Бронза состав: Бронза — состав, свойства, применение бронзы и сплавов

alexxlab | 15.03.1981 | 0 | Разное

Содержание

Алюминевая бронза

Новости

02.04.2018

Алюминиевая бронза – это сплав меди, в котором алюминий – основной легирующий элемент. Содержание алюминия в таких сплавах 5 – 10 %. Изделия из бронз  БрА5БрА7, БрАМЦ9-2, БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4 имеют соломенно-желтый цвет с красноватым оттенком. По сравнению с другими бронзами алюминиевые обладают более высокой твердостью и коррозионной стойкостью. Сплавы БрА5, БрА7, БрАМЦ9-2, БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4 слабо окисляются при высоких температурах.  Алюминиевая бронза активно применяется в:

  • оборудовании, работающем в морских условиях;
  • оборудовании, работающем в коррозионной среде;
  • водоснабжении;
  • нефтяной и химической промышленность;
  • строительстве – изготовление декоративных элементов конструкций.

Также возможно применение бронз при изготовлении деталей двигателей внутреннего сгорания, так как они обладают слабой реакцией на воздействие сернистых соединений, слабо поддаются коррозии в атмосферных условиях.

Химический состав сплавом алюминиевых бронз регламентируется в Российской Федерации ГОСТом 18175-78. Соответствие химического состава сплава международным стандартам предусмотрено в ISO 428.    

Марка сплаваХимический состав сплава,%
по ГОСТ 18175-78по ISO 428Основные элементыПримеси
АлюминийЖелезоНикельМарганецЦинкМышьякМедь
БрА5CuAl54,0-6,5 0,5  max.0,8  max.0,5  max.0,5  max.0,4 max.остальное1,6
БрА7CuAl87,0-9,0 0,5  max.0,8 max.0,5  max.0,5  max. – остальное1,6
CuAl8Fe36,5-8,51,5-3,51,0 max. .0,8 max.0,5  max.остальное 
БрАМц9-2CuAl9Mn28,0-10,0 1,5 max.0,8 max.1,5 – 3,0 0,5  max.–  остальное1,7
БрАЖ9-4CuAl10Fe38,5-11,0 2,0-4,01,0  max.2,0  max.0,5 max.–  остальное1,7
БрАЖМц10-3-1,59-112,0-4,01,2 остальное0,75
БрАЖН10-4-4CuAl10Fe5Ni58,5-11,5 2,0-6,04,0- 6,0 2,0 max.0,5 max.–  остальное0,8

Один из видов цветного металлопроката, который может быть изготовлен из данного вида бронз – прутки бронзовые ГОСТ 1628-78.  Из алюминиевых бронз производят представленные ниже виды  цветного металлопроката.

Марка алюминиевой бронзы Особенности сплава Виды изготавливаемого металлопроката
полосалентатрубапрутокпроволокапоковка
БрА5стойкость к истиранию, жаропрочность, коррозионная стойкость++++++
БрА7 стойкость к истиранию, жаропрочность, коррозионная стойкость++++++
БрАМц9-2обладает высоким сопротивлением при знакопеременной нагрузке+++++
БрАЖ9-4имеет высокие механические свойства и хорошие антифрикционные свойства+++
БрАЖМц10-3-1,5обладает высокой прочностью при повышенных температурах, отличная коррозионная, кавитационная, эрозионая стойкость++++
БрАЖН10-4-4обладает высокой прочностью при повышенных температурах, отличная коррозионная, кавитационная, эрозионая стойкость+++

 

 

Производственный отдел

Производство в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9001:2008

 

 

Белая бронза | Технология и механизм покрытия медь-олово

 

Содержание:

 

1. Что такое бронза?

2. Общие сведения о гальванических белых бронзах.

3. Осаждение бронзы из простого электролита без добавок.

4. Цианидный электролит белого бронзирования.

5. Нецианидный электролит белого двухкомпонентного бронзирования.

6. Особенности гальванических белых бронз с цинком.

 

1. Что такое бронза?

Бронза является сплавом меди и олова. Металлургические бронзы кроме этого обычно содержат еще несколько легирующих добавок. Гальванические же бронзы практически всегда двух- или трехкомпонентны, причем в качестве третьего компонента часто выступает цинк.

Сегодня покрытия бронзами ограниченно применяются в промышленности, по сравнению с оловом, цинком или никелем. Во многом здесь сказался исторический фактор, т.к. ранее никель был дефицитным и его замена белой бронзой была экономически оправдана, несмотря на то, что само по себе бронзирование сложнее, чем никелирование.  Сегодня ситуация поменялась – никель и олово равнодоступны для предприятий и находятся примерно в одной ценовой категории. Но, все же, гальванические бронзы обладают рядом уникальных свойств, из-за которых они имеют право на жизнь.

Сами по себе гальванические бронзы делятся на белые (Sn 40-50%) и желтые (Sn 10-20%). В данной статье речь пойдет о процессе осаждения белой бронзы.

2. Общие сведения о гальванических белых бронзах.

Гальванические белые бронзы далее разделяются на два основных подвида:

  • Двухкомпонентные (медь-олово). Классическим считается состав с 40% олова, хотя эта цифра может колебаться в пределах 35-50%;
  • Трехкомпонентные (медь-олово-цинк). Состав с 7% цинка называется Триаллоем.

 

Покрытия белыми бронзами имеют ряд общих свойств:

  • Любые белые бронзы устойчивы к коррозии в обычной воздушной атмосфере.
  • При нагревании до 300о С на воздухе они окисляются.

 


Рисунок 1 – Результат термического окисления белой бронзы на алюминиевом контакте с подслоем никель-фосфор. Нагревание выполнено путем приваривания контакта к алюминиевой шине.

 

  • Пористость покрытий белыми бронзами меньше, чем у никеля на аналогичных толщинах.
  • Белые бронзы имеют высокий коэффициент отражения света и могут применяться в рефлекторах.
  • В серосодержащих промышленных атмосферах белые бронзы обладают гораздо более стабильным переходным сопротивлением, чем серебро, что определяет главную область их применения – защита электроконтактов.
  • Электроосажденная белая бронза является катодом к латуни в морской воде, поэтому она не должна иметь пор и повреждений, доходящих до основы.

 
Существует и ряд отличий между двух- и трехкомпонентной белой бронзой:

 

  • При отсутствии цинка белая бронза ближе по цвету к олову, с цинком – ближе к никелю. Цинкосодержащие бронзы имеют яркие блестящие поверхности даже при концентрации олова значительно ниже 20% масс.
  • Цинксодержащие бронзы по совокупности параметров осаждаются на 40% быстрее, чем соответствующие двойные сплавы.
  • Цинкосодержащие бронзы менее пористы, чем свободные от цинка.
  • Бинарная бронза с высоким содержанием олова тверже по сравнению с тройными сплавами, что делает их предпочтительным выбором, если требуется устойчивость к царапинам, износу и эрозии.

