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Die Sumerer und Chaldäer

Kupfer wurde erstmals als das erste Nicht-Edelmetall von den Sumerern und Chaldäern in Mesopotamien verwendet, nachdem sie ihre blühenden Städte Sumer und Accad, Ur, al’Ubaid und andere vor etwa 5000 bis 6000 Jahren gegründet hatten. Diese frühen Menschen entwickelten beträchtliche Fertigkeiten in der Herstellung von Kupfer, und von diesen Zentren aus verbreiteten sich die Rudimente der Handwerkskunst zu den Flussbewohnern Ägyptens, wo sie noch Tausende von Jahren blühten, lange nachdem ihre eigene Zivilisation degeneriert war.

Obwohl die sumerischen Kunstformen eher grob waren, waren viele der von ihnen hergestellten Objekte wunderbar lebensecht. In al’Ubaid, in der Nähe von Ur (ca. 2600 v. Chr.), wurden bronzene Töpfe und Rührschüsseln gefunden, ebenso silberne aus der gleichen Zeit, außerdem silbergespritzte Bronzekrüge, Untertassen und Trinkgefäße, die wahrscheinlich für zeremonielle Zwecke verwendet wurden. Noch älter sind einige kupferne Meißel und andere Werkzeuge aus Ur, ebenso kupferne Rasiermesser, Harpunen, Mantelnadeln und andere kleine Gegenstände. Weitaus älter als diese sind einige Kupferpfeile und -köcher sowie prähistorische sumerische Kupferspeerspitzen, die alle den Test der Zeit erfolgreich überstanden haben.

Selbst zu einem so frühen Zeitpunkt nahmen diese Menschen die Praxis an, unter den Fundamenten von Gebäuden eine Aufzeichnung über den Erbauer zu vergraben. Auch kleine Bronze- oder Kupferfiguren wurden dort zur gleichen Zeit vergraben. Eine solche Aufzeichnung, in Form eines 12 Zoll langen Kupfer- oder Bronzepflocks, bezieht sich auf einen König der ersten Dynastie in Ur. Ein noch bemerkenswerteres Exemplar zeigt einen Gott, der einen etwa 15 cm langen Pflock hält; es stammt aus dem Tempel von Ningursu (ca. 2500 v. Chr.).

Ein weiterer Beweis für die Unzerstörbarkeit von Kupfer ist mit einem sumerischen Holzschlitten verbunden, der dazu bestimmt war, auf dem Sand zu laufen; er ist malerisch als „Schlitten der Königin“ bekannt. Dieser Schlitten wurde von zwei Ochsen gezogen, die große Kupferkragen trugen, während die Zügel mit Kupfernieten versehen waren. Ein sumerischer Soldat, der vermutlich neben dieser Equipage marschierte, trug einen Kupferhelm.

Als Beispiel für sumerisches Kupfer sei hier die Büste von Ur-Namma erwähnt (siehe Foto mit freundlicher Genehmigung des Metropolitan Museum of Art). Der Guss der Büste in „arsenhaltigem Kupfer“ war eine beachtliche technologische Leistung zu dieser Zeit und ihr künstlerischer Wert ist bis heute unerreicht.

Die Ägypter

Von den frühesten Dynastien an entwickelte Ägypten einen sehr hohen Grad an Zivilisation, und die Ausbeutung von Metallen – Kupfer, Bronze und Edelmetallen wie Gold und Silber – war ein wesentlicher Teil ihrer Kultur. Die Ägypter machten zunächst erhebliche Verbesserungen gegenüber der mesopotamischen Technik, und dann, offenbar zufrieden damit, dass sie den Gipfel menschlicher Exzellenz erreicht hatten, setzten sie dieselben Praktiken Jahrhundert für Jahrhundert fort, so dass nur durch den Verweis auf den betreffenden König zwischen Artikeln unterschieden werden kann, die sich im Alter um tausend Jahre oder mehr unterscheiden können. Den größten Teil ihres Kupfers bezogen sie aus den Hügeln am Roten Meer.

