Eine metallographische Untersuchung für eine bronzenes Handrohr: Was sind Lunker? Was sind Gaseinschlüsse? Wie lassen sie sich unterscheiden? Wie entstehen sie? Was ist ein dendritisches Gefüge? Und was bedeutet das für die mechanischen Eigenschaften? Im Video gibt es die Antworten auf diese Fragen…
In diesem Video dokumentiere ich wie eine in der Werkstatt entstandene Handbüchse untersucht wird. Es handelt sich dabei um die Rekonstruktion der Handbüchse oder des Handrohrs von Borgholm, einer sehr frühen, kleinen Handbüchse die in Schweden gefunden wurde. Die Büchse wurde experimentell gegossen und wird nun auf mögliche Gussfehler untersucht. Außerdem werden ein paar Grundbegriffe der Metallographie geklärt.
Zunächst lege ich einen Schnitt durch die komplette Büchse,um festzustellen wie gut – oder schlecht – der Guss ist. Sehen wir viele Einschlüsse oder wenige? Kam es zu über mäßiger Reaktion mit der Formwand?Hat das Schmelzen geklappt? Hat die Schmelze zu viel Gas aufgenommen? Dies sind nur ein paar grundlegende Fragen, die jeden Gießer interessieren. Die metallographische Untersuchung kann viele dieser Fragen beantworten.
Die Probe wird zunächst mit geschliffen, danach mit 3 µm Diammantsuspension poliert. Angeätzt wird mit alkoholischer Eisenchloridlösung. Dadurch wird das Kristallgefüge sichtbar gemacht und kann dann unter dem Mikroskop interpretiert werden.
Dieses Video steht im Zusammenhang einer größeren Fragestellung zur Entwicklung des Gießereiwesens in Europa ab dem frühen Mittelalter. Der Büchsenguss steht in engem Zusammenhang mit Innovationen im Gießereiwesen, da er ab dem späten Mittelalter wichtige Impulse beisteuert. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Gießerei nun aufgrund der mechanischen Anforderungen an die Geschütze gezwungen wurde ihre Verfahren zu verbessern.
Slag samples of a medieval (12th century) copper smelting furnace. Top left: #21, XPL. Under crossed polarisers the zinc sulphide can be seen as tiny dendrites within the glassy matrix. The other phases are willemite (wlm) and copper (Cu), which is usually asso ciated with the (Zn,Fe,Cu)S phase, an accompanying phase of copper matte at the Huneberg, from which it probably segregates upon solidification. Free iron oxides are seen as dark and much larger dendrites. Top right: Another section of #21, under plain polarised light. It shows the abundant spinels, the iron oxides and copper inclusions. Most notably it shows the free baryte (brt) inclusion in the slag matrix. Bottom left: #22, shows more free baryte (brt), together with a lead antimony matte. The long needles are a mixed iron and zinc oxides and are believed to be franklinite (frk?). #104, is rather more affected by corrosion than the other two samples. It shows mainly spinel (sp), free iron oxides and some willemite (wlm). Spinels are in the same order of magnitude than in the other samples.
Dieser umgangssprachliche Begriff wird von einigen Kollegen in den archäometrischen Disziplinen verwendet, wenn es um die Analyse und Interpretation von meist metallurgischen Schlacken geht. Aber, warum werden Schlacken überhaupt untersucht und was genau sind Schlacken eigentlich?
Was sind Schlacken und woraus bestehen sie?
Gemeinhin werden Schlacken als diejenigen Neben- und Beiprodukte der Metallurgie bezeichnet, die aufgrund ihrer vermeintlichen Wertlosigkeit am Produktionsort verbleiben. Metallurgische Schlacke ist in der Regel aus fünf Einzelbestandteilen zusammengesetzt: Continue reading
Medieval Copper Smelting in the Harz Mountains, Germany (= Montanregion Harz, Bd 10 [Hg. Christoph Bartels, Karl Heinrich Kaufhold und Rainer Slotta]), Bochum (Veröffentlichungen aus dem Deutschen Bergbau-Museum Bochum Nr 191), 2012, ISBN 13: 978-3-937203-63-8
395 Seiten, englisch, farbig, Appendix zur mikroskopischen Identifizierung (Auflichtpolarisationsmikoskopie) von Schlackenphasen, Metallphasen und Erzmineralien, sowie deren Analysen mittels REM-EDX, EMS-WDX und RFA zur pauschalchemischen Charakterisierung.