 

Цинксодержащие белые бронзы нашли применение при покрытии высокочастотных электроконтактов (рисунок 2). 

 


 

 Рисунок 2 – Примеры высокочастотных электроконтактов с покрытием белой бронзой.

 

  • Потенциал двухкомпонентной бронзы более катодный по отношению к латуни, чем трехкомпонентной.
  • Сопротивление анодной поляризации у двухкомпонентной бронзы выше, чем у трехкомпонентного сплава.
  • У двухкомпонентной бронзы коррозия идет локально, у трехкомпонентной – равномерно и однородно.
  • В морской среде коррозионная стойкость двухкомпонентной бронзы выше, чем трехкомпонентной.
        
    Диаграмма теплового равновесия бронз (рисунок 3) имеет сложный характер.

 

 


 

Рисунок 3 Диаграмма теплового равновесия бронз.

Имеется целый ряд возможных фаз, которые не обязательно являются равновесными, стабильными при комнатной температуре. Большое количество неравновесных и интерметаллических фаз существует вплоть до 50% олова.

Само по себе гальваническое осаждение бронзы также является неравновесным процессом, что еще более усложняет дело. Т.е в электроосажденном сплаве могут присутствовать фазы, которые обычно не стабильны при комнатной температуре.


Ранние рентгеноструктурные исследования Бехарда и позднее Рауба и Соттера подтвердили, что фазы в электроосажденных бронзах существуют в более широком диапазоне составов, чем те, которые можно найти в металлургических бронзах.

Принципиальным моментом в кинетике осаждения классической белой бронзы является высокая разность стандартных потенциалов меди и олова. Еще более трудным случаем является осаждение трехкомпонентного сплава, т.к. у всех трех металлов потенциалы сильно отличаются. Данное обстоятельство означает, что без применения лигандов и функциональных добавок соосаждение меди, олова, и, тем более, цинка, будет невозможно. Наиболее популярными лигандами являются цианиды.


Большую роль в вопросе состава получаемого сплава играет рабочая плотность тока. В целом, связь между плотностью тока и составом сплава при нерегулярном (аномальном) соосаждении является сложной и обычно непредсказуемой. При нормальном соосаждении Cu осаждается при более положительном потенциале, чем Sn, при аномальном – наоборот. Однако C.T.J.Lowetal. продемонстрировали, что как нормальное осаждение сплава, так и аномальное, может быть достигнуто в зависимости от концентрации меди и добавок в ваннах.


Рауб и Сауттер показали, что твердость гальванических бронз достигает максимума около 550 VHN при 40% Sn. Т.е первым фактором здесь выступает состав сплава. Это согласуется с исследованиями, проведенными Раманатаном, который получил максимальную твердость 520 VHN при том же составе. Мензис обнаружил, что микротвердость бронз увеличивается с повышением температуры ванны. Максимальная твердость была получена из цианидной ванны при 70°C, хотя этот осадок не имел самого высокого содержания олова. Таким образом, твердость гальванических бронз связана также с температурой ванны, а не только с составом или структурой покрытия.
  

3. Осаждение бронзы из простого электролита без добавок.

Невозможность осаждения бронз из простых ванн без добавок подтверждается экспериментально.

На рисунке 4 показаны кривые циклической вольтамперометрии при осаждении из электролитов, содержащих медь, олово и одновременно медь с оловом. Добавки, кроме серной кислоты, и лиганды в электролит не вводились. Процесс велся на стальном вращающемся дисковом электроде при скоростях 0, 100 и 500 оборотов в минуту.

 

 

Рисунок 4 – Циклические вольтамперограммы на стальном вращающемся дисковом электроде в электролитах: а – 0,1М CuSO4, b – 0,1М SnSO4, c – 0,1М CuSO4 + 0,1М SnSO4. Во всех случаях в электролиты вводили 1,4М H2SO4. Добавки не применялись.

 

На кривых точно видны два потенциала: начала восстановления и анодного растворения указанных металлов.

Восстановление Cu2+ до Cu0 начиналось в диапазоне от -0,017 до -0,112 В, в зависимости от скорости вращения электрода (рисунок 4а). При анодной поляризации наблюдались одиночные скачки тока, появляющиеся при 0,05 В и имеющие разные площади пиков.


В случае олова (рисунок 4b) потенциал начала восстановления находился в диапазоне от -0,464 до -0,414 В, в зависимости от скорости вращения электрода. После начала процесса плотность тока скачкообразно возрастала при -0,5 В и впоследствии уменьшалась.

При совместном присутствии в электролите меди и олова без добавок (рисунок 4c) первый потенциал начала восстановления меди составлял -0,022 В при 0 об/мин, -0,134 В при 100 об/мин и -0,196 В при 500 об/мин. Предельный ток достигался при -0,48В. При дальнейшей катодной поляризации от -0,5В плотность тока снова увеличивалась, что говорило о начале восстановления олова.

Таким образом, в смешанном растворе на катодных ветвях вольтамперограммы обнаруживались два четко разделенных скачка тока, характеризующих восстановление меди и олова. Это означает, что соосаждения их не было и бронза не образовывалась.


Поскольку медь предпочтительнее восстанавливается из-за ее более положительного стандартного потенциала, в электролите без добавок и лигандов на катоде меди осаждалось гораздо больше, чем олова. Это согласуется с профилем сканирования в режиме анодной поляризации. Большие пики анодного растворения обнаруживались в диапазоне от 0,18 до 0,28В в электролите, содержащем только медь (рисунок 4а), и от -0,44 до -0,38В в электролите, содержащем только олово (рисунок 4b). В смешанном же растворе наблюдались очень маленькие пики между -0,45 и -0,42 В и большой пик при 0,167 В. Таким образом, это является еще одним доказательством того, что электрохимическое восстановление в смешанном растворе Cu/Sn в основном приводит к осаждению меди.

 

4. Цианидный электролит белого бронзирования.

Этот тип ванны, вероятно, наиболее широко изучен и имеет наибольшее коммерческое значение. Состав ванны включает цианидные комплексы меди с избытком свободных цианидов натрия или калия, а также гидроксиды и станнаты в различных количествах, в зависимости от состава требуемого осадка. Цианиды калия лучше натрия с точки зрения электропроводности.