Die Gräber der Ägypter haben viele Beispiele von Kupferkunsthandwerk hervorgebracht, darunter auch Sanitärrohre aus Kupfer, die heute noch in gutem Zustand sind. Ihr heute noch hervorragender Zustand ist zu einem großen Teil dem trockenen Klima zuzuschreiben, und unser Wissen verdankt sich in hohem Maße ihrer Praxis, in den Gräbern der wichtigen Toten eine komplette Ausrüstung für den Bedarf im Jenseits zu vergraben. So hatten sie Modellsets, die Backhäuser, Gerbereien, Brauereien, Boote zeigten, alle komplett mit geschnitzten menschlichen Figuren aus Holz und Utensilien, die das tatsächliche Leben im alten Ägypten zeigten. Mit diesen wurden die echten Bronze-, Kupfer- und Edelmetallgegenstände begraben, die mit dem Verstorbenen verbunden waren. Trotz enormer Plünderungen durch Grabräuber in allen Epochen ist vieles für die Nachwelt erhalten geblieben.

Der ägyptische Kupferschmied muss ein wichtiger Mann gewesen sein, denn er musste Sägen, Meißel, Messer, Hacken, Wurfmesser, Schalen und Tabletts aus Kupfer oder Bronze für die Handwerker der vielen Berufe herstellen. Es existieren noch sehr brauchbare frühägyptische Bronzesiebe und -kellen; ebenso Zangen, deren Enden teilweise in Form von menschlichen Händen gestaltet waren. Aus Theben sind schön erhaltene bronzene Sichelklingen mit sehr geschäftsmäßigem Wellenschliff überliefert. Die Ägypter besaßen sogar bronzene Modelltaschen, die von Dienern bei wichtigen Beerdigungen getragen wurden.

Homer bezeichnete das Metall als „Chalkos“; die Kupferzeit wird daher auch als Chalkolithikum bezeichnet. Römische Schriften bezeichnen Kupfer als „aes Cyprium“, da ein Großteil des Metalls damals aus Zypern kam.

Die Bronzezeit

Es gibt Hinweise darauf, dass frühe Arbeiter wussten, dass die Zugabe von Mengen an Zinn zu Kupfer eine viel härtere Substanz ergeben würde.

Diese Legierung, Bronze, war die erste, die hergestellt wurde und fand besonders für Schneidewerkzeuge Anklang. Zahlreiche Funde belegen die Verwendung von Kupfer und Bronze für viele Zwecke vor 3000 v. Chr.; Bronze revolutionierte die Lebensweise der Menschen.

Einige der frühesten bekannten Bronzen stammen aus Ausgrabungen in Sumer und sind von beträchtlicher Altertümlichkeit. Die gemeinsame Verhüttung von Kupfer- und Zinnerzen war zunächst entweder zufällig oder das Ergebnis früher Experimente, um herauszufinden, welche Gesteinsarten verhüttet werden konnten. Die Verhüttung von Blei war bereits 3500 v. Chr. bekannt, und Blei, Zinn und Arsen tauchen schon früh als Legierungselemente in verhüttetem Kupfer auf.

Eine Wertschätzung der Qualität von Bronze in Abhängigkeit vom Zinngehalt entwickelte sich erst langsam. Eine einheitliche Zusammensetzung von Bronzen lässt sich bis etwa 2500 v. Chr. in Sumer zurückverfolgen, wobei Bronzen in der Regel 11-14 % Zinn enthalten – ein guter Beweis sowohl für technologische Voraussicht als auch für die Wertschätzung der metallurgischen und gießerischen Eigenschaften. Hinweise auf eine Bronzeproduktion, die bis 2800 v. Chr. zurückreicht, stammen von so weit voneinander entfernten Orten wie Indien, Mesopotamien und Ägypten und lassen einen einzigen Ursprung für die Bronzeverhüttung deutlich weiter zurückliegen.

Der Handel auf dem Land- und Seeweg und die Aufeinanderfolge von Kulturen und Imperien hatten das Wissen um die kupferbasierten Metalle langsam aber sicher in der gesamten Alten Welt verbreitet. Um 1500 v. Chr. hatte es sich über Europa und Nordafrika bis zu den Britischen Inseln und in anderen Richtungen bis nach Indien und China verbreitet. Kupfer, Bronze, Kupfer-Arsen, bleihaltiges Kupfer, bleihaltige Bronze und arsenhaltige Zinnbronze waren zu diesem Zeitpunkt in den meisten Teilen der Alten Welt bekannt.

