Werkstoffe und Metalle als Schrittmacher menschlicher Entwicklung
Die Beherrschung von Werkstoffen war für die Entwicklung der Menschheit so wichtig, dass bestimmte Zeitabschnitte nach den vorherrschenden Werkstoffen benannt werden (Steinzeit, Kupferzeit, Bronzezeit, Eisenzeit). Insbesondere die Herstellung von Werkzeugen aus Metallen hat den technologischen Fortschritt rasend beschleunigt und der Spezies Mensch nie dagewesene Möglichkeiten (und Verantwortung!!!) beschert.
Eine genaue Zeitangabe der einzelnen Epochen kann nur regional gegeben werden, da der Beginn der Verarbeitung je nach geographischer Lage zum Teil sehr unterschiedlich ist. Die im obigen Zeitstrahl angegebenen Zeitabschnitte entsprechen der Entwicklung in Mitteleuropa.
Anfänglich konnten nur Metalle verarbeitet werden, welche in gediegener (also metallischer) Form in der Natur vorliegen, z. B. Gold. Erst später wurden Verhüttungstechniken entwickelt, mit denen man das Metall aus den chemischen Verbindungen des Erzes herauslösen kann.
Kupferzeit (ca. 4000 v. Chr. bis 2000 v. Chr.)
Da Kupfer ziemlich weich ist, kann es nur begrenzt zur Herstellung von Werkzeugen verwendet werden. Es wurde jedoch häufig als Material zur Schmuckherstellung genutzt.
Bronzezeit (ca. 2000 v. Chr. bis 1000 v. Chr.)
Durch die Entdeckung von Bronze (Legierung aus Kupfer und Zinn) konnten Werkzeuge und Waffen mit einer höheren Härte und in großer Stückzahl hergestellt werden.
Die Herstellung von Bronze wurde erst durch eine Verbesserung der Verhüttungstechniken möglich.
Eisenzeit (ca. 1000 v. Chr. bis 400 v. Chr.)
Weitere Verbesserung der Verhüttung erlaubte die Gewinnung von Eisen aus Erzen wie Magnetit und Hämatit. Seit den Anfängen der Eisenverarbeitung bis heute hat sich vor allem das Wissen über die möglichen Legierungen von Eisen mit anderen Elementen sehr vergrößert.
Die Eisenzeit wird bis ca. 400 v. Chr. gerechnet, aber die Optimierung von eisenhaltigen Legierungen ist auch heute noch nicht abgeschlossen. Seit über 2000 Jahren wurden immer bessere Methoden entwickelt Eisen zu schmelzen, zu legieren und zu verarbeiten.
Neuzeit
Im 19. Jahrhundert gelang es Leichtmetalle (Aluminium, Magnesium und Titan) aus ihrer in der Natur vorkommenden oxidierten Form als Metalle herzustellen. Dies führte zu neuen Anwendungsmöglichkeiten, für die Eisenlegierungen eine zu hohe Dichte besitzen.
Heutzutage werden je nach Anwendung spezielle Metalle oder Legierungen verwendet. So werden Titanlegierungen als Implantate für medizinische Zwecke verwendet, da Titan vom Körper gut vertragen wird. Mountainbikes werden häufig aus Aluminium hergestellt, da es verhältnismäßig günstig ist, aber trotzdem leicht und stabil. Auch die Luftfahrt und die Automobilbranche setzt viel Aluminium ein.
Auch Kupfer wird sehr viel verwendet, jedoch nicht als Konstruktionsmaterial, sondern in Form von elektrischen Leitern in Kabeln und auf Platinen.