Основными недостатками цианидных ванн является токсичность и склонность к карбонизации на воздухе. Последний фактор особенно обостряется, если ванна работает с сильным нагревом.

Блескообразователи играют важную роль в этих ваннах, могут влиять на кинетику процесса и физические свойства осадков. При введении соответствующих добавок из цианидных электролитов образуются гладкие, яркие и почти зеркальные бронзовые покрытия. Добавки могут быть неорганическими или органическими по своей природе, многие из них зашифрованы и запатентованы.

 

4.1 Влияние температуры.

 

Установлено, что повышение температуры увеличивает выход покрытия по току, повышает содержание олова в осадке и его твердость. Однако, при нагреве цианид натрия разлагается гораздо быстрее, особенно  при температурах выше 65°С. При температурах же ниже 40°С олово почти не осаждается и образуются осадки, состоящие в основном из меди.

 

4.2 Влияние плотности тока.

 

При увеличении плотности тока резко снижается выход по току. При осаждении белой бронзы диапазон допустимых плотностей тока уже, чем для желтой.


Установлено, что состав сплава, полученного при различных плотностях тока, изменяется, но неравномерно. Некоторые исследователи сообщали, что с ростом плотности тока содержание олова в осадке увеличивается, однако были и противоположные мнения.

 
4.3 Влияние концентраций цианидов и гидроксидов.

  
С увеличением концентрации цианидов и гидроксидов в ванне происходит заметное снижение катодного выхода по току.

Было обнаружено, что увеличение содержания свободных гидроксидов в ванне значительно снижает скорость осаждения олова, но почти не влияет на скорость осаждения меди.

Увеличение содержания свободного цианида значительно снижает скорость осаждения меди и оказывает гораздо меньшее влияние на скорость осаждения олова.

Это можно резюмировать следующим образом: увеличение содержания гидроксида уменьшает содержание олова в покрытиях, а увеличение содержания цианида увеличивает.
 

4.4 Влияние концентрации металлов в ванне.

 

Значительное увеличение содержания олова в ванне приводит к возрастанию количества олова в покрытии всего на несколько процентов. Повышение концентрации металлов в ванне в целом увеличивает выход по току.
 

4.5 Влияние карбоната в гальванических ваннах.

 
Карбонаты в цианидной ванне накапливаются различными способами. Они могут образовываться при взаимодействии атмосферного углекислого газа с гидроксидами или при его взаимодействии с разлагающимися цианидами в присутствии кислорода. Карбонаты могут также образовываться на аноде при разложении цианидов.


Установлено, что определенное количество карбоната оказывает благоприятное действие на процесс осаждения белой бронзы за счет увеличения электропроводности раствора и, таким образом, увеличения рассеивающей способности. Установлено, что содержание карбоната калия до 100 г/л увеличивает РС бронзовых ванн. Дальнейшее увеличение содержания карбоната калия выше этого значения приводит к снижению РС.


Увеличение содержания карбоната калия в гальванической ванне приводит также к снижению выхода по току.

 

4.6 Электродные реакции в цианидной ванне бронзирования.

 
Общепринято, что олово осаждается из раствора посредством простых ионов, которые образуются при гидролизе или диссоциации станнатного комплекса:

 

SnО32- + 3H2О → Sn4+ + 6OH

 

затем:


Sn4+ + 4e → Sn0

 

Возможен и прямой разряда комплекса:


SnО32- + 3H2О + 4e → Sn0 + 6ОH


Приведенная выше реакция показывает, что на каждый атом осажденного олова приходится шесть гидроксильных ионов. Это приводит к чрезмерному росту рН в диффузионном слое катода.

Диссоциация цианидного комплекса меди идет по реакции:


Cu(CN)32- → Cu+ + 3CN

Cu+ + e → Cu 

 

Первая реакция диссоциации не так проста, как может показаться. Изменение концентрации свободного цианида в растворе оказывает необычное влияние на электродный потенциал. По мере разбавления раствора было бы разумно предположить, что электродный потенциал станет более отрицательным или менее благородным, как для электродов в растворах простых ионов. Однако электродный потенциал для меди становится более положительным (более благородным), поскольку раствор цианида становится более разбавленным. Одна из теорий объясняет это тем, что при изменении концентрации цианида происходят различные электродные реакции и наблюдаемый потенциал представляет собой смесь потенциалов, связанных с несколькими реакциями разряда.

Ряд комплексов, образующихся при увеличении концентрации цианида в растворе, может быть следующим:

 
Cu(CN)2- → Cu(CN)32- → Cu (CN)43-

 

Все эти комплексы существуют в растворе и их потенциал возрастает с увеличением числа цианидных лигандов. Таким образом, потенциал становится более отрицательным по мере увеличения содержания цианида в ванне.

 

5. Нецианидный электролит белого двухкомпонентного бронзирования.

При введении ряда добавок в сернокислый нецианидный раствор бронзирования кинетика осаждения покрытия изменяется. Циклическая вольтамперометрия в электролите с четырьмя функциональными добавками проводилась при скорости сканирования 50 мВ/с и вращении стального дискового электрода 100 об/мин. На рисунке 5а показаны кривые, полученные в растворе, содержащем две специальных добавки.

 

 

 

Рисунок 5 Поляризационная кривая осаждения сплава медь-олово в электролите, состоящем из 0,1М CuSO4 и 0,1М SnSO4 в 1,4 М H2SO4 с: а – отдельными добавками, b – с хелатирующим лигандом, c – с антипиттинговой добавкой.


При введении добавок потенциал начала восстановления меди сдвигался к более отрицательному значению, а предельная плотность тока снижалась. Теоретически вводимые в исследовании добавки не диссоциируют в ванне при pH<1,0, что намного ниже их значений pKa. Однако с  ними могут образовываться комплексы Cu2+ в прикатодной области, где рН выше за счет выделения водорода.


Согласно рисункам 5b и с, в присутствии хелатирующего агента или антипиттинговой добавки потенциал начала восстановления меди смещался в сторону потенциала выделения олова. В то же время потенциал восстановления олова не менялся и равнялся -0,484 В независимо от присутствия этих компонентов. Общая предельная плотность тока снижалась.

 

На рисунке 6а показаны результаты измерений в диапазоне потенциалов от 0,6 до -0,6 В в электролите, содержащем две комплексные добавки, хелатирующий лиганд и антипиттинговую добавку. Видно, что восстановление начиналось примерно с -0,2 В, большой пик тока проявлялся около -0,43 В. На этом графике потенциал начала восстановления олова пересекался с потенциалом восстановления меди, что означало возможность сплавообразования.