‚Ötzi‘, der 5000 Jahre alte mumifizierte Mann, der hoch in den Alpen an der italienisch-österreichischen Grenze gefunden wurde, hatte viele Werkzeuge bei sich, darunter eine hervorragende Axt aus arsenhaltigem Kupfer. Das Kupferbeil wurde durch Hämmern gehärtet und war viel härter als die Alternativen aus Stein oder Feuerstein. Es zerbrach nicht beim Aufprall und konnte durch Erhitzen erweicht und wieder gehärtet werden, um seine Schneide zu erhalten. Es scheint, dass er wahrscheinlich selbst ein Kupferschmied war, da sein Haar hohe Konzentrationen von Kupfer und Arsen aufwies, die wahrscheinlich aus keiner anderen Quelle stammen konnten.

Zinkhaltige Legierungen kamen zu dieser Zeit ebenfalls auf, und zwar aus Zypern und Palästina, obwohl man annimmt, dass die Legierung natürlichen Ursprungs war, da das lokale Erz einige schmelzbare Zinkminerale enthielt. Schon vor 1000 v. Chr. wurden Legierungen gegossen, die den modernen Rotgussmetallen ähnlich waren, obwohl die Anteile von Kupfer, Zinn, Zink und Blei nicht genau festgelegt waren. Nach dem Auftauchen von echtem Messing in Ägypten im ersten Jahrhundert v. Chr., möglicherweise aus Palästina, konsolidierten die fleißigen und methodischen Römer schnell das Wissen und die Verwendung von Kupfer, Bronzen, Messing und Rotguss.

Die Glockengießerei entstand in China vor 1000 v. Chr. und mit der Zeit erreichte das chinesische Glockendesign einen hohen Grad an technischer Raffinesse. Die Technologie verbreitete sich schließlich über Asien und Europa bis nach Großbritannien, wo frühe Beweise für die Glockenherstellung durch die Ausgrabung einer Glockenmantelgrube in Winchester auf etwa 1000 n. Chr. datiert wurden.

Im Mittelalter wurden mehrere wichtige Bücher über die Gewinnung, das Schmelzen, den Guss und das Schmieden von Kupfer geschrieben. Darin wurde festgestellt, dass das Gießen und Bearbeiten von Kupfer und seinen Legierungen auf handwerkliche Traditionen und Praktiken zurückgeht, die sich über mehrere tausend Jahre entwickelt hatten. Wie viel davon ursprünglich schriftlich überliefert wurde, ist nicht bekannt, da erst ab dem Mittelalter die schriftliche Überlieferung in der Technik ungebrochen ist. Erst durch die christlich-mönchische und islamische Kulturtradition sind detaillierte Berichte über diese frühen Technologien überliefert. Die Schriften des Mönchs Theophilus aus dem 11. Jahrhundert sowie von Georgius Agricola und Johannes Mathesius aus dem 16. Jahrhundert beschreiben detailliert die metallerzeugenden Technologien ihrer Zeit. Diese hatten sich oft über Jahrhunderte kaum verändert.

Der Ausstoß der bronzezeitlichen Bergwerke war beträchtlich – eine Schätzung auf der Grundlage alter Bergwerkskarten und Untersuchungen prähistorischer Gruben am Mitterberg in den österreichischen Alpen ergab, dass dort während der Bronzezeit etwa 20.000 Tonnen Schwarzkupfer produziert worden waren. Schwarzkupfer war das übliche Produkt der antiken Verhüttung und enthielt etwa 90 % Kupfer. Es wurde als wenige Kilogramm schwere Fladen gehandelt, die später durch „Polieren“ zu reinem Kupfer raffiniert wurden.

