ओल्या मातीपासून तयार केलेल्या वस्तूला भट्टीत भाजल्यावर कणखरपणा आणि टिकाऊपणा येतो हे माणसाला पाषाणयुगातच समजले होते आणि तो विटा, कौले, गाडगी, मडकी वगैरेंचा वापर करायला लागला होता. त्याने निरनिराळ्या प्रकारच्या आणि आकारांच्या भट्ट्या तयार केल्या. या कुंभारांच्या भट्ट्यांमध्ये दगडमातीवर केलेल्या प्रयोगांमधून तांबे, कथिल, शिसे यासारख्या धातूंचे शोध लागत गेले. कमी तापमानावर वितळणारे धातू कांस्ययुगात सापडले. त्यांचा अधिक अभ्यास आणि प्रयोग करून ते धातू आणि त्यांचे मिश्रधातू तयार करून त्यांना आकार देण्याच्या तंत्रज्ञानाचा विकास होत गेला.

लोखंड हा धातू खनिजांच्या स्वरूपात पृथ्वीवर भरपूर प्रमाणात सापडतो, पण त्यापासून लोखंड तयार करण्याची क्रिया सोपी नाही. सुमारे साडेतीन ते चार हजार वर्षांपूर्वीच्या काही उद्योगशील लोकांनी लोखंडाचे खनिज आणि कोळसा यांना चुनखडीसारख्या आणखी काही पदार्थांसोबत खास प्रकारच्या भट्ट्यांमध्ये खूप जास्त तापमानापर्यंत भाजले आणि त्यातून लोखंड तयार केले. या धातूच्या अद्भुत गुणधर्मांमुळे त्याने इतर धातू आणि कांस्य यांना बाजूला सारून आघाडी मारली. इतिहासातले कांस्ययुग संपून लोहयुग सुरू झाले. पुढील काळातही तांबे, कथिल, शिसे, कांस्य आदी धातूंचा विशिष्ट कामांसाठी उपयोग होत राहिलाच.

लोखंडाचे निरनिराळे प्रकार आहेत आणि त्यांच्या गुणधर्मानुसार त्याचा उपयोग केला जातो. लहान भट्ट्यांमध्ये लोखंड तयार करतांना त्याच्या द्रवणांकापेक्षा (melting point) कमी तापमानावर तप्त लोखंडाचा स्पंजसारखा गोळा तयार होतो. त्याहून अधिक तापमानावर ते वितळते तसेच त्यात कर्ब (कार्बन) मिसळले जाऊन त्याचे कच्चे लोखंड (पिग आयर्न) बनते. प्राचीन काळातल्या काही ठिकाणी पहिल्या आणि काही जागी दुसऱ्या प्रकाराने लोखंड तयार होत होते. या दोघांच्याही गोळ्यांना पुन्हा तापवून ते मऊ झाल्यावर त्यांना ठोकून एकत्र जोडता येते; तसेच गोल किंवा चपटा असा आकार देता येतो. या प्रकाराला रॉट आयर्न (Wrought Iron) म्हणतात. दिल्ली येथील प्रख्यात लोहस्तंभ खास प्रकारच्या रॉट आयर्नचा आहे.

लोखंडाला वितळवून आणि साच्यात ओतून वेगवेगळ्या आकारांच्या ओतीव लोखंडाच्या (Cast Iron) वस्तू तयार करता येतात. या वस्तू कणखर आणि मजबूत असतात, पण त्या काही प्रमाणात ठिसूळ असल्यामुळे त्यांना तडे जाऊ शकतात. लोहामध्ये विशिष्ट प्रमाणात कर्ब आणि इतर काही द्रव्ये मिळवली तर त्यामधून पोलाद तयार होते. हा धातू मजबूत तसाच लवचीकही असतो. पोलादाला तापवून पाण्यात बुडवले तर ते जास्तच कणखर होते. त्याला धार लावता येते आणि ती बोथट न होता टिकून राहते. यामुळे त्यापासून भाले, कट्यार, खंजीर आणि तलवारी यांच्यासारखी शस्त्रे तयार होऊ लागली आणि या पोलादी शस्त्रांमधून सामर्थ्य निर्माण झाले. आदिमानव लहान टोळ्यांमध्ये राहत होते. मानवाच्या हातात घातक शस्त्रे हातात आल्यानंतर मोठी राज्ये-साम्राज्ये तयार झाली, त्यांनी शस्त्रास्त्रांनी सुसज्ज अशी सेनादले बाळगली आणि त्यांच्या जोरावर ते लोक आक्रमणे व युद्धे करायला लागले. पुढे तोफा, बंदुका यासारखी लांब पल्ल्यावर मारा करणारी शस्त्रेही निघाली आणि त्यामुळे जगभरात कमालीची उलथापालथ झाली.   