 

 

Рисунок 6 – Циклические вольтамперограммы осаждения сплава медь-олово в электролите, состоящем из 0,1М CuSO4 и 0,1М SnSO4 в 1,4М H2SO4 со всеми добавками: а – вся кривая, b – увеличение отдельной области кривой.


При сканировании в анодную область крупные пики тока были видны при -0,5В (олово) и 0,13 В (медь) соответственно, что свидетельствовало об успешном осаждении Cu-Sn в этих условиях. В отличие от осаждения меди и олова без добавок, где площадь пика растворения меди значительно превышала площадь пика растворения олова. Кроме того, на потенциалы восстановления практически не влияла скорость вращения дискового электрода. Т.е. влияние массоопереноса при осаждении бронзы в электролите с добавками было незначительным (рисунок 4b).


На рисунке 7 показаны цвета покрытий бронзой в зависимости от плотности тока и времени нанесения гальванического покрытия.

 


 

Рисунок 7 Влияние плотности тока и времени осаждения на цвет получаемой бронзы.


Видно, что рост плотности тока приводит к изменению цвета покрытия от белого к красному. Это означает, что с ростом плотности тока доля осаждаемой меди в сплаве увеличивается.


На рисунке 8 показаны электронномикроскопические изображения поверхности Cu-Sn после осаждения из электролита со всеми четырьмя добавками.

 


 

Рисунок  8 – СЭМ-изображения поверхности покрытий сплавом Cu-Sn, осажденных в смешанном растворе, в зависимости от плотности тока при А/дм2: а – 0,5, b – 1, c – 2, d – 3, e – 5, f – 6. В зависимости от времени при 1 А/дм2: g – 10 минут, h – 20 минут и i – 45 минут.


На них видна компактная структура и однородная морфология поверхности, причем размер зерен увеличивался одновременно с плотностью тока (рисунок 8a-f) и временем осаждения (g-i).


Изображение поперечного сечения этого покрытия приведено на рисунке 9a. Видно, что  покрытие компактное, однородное и это согласуется с предыдущими данными.


Результаты EDS-анализа данного шлифа с картированием приведены на рисунке 9 (Cu и Sn). Как медь, так и олово демонстрируют равномерное распределение по шлифу без агломераций.

 

 

 

 

Рисунок 9 – Комплексные данные: a – СЭМ-изображение поперечного сечения пленки сплава Cu-Sn, осажденной при 1 А/дм2 в течение 30 минут с результатами EDS шлифа для меди и олова; b,c – график содержания меди и олова на поверхности покрытия сплавом Cu-Sn в зависимости от плотности тока и времени осаждения соответственно.


Рисунок 9b показывает, что при минимальной плотности тока осаждается сплав с 50% олова. Эта доля постоянно уменьшается, доходя до 35% по мере увеличения плотности тока, что хорошо согласуется с результатом оценки цвета покрытия (рисунок 7). Таким образом, на ярко-белый цвет поверхности влияет именно соотношение Sn/Cu, а не размер и толщина зерна, связанные с плотностью тока.


На основании рентгено-фазового анализа (рисунок 10) можно заключить, что пленки сплава Cu-Sn в основном состоят из меди и олова с включениями интерметаллидов Cu6.26Sn5 и Cu6Sn5 для всех образцов, независимо от плотности тока.

 

 

Рисунок 10 – Рентгенограммы пленок сплава Cu-Sn, осажденных при плотностях тока от 0,5 до 6 А/дм2 в смешанном растворе с четырьмя функциональными добавками.


По мере увеличения плотности тока интенсивность пиков на углах 42,6о и 78,6о, которые соответствуют интерметаллическим соединениям Cu6.26Sn5 / Cu6Sn5 (карты JCPDS №47-1575 и №45-1488) и оксидам олова SnO/SnO2 (карты JCPDS №06-0395 и № 41-1445), постепенно уменьшалась. Это происходило из-за увеличения количества Cu/Cu2O и уменьшения количества металлического Sn на поверхности покрытия. Данный результат согласуется с результатами EDS-анализа.


Состав поверхности сплава Cu-Sn можно уточнить на основании РФЭС-анализа, результаты которого приведены на рисунке 11. Спектры высокого разрешения Cu 2p3/2 в основном показывали пики Cu0/1+ при 933,0 эВ (0,5 A/дм2) и 932,7 эВ (6 А/дм2) с очень маленьким проявлением Cu2+. Это означает, что в поверхностном слое сплава Cu-Sn в основном преобладает Cu2O/Cu. При повышенных плотностях тока пик Cu  2p3/2 немного сдвигался в сторону более низких энергий связи из-за большей доли меди в составе Cu-Sn.


Напротив, в случае Sn 3d5/2, Sn4+ в основном обнаруживался при 486,7 эВ, что означает, что SnO2 в основном образуется на внешнем, поверхностном слое Cu-Sn спонтанным окислением олова. Более того, пик Sn4+ практически не зависел от плотности тока. Пик же Sn00 при интенсивности 485,3 эВ уменьшался с увеличением плотности тока.


Таким образом, можно предположить, что при плотностях тока выше 3 А/дм2 самый верхний слой покрытия Cu-Sn в основном состоит из Cu2O/SnO2.
При плотностях тока ниже 2А/дм2 внешний слой представлен чистым сплавом Cu-Sn, что соответствует рисунку 7, где ярко-белый цвет наблюдался именно при низких плотностях тока.

 


 

Рисунок 11 – Спектры РФЭС высокого разрешения для покрытий Cu-Sn, осажденных при плотностях тока от 0,5 до 6 А/дм2 в смешанном растворе.

 

Коррозионная стойкость покрытия Cu-Sn на стали оценивалась поляризационными испытаниями в 0,1М растворе NaCl. Рисунок 12 демонстрирует, что на ток коррозии явно влияет плотность тока, на которой проводилось осаждение сплава.

 


 

Рисунок 12 – Коррозионные кривые покрытия Cu-Sn, осажденного на сталь при разных плотностях тока. Коррозионная среда – 0,1М раствор NaCl.

Сплав Cu-Sn, осажденный при плотности тока 1 А/дм2 показал лучшую коррозионную стойкость. Возможно, этому способствовала компактная и однородная поверхность. Также немаловажно, что более высокие плотности тока приводят к дефициту олова в покрытии или к образованию окисленных форм олова, таких как SnO и SnO2, что также способствует ухудшению коррозионной стойкости покрытия.

 

Более подробно о коррозионной стойкости белой бронзы рассказано в статье.

 

6. Особенности гальванических белых бронз с цинком.