Bereits 2750 v. Chr. wurden bedeutende technische Anwendungen für Kupfer gefunden, als es in Abusir in Ägypten für Wasserleitungen verwendet wurde. Kupfer und Bronze wurden von den meisten Mittelmeerzivilisationen der Bronzezeit für die Herstellung von Spiegeln verwendet. Die Auslöschung Karthagos durch die Römer hat die Entwicklungen in Nordafrika zu dieser Zeit verdunkelt. Belege für die beträchtlichen technischen Fähigkeiten der Karthager sind aufgetaucht, einschließlich der frühesten bekannten Verwendung von Zahnrädern, die in Bronze gegossen wurden.

Bronze wurde in vielen Artefakten des römischen Alltags verwendet – Besteck, Nadeln, Schmuck, Gefäße, Ornamente, Münzen, Messer, Rasiermesser, Werkzeuge, Musikinstrumente und Kriegswaffen. Dieses Verwendungsmuster wiederholte sich tendenziell überall dort, wo die Verhüttung von Bronze und Kupfer eingeführt wurde, wenn auch notwendigerweise auf unterschiedlichen Zeitskalen. Die Neue Welt und Afrika hinkten in diesen Entwicklungen um 3000 bis 3500 Jahre hinterher, weil diese Gebiete weit entfernt und isoliert von den Handelsrouten lagen, die die antike Welt lose miteinander verbanden.

Mittelalter und darüber hinaus

Der Druck
Die Erfindung des Buchdrucks im 15. Jahrhundert steigerte die Nachfrage nach Kupfer, da Kupferbleche für die Verwendung als Druckplatten leicht graviert oder geätzt werden konnten.

Eine Kupferplatte, die mit einer dieser beiden Methoden hergestellt wurde, erzeugt einen feineren und empfindlicheren Druck als die zuvor verwendeten Holzstöcke. Bilder dieser Art von Kupferplatten sind vom Text getrennt. Sie müssen in das fertige Buch eingebunden werden, wodurch sie den Namen „Platten“ erhalten. Ab dem späten 16. Jahrhundert wird der Tafelband zur Standardform des illustrierten Buches.

Zu dieser Zeit setzen sich Kupferplatten als bestes Mittel zum Stechen von Karten durch. Die ersten bekannten Karten, die von Kupferplatten gedruckt wurden, sind zwei italienische Ausgaben aus dem Jahr 1472 des Geographen Claudius Ptolemäus. Ab 1801 verwendeten sowohl HM Ordnance Survey als auch die Admiralität Kupferplatten für den Druck von Karten und Seekarten.

Moderne Methoden verwenden zunehmend chemische Ätzungen auf Kupferplatten in der Druckvorstufe, die weniger restriktive und kreativere Designs ermöglichen.

Mehr Informationen zum Kupferplattendruck

Ummantelung
Kupfer hatte weitere wichtige Verwendungszwecke auf See, als Mitte des 18. Damit sollte das Holz in warmen Meeren vor dem Befall durch den Teredo-Schiffsbohrwurm geschützt werden. Es stellte sich heraus, dass es die Rümpfe auch frei von Seepocken und anderem Meeresbewuchs hielt, was den daraus resultierenden starken Widerstand verhinderte, der die Schiffe verlangsamte. Dies ermöglichte es Nelsons Schiffen, viele Monate im Blockadedienst zu verbringen und trotzdem schnell zu sein, wenn die Schlachten begannen. Heute können Kupfer-Nickel-Verkleidungen auf Holz-, Polymer- oder Stahlrümpfe aufgebracht werden, um Schiffen höhere Geschwindigkeiten zu ermöglichen.

Mehr Informationen über Kupferverkleidungen in der Marine

Großbritanniens Produktion
Im frühen 18. Jahrhundert entwickelte sich Swansea zu einem bedeutenden Kupferzentrum und verhüttete bis 1860 etwa 90 % der Weltproduktion. Zunächst bezog Swansea den Großteil seines Erzes aus zahlreichen Minen in Cornwall und Anglesey. Um 1900 war Morwelham am Fluss Tamar der größte Kupferhafen der Welt und Parys Mountain in der Nähe von Amlych in Anglesey war die größte Kupfermine der Welt. Als sich die Industrie entwickelte und andere Quellen im Ausland gefunden wurden, wurden fast alle Erze importiert. Die Verhüttung der Erze verlagerte sich daraufhin näher an die Bezugsquellen.

