Et kort rids af
kobberlegeringernes
historie
Et kort rids af kobberlegeringernes historie
Inden for arkæologien omtaler man normalt alle kobberlegeringer som "bronze". Det er dog en meget unuanceret opfattelse, idet der findes en række forskellige kobberlegeringer, som har vidt forskellige egenskaber. Brugen af ordet "bronze" svarer til hvis man ved ethvert fund af dyreknogler blot konstaterede at der var tale om en gris.
I Heimdal-arkæometri's databaser findes ca. 15.000 analyser af europæiske bronzegenstande fra det ca. 5000 år lange tidsrum fra bronzealder til nutid. På denne baggrund er det muligt i store træk at følge udviklingen i anvendelsen af forskellige typer legeringer.
Der er dog væsentlige "huller" i materialet såvel tidsmæssigt som geografisk. Et af disse er anvendelsen af kobberlegeringer i Danmark i perioden fra germanertid til middelalder. på europæisk plan kan udviklingen fra jernalderen og frem forenklet beskrives således:
Det første kobber, som blev anvendt, var naturlige forekomster af metallisk kobber. Det er blevet skønnet, at kobber er mindst 100 gange mere almindeligt som gedigent metal, i klumper store nok til praktisk anvendelse, end noget andet metal. Kobber af denne type var meget rent, således viser analyser ofte omkring 99,8 % kobber. Det er dog ikke, med sikkerhed, muligt at afgøre hvorvidt genstande er fremstillet af gedigent kobber eller af kobber udvundet fra rene malme. Kun hvis indholdet af forureninger, som f. eks. arsen, er højt, kan man sige at kobberet må være udvundet af kobbermalm.
Fra slutningen af det 4. årtusinde f. Kr. begynder arsen at forekomme almindeligt i kobber. Det har været meget diskuteret, hvorvidt tilstedeværelsen af arsen er udtryk for en bevidst legering af kobberen med henblik på at opnå bedre egenskaber, eller om der er tale om et mere eller mindre tilfældigt resultat af anvendelsen af bestemte malmtyper og udvindingsprocesser. Arsen forekommer i mange kobbermalme, og der kan forekomme arsen i kobber uden at der er tale om en bevidst tilsætning. Dette gælder f. eks. kobberet fra Los Millares og Almizaraque i Spanien. Arsenholdig malm i kombination med en primitiv udvindingsteknologi, fik her næsten hele malmens arsenindhold til at gå over i kobberen. Dette skyldtes primært, at udvindingen forgik ved så lav en temperatur, at arsenet ikke fordampede, men trængte ind i metallet.
Hvad enten arsenholdige kobberlegeringer har været noget man bevidst tilstræbte at producere, eller det blot har været produktet af kobberudvindingen i visse områder, er der ingen tvivl om at man bevidst udnyttede den hårdhedsøgning, som arsenindholdet gav. Dette kan tydeligst ses ved at betragte arsenindholdet i forskellige typer genstande fra samme område. Således viser daggertblade fra Spanien et arsenindhold, som generelt er over 4, medens andre genstande ligger under 4. Helt tilsvarende resultater har man fået ved undersøgelse af genstande fra Italien. Her fandtes også, at daggertblade og syle generelt havde arsenindhold større end 1 %, medens den overvejende del af andre genstande havde mindre indhold.
Foruden forbedringen af de mekaniske egenskaber kan arsen også have en anden effekt på kobber, nemlig at gøre farven hvidere. Dette er den væsentligste årsag til senere brug af arsenbronzer. Fra romertid forekommer arsenbronze således ofte i opskriftsamlinger fra alkymister og andre, som ønskede at imitere guld eller sølv. å I Leyden Papyrus, som er en kortfattet opskriftsamling for håndværkere skrevet i 3. århundrede, står der om at gøre kobber hvidt:
Tag noget kypriotisk kobber, smelt det, tilsæt en mina dekomponeret sandarak, to drakmer af sandarak med farve som jern.
Sandarak er arsensulfid, og dekomponeret sandarak er sandsynligvis arsenoxid (arsenik) fremstillet ved opvarmning af arsensulfid i luft, som det beskrives af Albert Magnus' i : The Book of Minerals, hvor også fremstillingen af arsenbronze beskrives detaljeret :
arsenicum (realgar ? , As2S2 ) skifter, når det
bliver glødet, fra rødt til sort, men hvis det bliver sublimeret i en aludel
(en tildækket beholder med en lang hals), som vi ofte har sagt bliver
det igen så hvidt som sne (oxideret til arsenoxid As 2O 3) og hvis
sådan calcinering og sublimation gentages et antal gange bliver det ekstremt
hvidt og skarpt (?). Og på grund af denne skarphed.... hvis tilsat under
smeltningen af kobber, trænger ind i det og ændrer det til skinnende hvidt. Men
hvis kobberet står længe på ilden, fordamper arsenicum og kobberet returnerer
til sin oprindelige farve.