Как уже упоминалось ранее, состав, структура и свойства белых бронз с цинком и без него отличаются. Для удобства данные, относящиеся к цинксодержащей бронзе приведены в сравнении с безцинковой.

На рисунке 13 представлены электронномикроскоопические изображения тонких покрытий белой бронзой с введением цинка и без него. На изображениях, не содержащих цинка, видны элементы размером менее 50 нм. Такие наноструктуры являются результатом введения добавок, которые ингибируют рост кристаллов и способствует измельчению зерна. В результате шероховатость поверхности становится намного меньше, чем длина волны света.

Пленки бронзы, содержащие цинк, напротив, имеют гораздо менее заметные наноструктуры. В частности, поверхность кажется покрытой некогерентным слоем, который, если его держать под электронным лучом, быстро меняет форму, что свидетельствует о высоком углеродном загрязнении, которое невозможно удалить с поверхности. Это связано с химической природой добавок, что приводит к большему количеству поверхностных примесей в цинкосодержащих бронзах.


 

Рисунок  13 СЭМ-изображения морфологии поверхности Zn-содержащей белой бронзы (a, c, e, левый столбец, соответственно толщиной 0,5, 1,0 и 1,5 мкм) и белой бронзы без Zn (b, d, f,правый столбец соответственно толщиной 0,5, 1,0 и 1,5 мкм).

 

Микроизображения поперечных шлифов даны на рисунке 14.

 


 

Рисунок 14 Микроизображения покрытий толщиной 1,5 мкм: а – Zn-содержащая белая бронза, b –  белая бронза, не содержащая цинка.

На рисунке 15 приведены результаты рентгено-фазового анализа цинксодержащей белой бронзы. Видны пики подложки α-латуни (черный), β-латуни (зеленый) и интерметаллидов в покрытиях – Cu6Sn5 (желтый) и Cu5Zn8 (синий).

 


 

Рисунок 15 – Смоделированные (сплошная красная линия) и экспериментальные (пунктирная черная линия) рентгеновские дифрактограммы: а  – цинксодержащих, б – не содержащих цинка бронз.

Наличие фазы Cu5Zn8 в цинковой бронзе доказать труднее, так как ее пики сильно накладываются на пики Cu6Sn5 и латунной подложки ((110) на 42,8о β-латуни). Полный анализ структуры дает размер кристаллитов 70 (± 5) нм для бронзы, содержащей цинк, и 50 (± 5) нм для бронзы, не содержащей цинка (изотропное приближение).

По результатам РФЭС-анализа было обнаружено, что в цинксодержащей бронзе значительная доля олова на поверхности была металлической, а цинк находился в форме оксидов (Zn0 при 1021,8 эВ, оксид Zn при 1022,1 эВ).

Оцените статью. Всего 1 клик!

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО “НПП Электрохимия”. Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://zctc.ru обязательно.

Бронза сплав – это… Что такое Бронза сплав?

  • Бронза, сплав — (химич.) Так называются сплавы меди с оловом в различных пропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, а также некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем, фосфором, кремнием и др., в небольших… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Бронза (сплав меди) — Бронза (франц. bronze, от итал. bronzo), сплав меди с разными химическими элементами, главным образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром и др.). Соответственно, Б. называется оловянной, алюминиевой, бериллиевой и т.п. Б.… …   Большая советская энциклопедия

  • БРОНЗА — (франц. bronze, от итал. bronzo, от brunizzo коричневый). Сплав меди, олова и цинка, похожий, по внешнему виду, на золото. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БРОНЗА сплав меди и олова, часто с примесью …   Словарь иностранных слов русского языка

  • БРОНЗА — сплав меди с различными цветными металлами. Типовой состав техн. Б. медь с оловом; для удешевления и придания специальных свойств к Б. прибавляют цинк, свинец, марганец, кремний, фосфор, алюминий, железо и другие металлы. Содержание этих примесей …   Технический железнодорожный словарь

  • бронза — Сплав на основе меди. Главные легирующие добавки: Sn, Al, Be, Si, Pb, Cr и др. элементы, исключая Zn и Ni. Соответственно б. наз. оловянной, алюминиевой, бериллиевой, кремнистой, марганцевой, хромистой и т.д. Содержание основных легирующих… …   Справочник технического переводчика

  • БРОНЗА — сплав на основе меди, в котором главными добавками являются олово, алюминий, бериллий, кремний, свинец, хром или др. элементы, за исключением цинка и никеля; Б. называется соответственно оловянистой, алюминиевой, бериллиевой и т. д. Сплав меди с… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Бронза — Статуэтка, отлитая из бронзы Бронза  сплав меди, обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием …   Википедия

  • бронза — ы; ж. [франц. bronze] 1. Сплав меди с оловом и другими металлами (свинцом, алюминием и т.п.). Изделия из бронзы. Отлить бюст в бронзе. 2. собир. Художественные изделия из такого сплава. Коллекционировать бронзу. Выставка бронзы. 3. Разг.… …   Энциклопедический словарь

  • Бронза — (химич.). Так называются сплавы меди с оловом в различныхпропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, атакже некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем,фосфором, кремнием и др., в небольших количествах) …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

  • бронза — ы ж. bronze m., нем. Bronze &LT; , ит. bronzo. 1. Сплав меди с оловом и некоторыми другими м металлами. Сл. 18. Смесь меди. олова и цинка. Украсить стол бронзою. САР 1806 1 316. Видел .. статуй древних из бронза. АК 1 222. Бронса, то есть медь,… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • Бронза, ее свойства, состав, маркировка, особенности и технические характеристики

    Бронза имеет приятный цвет, который не меркнет с годами. Металл не подвержен коррозии, имеет высокие показатели электро-проводимости и при определенных сочетаниях легирующих элементов обладает достаточной механической прочностью. Поэтому бронза.

    Если Вы ищете, куда сдать бронзу, рекомендует пункты приема компании Ситилом. По ссылке цены и условия приема бронзы: https://citylom.ru/priem-bronzyi

    Основой бронзовых сплавов является медь. Помимо этого драгметалла, за исключением никеля и цинка, для получения бронзы используют: свинец, железо, бериллий, алюминий, марганец и неметаллические добавки – кремний.

    Современную бронзу можно назвать двойным или многокомпонентным сплавом с легирующими компонентами не больше 2,5%.

    Бронза, свойства металла

    Медь – вязкий и мягкий драгметалл. Чтобы улучшить технические, практические свойства, люди, еще в глубокой древности, добавляли в сплав олово. Таким образом, удалось получить бронзу, которая обладала рядом преимуществ, прежде всего, высокой прочностью необходимой для изготовления оружия, инструментов.

