Человек любил украшать себя и свое жилище исстари. В каменном веке для изготовления различных украшений служили такие материалы, как камень, дерево, кость, глина, раковины. Но уже тогда человек собирал и использовал природные самоцветные камни: горный хрусталь, сердолик, сапфиры, рубины и др.
Знакомство наших предков с металлами произошло несколько тысячелетий назад. Многие металлы встречаются в природе в виде крупных самородков. В некоторых случаях они имеют достаточно большие размеры. Так, в Северной Америке в прошлом веке нашли сросток медных самородков, вес которого превышал 400 т. Известны и крупные самородки золота (о них будет сказано ниже) и таких металлов, как олово, свинец и некоторые другие.
Все эти металлы применялись для изготовления украшений. В отличие от камней металлы легко деформируются, принимают любые формы; в отличие от глины – долговечны. А медь и золото, кроме того, красиво окрашены.
В Древнем мире наиболее широко применяли медь и впоследствии бронзу – сплав меди с оловом. Об этом говорят многочисленные ювелирные изделия, найденные в раскопках. В наиболее древних захоронениях кольца, подвески, браслеты выполнены из меди. По мере развития техники изменяются и способы изготовления украшений. Если кольца, браслеты в самых ранних захоронениях сделаны непосредственно из самородков и носят следы грубой пластической деформации, то в дальнейшем человек научился их отливать. Древнейшая известная историкам отливка – медный топор – насчитывает шесть тысячелетий.
Литье – один из основных технологических способов получения изделий любой формы и размеров. Кроме того, в процессе плавки можно получать сплавы, т. е. металлы определенного состава. Период развития человечества, который называют медным веком, сменился веком бронзовым.
Чистая медь – пластичный мягкий металл. Она хорошо обрабатывается холодной пластической деформацией. Однако изделия из чистой меди также легко деформируются, покрываются окисной пленкой, царапинами, тем самым теряя свою привлекательность как украшения.
Сплав медь – олово (бронза) имеет ряд явных преимуществ. У него более высокие твердость и прочность, он меньше окисляется. Он прекрасно полируется, и зеркальная полировка сохраняется дольше.
Химический состав бронз различен. Наиболее старые бронзы содержали 1–1,5 % олова. Бронзовые предметы более позднего происхождения содержат уже от 4–5 до 15–16 % олова. Благодаря своим великолепным литейным свойствам бронза нашла широкое применение как самый распространенный сплав. Предметы из бронзы встречаются в раскопках повсеместно: в Европе, Африке, Азии, Америке.
В зависимости от назначения изделия и условий эксплуатации применяли сплавы разного состава. Так, для изготовления оружия применяли бронзу с 13–16 % олова. Эти сплавы имеют высокое сопротивление износу. Кроме того, у бронзы красивый цвет: с 8 % олова – красновато-желтый; с 10 % – оранжево-желтый; с 14 % олова – желтый. Поэтому она, а в дальнейшем латунь – сплав меди с цинком – использовались для имитации золота.
Примерно пять тысячелетий бронзу используют как наиболее удобный литейный сплав для создания художественных изделий (статуй, барельефов, перил, капителей колонн, орнаментов, люстр и др.). Бронза обладает высокой жидкотекучестью, невысокой усадкой, имеет невысокую температуру плавления, выдерживает разные виды обработки (ковку, чеканку, резание, гравировку), хорошо сопротивляется изнашиванию и истиранию.
Однако красивый натуральный цвет бронзы со временем изменяется. Естественное агрессивное влияние окружающей среды в течение столетий создает на ее поверхности плотную корочку продуктов химического воздействия, так называемую патину разных цветов – от светло-голубого и зеленого до коричневого и даже черного. Чаще всего благородная патина имеет малахитово-зеленые и зеленовато-голубые оттенки. Патина образуется в основном окислами (оксидами) и углекислотными солями металлов, входящих в бронзу. В промышленных городах сернистые соединения придают патине черный цвет.
