Istorija bakra: od drevne metalurgije do moderne industrije

Najraniji bakar: neolitski i halkolitski počeci

Bakar je najraniji metal koji su koristili ljudski preci. Mnogo prije nego što je shvaćeno topljenje, prirodni bakar je sakupljen iz površinskih naslaga, hladno čekićan i zatim žaren vatrom da bi se napravile perle, šila, kuke i mali alat. Arheološki radovi na anatolskim nalazištima kao što su Cayonu i Catalhoyuk pokazuju hladno obrađene i žarene predmete od bakra iz osmog i sedmog milenijuma prije Krista, a egipatske bakrene posude i alati pojavljuju se u zapisima iz oko 4000 godina prije Krista, prije oko šest hiljada godina.

Bronzano doba i uspon legiranja

Odlučujući korak uslijedio je kada su metalci otkrili da dodavanje kalaja u bakar proizvodi bronzu, tvrđu leguru koja se može lijevati u oružje, alate i posude i lako ponovo-topiti. Otprilike 3300. godine prije nove ere, kalajna bronza zamijenila je čisti bakar širom Mesopotamije, Anadolije, Egipta i kasnije Evrope i Kine, a rezultirajuća potražnja za bakrom i kositrom stvorila je neke od prvih puteva za trgovinu metalom na velike udaljenosti. Bronza je također omogućila livenje velikih predmeta kao što su zvona, kipovi i topovi, industrija koja i danas koristi legure bakra.

Bakar u klasičnoj, srednjovjekovnoj i ranoj novovjekovnoj trgovini

Ostrvo Kipar postalo je toliko važan izvor metala da su ga Rimljani nazvali aes Cyprium, metal sa Kipra, fraza koja se skupila u latinski cuprum i dala engleskom reč bakar. Rimski inženjeri su koristili bakar i bronzu za kovanje novca, armature, vodovodne cijevi i krovove, a do srednjeg vijeka kalamin mesing, proizveden zagrijavanjem bakra sa rudom cinka, podržavao je rastuću evropsku industriju mesinga.

Između šesnaestog i ranog devetnaestog veka, topljenje bakra se koncentrisalo oko velikih rudarskih okruga, a dolina Swansea u Velsu postala je svetski centar trgovine, prečišćavajući rudu koja je dopremljena iz mnogih zemalja. Valjaonice, izvlačenje žice i livenje razvili su se zajedno sa topljenjem, uspostavljajući oblike proizvoda koje industrija još uvek kupuje: lim, ploča, šipka, šipka, cijev i žica.

Elektrifikacija i moderna bakarna industrija

Kombinacija vrlo visoke električne provodljivosti i odlične duktilnosti bakra učinila ga je prirodnim provodnikom za električno doba. Elektromagnetna indukcija je demonstrirana 1831. godine, električni telegraf uslijedio je 1830-ih i 1840-ih, prvi uspješni transatlantski telegrafski kabl ušao je u upotrebu 1866. godine, telefon je patentiran 1876. godine, a centralne elektrane su počele sa radom početkom 1880-ih. Svaki od ovih razvoja višestruko je povećao potražnju za vučenom bakarnom žicom i izolovanim kablom koji je nosi.

Komercijalna elektrolitička rafinacija, uspostavljena 1860-ih i 1870-ih, bila je podjednako važna: učinila je bakar čistoće od 99,9 posto ili bolje dostupnim u industrijskom obimu i, po prvi put, omogućila namjernu kontrolu sadržaja kisika. Taj jedini napredak stvorio je modernu porodicu čistog bakra, od bakra-bez kisika za elektroniku do bakra sa visokim korakom za sabirnice i fosfora-deoksidiranog bakra za cijevi, i ostaje osnova današnjih specifikacija.

Vrste bakra i proizvodi koji se danas koriste u industriji

Legure dodatno proširuju porodicu: mesing za mašinske spojeve, bakronikl za cevovode za morsku vodu i cijev kondenzatora i bronza za ležajeve i odlive. Zajedno sa gornjim čistim razredima, oni čine lanac snabdevanja bakrom koji podržava proizvodnju električne energije, građevinarstvo, transport i procesnu industriju.

Često postavljana pitanja

P: Koliko dugo ljudi koriste bakar?
Prirodni bakar obrađuje se otprilike deset hiljada godina, a bakar istopljen iz rude proizvodi se više od sedam hiljada godina, što ga čini prvom tehnologijom metala u ljudskoj istoriji.

P: Zašto se bakar na latinskom zove cuprum?
Rimljani su metal nazvali aes Cyprium, što znači metal Kipra, jer je ostrvo bilo glavni izvor snabdevanja; fraza je skraćena u cuprum, što je na engleskom postalo bakar.

P: Kada je bakar postao moderna industrijska roba?
Elektrifikacija u devetnaestom veku, u kombinaciji sa uvođenjem komercijalne elektrolitičke rafinacije 1860-ih i 1870-ih, pretvorila je bakar u industrijski materijal visoke čistoće i velike zapremine.

P: Koja je razlika između tvrdog smola i bakra bez kisika-?
Bakar tvrdog koraka, kao što je C11000, sadrži malu količinu kiseonika kao bakrov oksid i odgovara sabirnicama i opštoj električnoj upotrebi, dok je C10100 bez kiseonika preciziran gde se mora izbeći krhkost vodonika tokom lemljenja ili zavarivanja.

P: Zašto je bakar ključan za obnovljivu energiju i električni transport?
Procjene objavljene industrije navode da je intenzitet bakra oko tri tone po megavatu za vjetar na kopnu, do oko osam tona po megavatu za vjetar na moru i oko četiri do pet tona po megavatu za solarnu fotonaponsku elektranu, dok električna vozila na baterije koriste oko četiri puta više bakra od automobila s motorom s unutarnjim izgaranjem.

P: Da li je bakar još uvijek preferirani električni provodnik?
Da. Srebro nešto bolje provodi, ali bakar nudi najbolju kombinaciju provodljivosti, duktilnosti, otpornosti na koroziju i cijene, i ostaje standardni provodnik za kabele, motore, transformatore i elektroniku.