    Современная бронза, производимая на сталелитейных предприятиях, отвечает требованиям:

    • Коррозийной стойкостью;
    • Наименьшей усадкой;
    • Износостойкостью;
    • Упругостью;
    • Свариваемостью;
    • Необходимой вязкостью.

    Благодаря уникальным свойствам, которых удалось достичь, бронза нередко используется в средах с агрессивным воздействием, где применение иных сплавов нецелесообразно.

    Основные качества, маркировки

    Бронза устойчива к влажности воздуха, средиземноморскому климату. Обладает стойкостью к воздействию сернокислотных паров, испарений, углекислых растворов. Металл с алюминиевыми добавками используется в соляной кислоте, морской воде. Бронза с кремнием применяется в твердых газах, щелочной среде.

    Цвет бронзы зависит от легированных компонентов и может изменяться от белого до красного цвета.

    Для маркировки используют буквы и цифры – БрО5, БрА5, что означает – оловянная бронза и алюминиевая с процентным содержанием легирующих элементов. В действующих регламентах обозначены химические соединения, утвержденные марки.

    Назначение, применение

    Легирующие добавки положительно влияют на качества бронзы:

    • Цирконий, хром повышают жаропрочность;
    • Алюминий, никель, олово улучшают сопротивляемость к коррозии;
    • Кремний и марганец увеличивают жаростойкость.

    В наступившем столетии бронзовые сплавы широко применяются в самолетостроении, космонавтике, судостроении, машиностроении и других отраслях. Они применяются для производства муфт, втулок, элементов систем отопления, кондиционирования.

    Здесь вы можете, заказать цветной металлопрокат бронзу. На сайте невысокие цены, квалифицированные менеджеры, быстрое оформление заявки, доставка в любой населенный пункт страны осуществляется услугами транспортных компаний.

    Такая живая бронза: часы в корпусах с благородной патиной

    Текст: Юрий Хнычкин, сертифицированный FHH часовой эксперт и редакционный директор watchalfavit.ru

    Пришествие бронзы в мир часов состоялось совсем недавно, хотя этот сплав меди и олова известен человечеству в течение последних семи тысяч лет. Чем же бронза так подкупила часовщиков? Неужели только благородной патиной?

    Издавна бронза использовалась для создания скульптур, изготовления колоколов и деталей корабельной оснастки. Несмотря на то, что состав сплава, в зависимости от предназначения, варьируется (скажем, в колоколах олова больше, чем в памятниках), бронза – это медь и представленное в разных пропорциях олово. Бронза гораздо лучше железа противостоит коррозии, особенно при воздействии солёной морской воды, поэтому иллюминаторы, поручни, крепежные элементы и нактоузы (корпуса) компасов, а также первые водолазные скафандры делались из бронзы. Первая и очень устойчивая ассоциация с бронзой – море.

    Широко известна способность бронзы патинироваться, то есть покрываться под воздействием воздуха и влажности налетом. Он никоим образом не влияет на свойства материала, патина – своего рода защитный покров бронзы. Оболочка способствует замедлению дальнейшего окисления сплава. Таким образом, каждое изделие из бронзы несет на себе придающий ему особую индивидуальность и благородство отпечаток времени.

    В общем, часы в бронзовых корпусах очень теплого тона (в сплав для них добавляют немного алюминия) получаются слегка сентиментальными, напоминающими о море и прожитом времени, но при этом функциональными, стойко сопротивляясь агрессивной окружающей среде. Аналог человеческой жизни, не находите? А каждый часовой производитель добавляет в них еще и собственный стиль.

    Tudor Black Bay Bronze отлично подготовлены для морских погружений. Залогом этому служат вращающийся безель с крупной дайверской шкалой и водонепроницаемый до 200 м бронзовый корпус диаметром 43 мм. Его матовую поверхность подчеркивают темно-серый циферблат с покрытыми люминесцентным составом часовыми метками и близкие по тону ремешки из нубука или текстиля.

    Bell & Ross BR01 Instrument De Marine: хорошо читаемый белый циферблат с римскими цифрами-часовыми метками в сочетании с крупным (46 х 46 мм) бронзовым корпусом напоминает о старинных судовых хронометрах. Общее впечатление респектабельности дополняет коричневый ремешок из кожи аллигатора и ограниченный 500 экземплярами выпуск.

    Bell & Ross BR03 Diver Green Bronze: зеленый цвет циферблата, вращающегося безеля и ремешка на каучуковой подкладке прекрасно дополняет теплый тон бронзы. Квадратный корпус 42 х 42 мм водонепроницаем до 300 м. Серия лимитирована 999 экземплярами.

    Zenith Pilot Type 20 Chronograph Adventure: неожиданный микс винтажного дизайна и стиля «милитари», в котором бронзовый корпус диаметром 45 мм и крупная заводная коронка-«луковица» «отвечают» за авиационное наследие 20-х годов, а циферблат цвета хаки и кожаный ремешок с камуфлированным узором – за современность.

    Zenith Pilot Cronometro TIPO CP-2 Flyback: возвратный хронограф – современная реплика модели, заказанной в 50-х итальянскими ВВС. Матовый серый циферблат и коричневый ремешок из промасленного нубука образуют чертовски стильную комбинацию с бронзовым корпусом диаметром 43 мм.


    Химический состав – бронза – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

    Химический состав – бронза

    Cтраница 1


    Химический состав бронзы расшифровывается по названию марки. Буквенные обозначения указывают, какие элементы входят в бронзу, а цифры указывают процентное содержание этих элементов. ОЦС 6 – 6 – 3 – бронза, содержит олова 6 %, цинка – 6 %, свинца – 3 %, остальное – медь.  [2]

    Химический состав бронзы расшифровывается по названию марки. ОЦСЗ-12-5 содержит олова 2 – 3 5 %, цинка – 8 – 15 %, свинца – 3 – 6 %, остальное – медь.  [3]

    Химический состав бронзы расшифровывается по названию марки. Буквенные обозначения указывают, какие элементы входят в бронзу, а цифры указывают процентное содержание этих элементов. ОЦС 6 – 6 – 3 – бронза, содержит олова 6 %, цинка-6 %, свинца-3 %, остальное – медь.  [4]

    По химическому составу бронзы подразделяют на оловянные, в которых основным легирующим элементом является олово, и безоловянные, не содержащие олова в качестве основного легирующего элемента. По технологическому признаку бронзы подразделяют на деформируемые и литейные.  [5]