44,- Euro
Mittelalterliches Kupfer aus dem Harz
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung eines hochmittelalterlichen Hüttenplatzes im Harz, unweit des UNESCO Welterbes Rammelsberg und Goslar. Es ist mit über 1000 m2 Fläche die bis dato unfangreichste montanhistorische Ausgrabung im Harz. Es handelt sich um einen Hüttenplatz an dem das polymetallische Rammelsbergerz auf Kupfer, Blei und Silber verhüttet wurde. Der Platz kann als typisches Beispiel für einen hochmittelalterlichen Schmelzplatz im Harz angesehen werden. Besonderer Wert wurde auf eine interdisziplinäre Herangehensweise gelegt und dabei historische, archäologische, naturwissenschaftliche Quellen herangezogen.
[tab: Deutsches Abstract]
Kurzzusammenfassung
Der Rammelsberg im Harz gehört zu den größten Metalllagerstätten weltweit und wurde für mindestens ein Jahrtausend kontinuierlich genutzt. Bis heute sind die die genauen Prozesse der Metallherstellung aus Rammelsberger Erzen nur unzureichend verstanden. Die vorliegende Arbeit hat die archäometallurgische Auswertung der bisher umfangreichsten Grabung zum Montanwesen des Hochmittelalters im Harz. Es wurden mehr als 1000 m2 archäologisch untersucht. Der Fundplatz Huneberg kann als einer für den Harz typischen Schmelzplatz des ausgehenden 12. Jahrhunderts betrachtet werden.
In der historischen Literatur wurde der Rammelsberg im 20. Jahrhundert als Silberberg verklärt, wohin neuere montanhistorische Studien nahelegen dass der Rammelsberg im hohen Mittelalter als Kupferlieferant anzusehen sei, da der Silbergehalt der Erze zu gering sei. Moderne lagerstättenkundliche Untersuchen klassifizieren den Rammelsberg als Blei-Zink Lagerstätte. Vor diesem Hintergrund wurde eine archäometallurgische Untersuchungen der Verhüttungsrelikte durchgeführt um zur Beantwortung der Fragen nach der Natur der hergestellten Metalle und deren Herstellungsprozessen bei zu tragen. Die naturwissenschaftliche Untersuchungen von Schlacken, metallurgischem Stein, Erzen, Ofenlehmen und metallischen Resten bilden die Basis für einen Einblick in die komplexen Herstellungsprozesse mittelalterlicher Hüttenleute. Die Rekonstruktion der Hüttentechnologie wurde mit den Quellen so bedeutender Zeitzeugen wie Theophilus Presbyter oder Albertus Magnus verglichen. Die Rekonstruktion geht von einem mehrstufigen Prozess der Anreicherung von Kupfer und Blei in zwei parallel laufenden Prozessen aus. In den drei Öfen des Hunebergs liefen demnach unterschiedliche Prozesse ab, die sich grob folgendermaßen darstellen. Im größten Ofen fand das Rohschmelzen statt, bei dem das nicht zu klaubende Rammelsberg Erz in eine kupferreiche und eine bleireiche Charge separiert wurde. Diese beiden Char- gen wurden jeweils für sich in je einem weiteren Ofen zu metallischem Blei und Kupfer verarbeitet. Das Blei kann als Werkblei charakterisiert werden, wurde aber nicht vor Ort abgetrieben. Eine direkte Silberproduktion fand am Fundplatz nicht statt.
Am Fundplatz wurden rund 1.6 t Schlacke gefunden, was eine Berechnung der Gesamtkupferproduktion von 600 kg erlaubt. Es ist davon auszugehen, dass das Blei in einem ähnlichen Umfang produziert wurde. Dieses würde wiederum bedeuten, dass im Blei etwa 1.4 kg Silber vorhanden waren.
