и колокольным мастером Александром Григорьевым был отлит
большой успенский колокол – «редкость, превосходящая силы человеческие». К
русским мастерам обращались и иностранные заказчики: колокол
Вестминстерского аббатства в Лондоне был изготовлен в России.
О секретах состава бронз, обеспечивающих «малиновый звон», написано
немало. Известно, что в лучших колокольных бронзах содержится то 5 до 25 %
олова (при избытке последнего сплав становится слишком хрупким) и не более 1
% свинца и мышьяка. При плавлении кусков бронзы происходит окисление
олова до оловянной кислоты за счет кислорода воздуха. Для восстановленияолова добавляют фосфор. Содержание в сплаве до 2 % последнего повышает
прочность без снижения пластичности и вязкости. Избыток фосфора делает
бронзу хрупкой.
Особые акустические свойства бронзы связывают с содержанием в ее
структуре твердого интерметаллида Cu31Sn8. К числу акустически вредных
примесей исследователи относят алюминий, мышьяк, магний, висмут, цинк,
железо, серу.
Одной из вершин русского литейного искусства явилось создание
скульптором Э. М. Фальконе статуи Петра I, впоследствии получившей название
«Медный всадник». Сложность работы состояла в огромных размерах фигуры,
ее очень сложной конфигурации, а также в том, что толщина статуи в передней
части меньше, чем в задней, поскольку скульптура имеет всего три точки опоры.
Отливка была произведена 24 августа 1774 года. Изза трещины в литейной
форме возник пожар. Струя металла подожгла мусор на полу в мастерской.
Дело спас возглавивший работы мастер Емельян Михайлович Хайлов. Однако
верхняя часть фигуры была испорчена. Для новых подготовительных работ
потребовалось время, и недостающая часть статуи была выполнена лишь в июле
1777 года. В следующем году работа была завершена, и статую водрузили на
железные пирроны, закрепленные в гранит на глубину одного метра.
XX век подарил человечеству бронзовые скульптуры П. Трубецкого, А.
Майоля, О. Родена...