    По химическому составу бронзы подразделяются на две группы: оловянные, в которых основным легиру – Ющнм элементом является олово, и безоловянные, не содержащие олово в качестве легирующего компонента.  [6]

    По химическому составу бронзы подразделяются на две группы: оловянные, в которых основным легирующим элементом является олово, и безоловянные, не содержащие олово в качестве легирующего компонента.  [7]

    Марки и химический состав бронз приведен в табл. 1.12. Безоловянные бронзы отливают в чушки массой не более 42 кг каждая.  [8]

    Чем отличаются химические составы бронзы и латуни.  [9]

    Для получения биметаллических втулок хорошего качества необходимо корректировать химический состав бронзы марки Бр.  [10]

    Бронза представляет собой сплав меди с оловом и другими элементами ( алюминием, свинцом, кремнием, марганцем, железом и Др. В зависимости от химического состава бронзы делятся на оловянистые и безоловянистые или специальные. Оловянистые подразделяют на литейные и деформируемые.  [11]

    Приведены экспериментальные результаты исследования износостойкости бронзы EpOIOCIO в углеводородной среде. Показано влияние нестабильности химического состава бронзы EpOIOCIO на ее износостойкость в среде ниэкомолекулярных углеводородных жидкостей. Теоретически обоснована необходимость ввода входного контроля материалов но их износостойкости е учетом конотрукционных особенностей узлов трения, что с практической точки зрения позволит значительно увеличить ресурс работы трущихся сопряжений.  [12]

    Бронзы алюминиевые ( ГОСТ 493 – 54) обладают высокой прочностью и пластичностью и хорошими технологическими свойствами и поэтому их широко применяют в машиностроении. В табл. 20 приведен химический состав бронз и назначение, в табл. 21 – некоторые свойства.  [13]

    При строительстве воздушных линий электропроводной связи, кроме проводов из твердотянутой меди, иногда применяются бронзовые провода, обладающие по сравнению с медными проводами повышенной механической прочностью. Электрические и механические свойства бронзовых проводов существенно зависят от химического состава бронзы, причем выигрыш в механической прочности таких проводов всегда сопровождается проигрышем в их электрической проводимости.  [14]

    Бронзы, в состав которых входят, кроме меди и олова, другие элементы, носят название специальных бронз. В зависимости от химического состава бронзы разделяются на оловянистые, алюминиевые, кремнистые, бе-риллиевые, свинцовистые и другие. Бронза обладает высокой прочностью и стойкостью против истирания, устойчивостью в отношении действия атмосферного воздуха и кислот. Бронза хорошо заполняет литейные формы, дает малую усадку, хорошо поддается механической обработке.  [15]

    Страницы:      1

    Бронза – состав и назначение

    Марка сплава

    Состав

    Назначение

    Бр. ОФ10-1

    9-11% Sn, 0,8-1,2% P, остальное Cu

    Подшипники, шестерни, венцы, втулки

    Бр. ОФ4-0,25

    3,5-4% Sn, 0,2-0,3% P, остальное Cu

    Трубки для манометрических пружин

    Бр. ОЦС5-5-5

    4-6% Sn, 4-6% Zn, 4-6% P, остальное Cu

    Антифрикционные детали и арматура

    Бр. ОЦСН3-7-5-1

    2,5-4% Sn, 6-9,5% Zn, 3-6% Pb, 0,5-2% Ni, остальное Cu

    Арматура, работающая в морской и пресной воде, в атмосфере пара

    Бр. А7

    6-8% Al, остальное Cu

    Пружины и пружинящие детали

    Бр. АЖ9-4

    8-10% Al, 2-4% Fe, остальное Cu

    Шестерни, втулки, сёдла клапанов

    Бр. АЖМц10-3-1,5

    9-11% Al, 2,4% Fe, 1-2% Mn, остальное Cu

    Шестерни, втулки, подшипники

    Бр. АЖН10-4-4

    9,5-11% Al, 3,5-5,5% Fe, 3,5-5,5% Ni, остальное Cu

    Шестерни, сёдла клапанов

    Бр. АМц9-2

    8-10% Al, 1,5-2,5% Mn, остальное Cu

    Детали морских судов, электрооборудования

    Бр. Мц5

    4,5-5,5% Mn, остальное Cu

    Поковки

    Бр. Б2

    1,9-2,2% Be, 0,2-0,5% Ni, остальное Cu

    Пружины и пружинящие детали в авиации и приборостроении

    Бр. КН1-3

    0,6-1,1% Si, 2,4-3,4% Ni, 0,1-0,4% Mn, остальное Cu

    Направляющие втулки и другие детали ответственного назначения

    Бр. С30

    27-33% Pb, остальное Cu

    Сальники

    Состав и свойства бронзы

    Бронза – один из самых ранних металлов, известных человеку. Он определяется как сплав, состоящий из меди и другого металла, обычно олова. Составы различаются, но самая современная бронза состоит на 88% из меди и 12% из олова. Бронза также может содержать марганец, алюминий, никель, фосфор, кремний, мышьяк или цинк.

    Хотя когда-то бронза была сплавом меди с оловом, а латунь была сплавом меди с цинком, современное использование стерло границы между латунью и бронзой.Теперь медные сплавы обычно называют латунью, а бронзу иногда считают разновидностью латуни. Чтобы избежать путаницы, в музеях и исторических текстах обычно используется термин «медный сплав». В науке и технике бронза и латунь определяются в соответствии с их элементным составом.

    Недвижимость в бронзе

    Бронза обычно представляет собой золотой твердый, хрупкий металл. Свойства зависят от конкретного состава сплава, а также от способа его обработки. Вот некоторые типичные характеристики:

    • Очень пластичный.
    • Бронза обладает низким трением о другие металлы.
    • Многие бронзовые сплавы демонстрируют необычное свойство небольшого расширения при переходе из жидкости в твердое тело. Для литья скульптур это желательно, так как помогает заполнить форму.
    • Хрупкий, но в меньшей степени, чем чугун.
    • Бронза окисляется при контакте с воздухом, но только на ее внешнем слое. Эта патина состоит из оксида меди, который со временем становится карбонатом меди. Оксидный слой защищает внутренний металл от дальнейшей коррозии.Однако, если присутствуют хлориды (например, из морской воды), образуются хлориды меди, которые могут вызвать «бронзовую болезнь» – состояние, при котором коррозия проникает через металл и разрушает его.
    • В отличие от стали, при ударе бронзы о твердую поверхность не образуются искры. Это делает бронзу полезной для металла, используемого для легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов.