शस्त्रे आणि अवजारे यांचा विकास नेहमीच हातात हात घालून होत आला आहे. पोलादाचे गुण पाहून त्याचा उपयोग शेती, उद्योग आणि घरातदेखील व्हायला लागला. शेतकामासाठी कुदळ, पहार, कुऱ्हाड यांसारखी, कारखान्यांसाठी हातोडे, घण, करवती वगैरे, यंत्रे आणि वाहने यांच्यासाठी चक्रे आणि घरातल्या उपयोगासाठी सुरी, कात्री, दाभण, तवा, झारा अशी अनेक अवजारे तयार होत गेली. लोहारकाम हा एक महत्त्वाचा उद्योग सुरू झाला. लोखंड आणि पोलादाच्या शोधानंतर अशा प्रकारे माणसाच्या जीवनाला आणि इतिहासाला कलाटणी मिळाली. या सगळ्या गोष्टींची सुरुवात सुमारे अडीच तीन हजार वर्षांपूर्वी झाली.  

त्यानंतर लोखंड तयार करण्याच्या विद्येत अनेक सुधारणा होत गेल्या. चांगल्या दर्जाचे खनिज वापरणे, भट्ट्यांचा आकार वाढवणे, त्यामध्ये जाळण्यासाठी चांगल्या ज्वलनशील लाकडांपासून केलेला कोळसा तयार करणे, आगीची आंच वाढवण्यासाठी भात्याने हवा पुरवत राहणे यांसारखे प्रयत्न होत राहिले. साध्या कोळशाशिवाय दगडी कोळशाचाही उपयोग सुरू झाला. त्यामधून लोखंडाचे उत्पादन वाढत गेले. लोखंडामध्ये इतर धातू मिसळून निरनिराळ्या यंत्रांना किंवा शस्त्रांना उपयुक्त असे विशिष्ट गुणधर्म असलेले किंवा कमी गंजणारे अनेक प्रकारचे मिश्रधातू तयार होत गेले, त्यांना पत्रे, सळ्या किंवा नळ्या अशासारखे आकार देऊन आणि त्यांचा उपयोग करून नवी शस्त्रास्त्रे तसेच यंत्रे आणि उपयोगाची साधने तयार होत गेली .

धातुविद्येमध्ये सुमारे तीनशे वर्षांपूर्वीच्या काळापर्यंत झालेल्या प्रगतीचा थोडक्यात आढावा या लेखात घेतला आहे. त्यानंतर म्हणजे वाफेच्या इंजिनाच्या शोधापासून सुरू झालेल्या यंत्रयुगामध्ये खाणीमधून खनिजे काढणे, त्यापासून निरनिराळे धातू निर्माण करणे, नवनवे नवीन धातू शोधून काढणे आणि या सर्वांपासून उपयोगाच्या वस्तू तयार करणे या सर्वच बाबतीत झपाट्याने वाढ झाली. विज्ञान आणि तंत्रज्ञान क्षेत्रात पुढील काळात झालेल्या प्रगतीची चर्चा करताना त्याची माहिती येईल.

- आनंद घारे

[email protected]

 

विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमध्ये फार मोठे योगदान असणाऱ्या धातुविद्येच्या इतिहासाविषयी माहिती घेऊ आनंद घारे यांच्या खालील लेखात

धातूविद्येचा इतिहास - भाग १