Der Kupfer- und Zinnbergbau hatte in Cornwall bereits in der frühen Bronzezeit (ca. 2150 v. Chr.) begonnen und die Kupferproduktion erreichte 1856 mit 164.000 Tonnen ihren Höhepunkt. Der Zinnbergbau wurde bis 1998 fortgesetzt. Weder Zinn noch Kupfer werden heute in Cornwall produziert.

Während des 19. Jahrhunderts wurde Birmingham zum Hauptzentrum für die Herstellung von Nichteisenmetallen in Großbritannien, eine Position, die immer noch gehalten wird. Viele wichtige Entwicklungen in der Kupferindustrie gingen von der Gegend um Birmingham aus.

• Im Jahr 1832 patentierte George Muntz ein Verfahren zur Herstellung von Messing, das zu 60 % aus Kupfer und zu 40 % aus Zink besteht. Sehen Sie sich die Spezifikation von Muntz an (Courtesy of Patents Collection of Sheffield Libraries).
• Ein Verfahren zur Anwendung der Elektrolyse bei der Raffination von Rohkupfer wurde 1864 von einem Birminghamer Silberschmied, James Elkington, erfunden und führte 1869 zur Errichtung der ersten derartigen Anlage in Swansea.
• Gegen Ende des 19. Jahrhunderts führte Alexander Dick das grundlegende neue Verfahren des Warmstrangpressens zur Herstellung von Messingstangen aus Knüppeln ein.

Kupfer und Kommunikation

Die bei weitem größte Ausweitung der Verwendung von Kupfer resultierte aus Michael Faradays Entdeckung der elektromagnetischen Induktion im Jahr 1831 und der anschließenden Entwicklung der Elektrotechnik, einschließlich der Erfindung des elektrischen Telegraphen im frühen 19. Jahrhundert, bei dem elektrische Signale über Kupferdraht gesendet wurden. Zum ersten Mal war es möglich, Nachrichten fast sofort über Kontinente und unter Ozeanen hindurch zu übertragen, was weitreichende soziale und wirtschaftliche Auswirkungen hatte.

Der Telegraf revolutionierte die Kommunikation, die zuvor auf Rauchsignale angewiesen war, Pony-Express, Leuchtfeuer, Flaggen-Semaphor, Heliograph (Spiegel) und Taubenpost.

Der erste kommerzielle Telegraphendienst der Welt wurde 1846 von der Electric Telegraph Company in England eingerichtet; diese Firma war der Vorläufer der modernen BT. Diese Erfindung wurde in ihrem Einfluss auf die Gesellschaft mit dem heutigen Internet verglichen. Das elektrische Telegraphensystem überlebte bis 2006 (Western Union, USA) und 2013 (Indien, staatliche Telekommunikation).

Die nächste bedeutende Etappe war die Sprachübertragung (Telefon) über Kupferkabel, die 1876 von dem in Edinburgh geborenen Alexander Graham Bell patentiert wurde.

Ein wichtiges historisches Ereignis fand 1929 statt, als die erste transozeanische Musikübertragung per Telefon von Europa in die USA stattfand.

In den 1980er Jahren kam die Fax-Revolution, gefolgt vom Internet, der Satellitenkommunikation und dem verstärkten Einsatz von Glasfaser. Obwohl die Verwendung von Kupfer durch den verstärkten Einsatz von Glasfasern beeinträchtigt wurde, ist es weit davon entfernt, veraltet zu sein, da es in irgendeiner Form in all diesen modernen Technologien verwendet wird.
Heute verlangt die moderne Gesellschaft, dass Daten zwischen Menschen und Organisationen in Millisekunden übertragen werden. Unterseeische Kupferkabel mit großem Durchmesser übertragen Signale zwischen Kontinenten, während winzige Kupferdrähte Strom und Daten an einzelne Benutzer übertragen. Selbst die drahtlose Kommunikation erfordert Kupferverkabelung in Masten und Relaisstationen.