Allerede fra begyndelsen af 3. årtusinde f. Kr. begynder tinbronze at forekomme i Troja, Ur, Syrien/Palæstina og Ægypten. I løbet af de næste 2000 år forsvinder arsenbronzen langsomt, og erstattes alle steder af tinbronze. Ved slutningen af 2. årtusinde f. Kr. var tinbronze blevet næsten enerådende, efter at have eksisteret side om side med arsenbronze i over 1000 år. Herefter forekommer arsenbronze kun i sjældne tilfælde. Det er dog tydeligt at overgangen ikke er brat, men at der i løbet af det sidste årtusinde f. Kr. sker en gradvis formindskning af arsenindholdet, og at arsen først helt forsvinder omkring Kristi fødsel . Dette kan eventuelt tolkes som en gradvis fortynding (og afdampning) ved genopsmeltning og sammenblanding med ny bronze. Sammensætningen af tinbronzen er forbavsende ensartet over hele Europa, når man tænker over de lange handelsveje, der må have været for tin.
I forhold til kobber og andre metaller
har tin en meget begrænset udbredelse. De fleste steder har det derfor været
nødvendigt at importere tin eller cassiterit (SnO2), som er den væsentligste
tinmalm. Nogle af de bedst kendte forekomster findes i det sydvestlige England
(Cornwall) og Irland. Det er muligt, at det er disse områder der kendes som
"Casseritiderne", og som leverede tin til det klassiske Grækenland, og til
Romerriget under Julius Cæsar. I 1. århundrede overtager Spanien dog rollen som
hovedleverandør af tin til Romerriget.
De fra bronzealderen anvendte tinbronzer suppleres i 1. årh f. Kr. af en ny legering bestående af kobber og zink (messing). De første messinger er antageligt fremstillet af zink, som ved et tilfælde kan dannes i ovne der anvendes til udvinding af sølv. Der er i begyndelsen tale om et eksklusivt materiale, som primært anvendes til mønter. I 1. årh. e. Kr. bliver messing mere udbredt til mindre genstande som lamper, fibulaer og militært seletøjsbeslag. Mønter bliver nu i forholdsvis ringe udstrækning fremstillet af messing. Fra 2. århundrede får såvel messing som tinbronze en svindene betydning, og en væsentlig del af de kobberlegeringer, som anvendes i Romerriget er såkaldte rødgodser (legeringer indeholdende både tin, zink og bly). Der er her tale om nogenlunde veldefinerede legeringstyper. En omstændighed, der må skyldes at nyproduktionen af metal i denne periode var så stor, at den helt overskyggede den genopsmeltning og dermed opblanding der forgik.
Efter det vestromerske riges fald foregik der tilsyneladende kun spredt udvinding af metal i mindre omfang. Grænserne mellem de enkelte legeringstyper udviskes, hvad der må bero på en omfattende genopsmeltning, og dermed sammenblanding, af romersk materiale. Det skal dog understreges, at analysematerialet fra denne periode er forholdsvist sparsomt. I det byzantinske rige fortsættes de romerske traditioner med anvendelse af rødgods og messing dog stadig.
I 800-årene begyndte der under de Karolingiske herskere igen at komme gang i metalproduktionen i Vesteuropa. Sandsynligvis genoptages produktionen af messing i området omkring Aachen i denne periode, og egentlige messinger bliver relativt almindelig igen. Fra Hedeby kendes således et antal stangformede barrer, som alle bestå r af rene kobber-zink legeringer. Tilsyneladende anvendes der ikke i Hedeby legeringer indeholdende tin. Anderledes forholder det sig i England, hvor tinbronzer og tin-zink blandingslegeringer er mere almindelige, sandsynligvis fordi Cornwall er et af de væsentligste tinproducerende områder i Europa.
I middelalderen dominerer igen rimeligt veldefinerede rødgods-typer sammen med messing. Tinbronzer bruges især til klokker, men også tillegeret med bly til andre støbte genstande. Omkring 1500 begynder egentlige tinbronzer påny at forekomme mere udbredt, og messingerne ændrer i nogen grad karakter idet metallisk zink nu indføres fra fjernøsten af de hollandske og engelske handelskompagnier. Før denne tid er alle zinkholdige legeringer blevet fremstillet ved reduktion af zinkmalm i digler sammen med kobberspåner.