Von den Anfängen bis in die Neuzeit sind Kupferkabel und -drähte die unbesungenen Helden des Kommunikationszeitalters, das eine sich schnell entwickelnde Industrie ist.

Wer weiß, was die nächsten Jahre bringen werden?

Mehr Informationen zum Telegrafen, zum Telefon und zur mobilen Kommunikation bietet die Courtesy ‚Connected Earth‘ von BT.

Die Geschichte von Messing

Messing wird seit fast ebenso vielen Jahrhunderten hergestellt wie Kupfer, aber erst im letzten Jahrtausend wurde es als technische Legierung geschätzt, die zur Herstellung von Massenprodukten verwendet wird und als eine Legierung, die durch Bearbeiten oder Gießen geformt, durch Prägen, Gravieren und Durchstechen veredelt und durch Löten zu exquisiten Objekten von feinstem künstlerischen Kaliber verbunden werden kann.

Anfänglich war Bronze aus heimischem Kupfer und Zinn leichter herzustellen und eignete sich hervorragend für die Herstellung von Gebrauchsgegenständen. Während Zinn für die Herstellung von Bronze leicht verfügbar war, wurde Messing nur dort verwendet, wo seine goldene Farbe gefragt war. Die Griechen kannten Messing als „oreichalcos“, ein glänzendes und weißes Kupfer.

Einige römische Schriftsteller beziehen sich auf Messing und nennen es „Aurichalum“. Es wurde für die Herstellung von Sesterzen verwendet und war auch bei den Römern beliebt, vor allem für die Herstellung von goldfarbenen Helmen. Sie verwendeten Sorten mit einem Zinkanteil von 11 bis 28 %, um dekorative Farben für alle Arten von Schmuck zu erhalten. Für die kunstvollsten Arbeiten musste das Metall sehr dehnbar sein, und die bevorzugte Zusammensetzung war 18%, fast die des heute noch gefragten 80/20-Vergoldungsmetalls.

Vor dem 18. Jahrhundert konnte Zinkmetall nicht hergestellt werden, da es bei 420oC schmilzt und bei etwa 950oC siedet, also unterhalb der Temperatur, die benötigt wird, um Zinkoxid mit Holzkohle zu reduzieren. In Ermangelung von einheimischem Zink musste man Messing herstellen, indem man gemahlenes Smithsonit-Erz (Kalamin) mit Kupfer mischte und die Mischung in einem Tiegel erhitzte. Die Hitze reichte aus, um das Erz in den metallischen Zustand zu reduzieren, aber das Kupfer nicht zu schmelzen. Der Dampf des Zinks durchdrang das Kupfer, um Messing zu bilden, das dann geschmolzen werden konnte, um eine einheitliche Legierung zu erhalten.

Im Mittelalter gab es noch keine Quelle für reines Zink. Als Swansea in Südwales quasi das Zentrum der weltweiten Kupferindustrie war, wurde Messing aus Kalamin hergestellt, das in den Mendip-Hügeln in Somerset gefunden wurde. Messing war beliebt für Kirchendenkmäler, dünne Platten, die in Steinböden eingelassen und zum Gedenken an die Toten beschriftet wurden. Diese enthielten in der Regel 23-29% Zink, häufig auch geringe Mengen an Blei und Zinn. Gelegentlich wurden einige von ihnen recycelt, indem sie umgedreht und neu geschliffen wurden.

Einer der wichtigsten industriellen Nutzer von Messing war der Wollhandel, von dem der Wohlstand vor der industriellen Revolution abhing. Zu Shakespeares Zeiten hatte eine Firma ein Monopol auf die Herstellung von Messingdraht in England. Dies führte dazu, dass erhebliche Mengen vom europäischen Festland eingeschmuggelt wurden. Später wurde der Stifthandel sehr wichtig, etwa 15-20% Zink waren üblich mit wenig Blei und Zinn, um eine problemlose Kaltbearbeitung auf Maß zu ermöglichen. Wegen seiner einfachen Herstellung, Bearbeitung und Korrosionsbeständigkeit wurde Messing auch die Standardlegierung, aus der alle genauen Instrumente wie Uhren und Navigationshilfen hergestellt wurden.