    Происхождение бронзы

    Бронзовый век – это название, данное временному периоду, когда бронза была самым твердым металлом, который широко использовался.Это было в 4-м тысячелетии до нашей эры, примерно во времена города Шумера на Ближнем Востоке. Бронзовый век в Китае и Индии произошел примерно в одно и то же время. Даже в бронзовом веке было несколько предметов, изготовленных из метеоритного железа, но выплавка железа была редкостью. За бронзовым веком последовал железный век, начавшийся примерно в 1300 году до нашей эры. Даже в железном веке бронза широко использовалась.

    Использование бронзы

    Бронза используется в архитектуре для элементов конструкции и дизайна, для подшипников из-за ее фрикционных свойств, а также в качестве фосфористой бронзы в музыкальных инструментах, электрических контактах и ​​гребных винтах судов.Алюминиевая бронза используется для изготовления станков и некоторых подшипников. В деревообработке вместо стальной ваты используют бронзовую вату, потому что она не обесцвечивает дуб.

    Из бронзы делали монеты. Большинство «медных» монет на самом деле бронзовые, состоящие из меди с 4% олова и 1% цинка.

    С давних времен бронзу использовали для изготовления скульптур. Ассирийский царь Сеннахирим (706–681 до н.э.) утверждал, что он был первым человеком, отлившим огромные бронзовые скульптуры с использованием двухчастных форм, хотя метод выплавляемого воска использовался для отливки скульптур задолго до этого времени.

    Что такое бронза? Состав, применение и свойства

    Бронза – это золотой или коричневый сплав меди и олова с другими элементами.

    Бронза – это золотисто-коричневый сплав меди и олова с другими элементами. Это был самый твердый металл, широко использовавшийся в бронзовом веке, и продолжает оставаться важным металлом в наше время. Вот коллекция фактов о бронзе, включая ее состав, свойства и использование.

    Состав бронзы

    Бронза состоит примерно на 88% из меди, примерно на 12% из олова и других металлов (напр.например, алюминий, цинк, никель, марганец, свинец), а иногда и другие металлоиды или неметаллы (мышьяк, кремний, фосфор).

    Разница между латунью и бронзой

    Согласно современным определениям, бронза – это сплав меди и олова, а латунь – это сплав меди и цинка. Однако различие между двумя сплавами не всегда было таким четким. Фактически, слово «бронза» происходит от французского слова bronze , которое, в свою очередь, происходит от итальянского слова bronzo , означающего «металлический колокол или латунь».Итальянское слово уходит корнями в древнее персидское слово, обозначающее медь. Более старые предметы лучше всего назвать «медными сплавами» из-за их различного состава.

    Ранняя история

    Бронза заменила хрупкий камень и мягкую медь, по крайней мере, в 5-м тысячелетии до нашей эры. Бронза, использовавшаяся в бронзовом веке, была мышьяковистой бронзой, которую люди открывали в природе или получали путем смешивания медных и мышьяковых руд. Оловянная бронза вошла в обиход в 3-м тысячелетии до нашей эры. Оловянная бронза превосходит мышьяковистую бронзу в том, что она прочнее, легче отливается и нетоксична в обработке.

    Свойства бронзы

    Свойства бронзы зависят от ее состава и обработки. Однако большинство бронзовых изделий имеют несколько общих свойств:

    • Цвет бронзы варьируется от коричневого до золотистого.
    • Обычно он тусклее латуни.
    • Бронза имеет немного более высокую температуру плавления, чем латунь.
    • Как бронза, так и латунь обычно имеют слабые кольцевые отметины на металлической поверхности.
    • Бронза – очень пластичный металл.
    • Бронза обладает низким трением о другие металлы.
    • При ударе бронзы о твердую поверхность не образуются искры. Это делает сплав пригодным для использования во взрывоопасных или легковоспламеняющихся материалах.
    • В отличие от большинства металлов, бронза слегка расширяется при затвердевании из расплава. Это желательно для литья, так как это означает, что металл заполняет форму при охлаждении.
    • Бронза относительно хрупкая, но не настолько, как чугун.
    • Сплав имеет более низкую температуру плавления, чем железо или сталь.
    • Бронза проводит электричество и тепло лучше, чем большинство сталей.
    • На воздухе бронза окисляется и образует матовую медную патину. Но патина влияет только на поверхность, защищая лежащий под ней металл. Первоначально патина состоит из оксида меди, который со временем превращается в карбонат меди.
    • В то время как патина бронзы защищает сплав от воздуха, бронза разъедает в морской воде. Хлориды вызывают «бронзовую болезнь», когда коррозия проникает по всему металлу. Но, как и медь и латунь, бронза обычно обладает хорошей стойкостью к коррозии в соленой воде.

    Использует

    Бронза встречается в обычных, повседневных предметах.Вот некоторые варианты использования бронзы:

    • Архитектурные элементы, такие как лестничные перила, почтовые ящики, декоративная классификация и оконные рамы
    • Подшипники
    • Колокольчики
    • Бронзовая вата, которая является альтернативой стальной вате, которая не сбрасывает металлические нити. которые могут вызвать короткое замыкание и искры
    • Монеты, в том числе старые монеты
    • Тарелки
    • Электрические контакты и соединители
    • Промышленные отливки, такие как насосы, штоки клапанов и автомобильные трансмиссии
    • Морская архитектура, включая корпуса, насосы, детали двигателей, пропеллеры
    • Медали
    • Зеркала
    • Компоненты нефтяной вышки
    • Некоторые саксофоны
    • Скульптуры
    • Маленькие электродвигатели
    • Струны гитары и фортепиано
    • Металлические зажимы
    • Защитные инструменты (молотки, молотки, гаечные ключи)
    • Винты
    • Пружины

    Бронзовые сплавы

    Металлурги классифицируют b ронзированные сплавы по составу.Вот некоторые распространенные сплавы:

    • Алюминиевая бронза : Алюминиевая бронза содержит от 6% до 12% алюминия, до 6% железа и до 6% никеля. Это прочный сплав с отличной коррозионной стойкостью и износостойкостью. Алюминиевая бронза является предпочтительным сплавом для насосов, клапанов и другого оборудования, подверженного воздействию агрессивных жидкостей.
    • Мельхиор : Мельхиор или медно-никель – это бронзовый сплав, содержащий от 2% до 30% никеля. Сплав демонстрирует высокую термическую стабильность и коррозионную стойкость, особенно во влажном воздухе или паре.Он также превосходит другие типы бронзы в морской воде. Мельхиор используется для изготовления корпусов судов, насосов, клапанов, электроники и морского оборудования.
    • Нейзильбер : Несмотря на распространенное название, нейзильбер не содержит серебра. Он получил свое название за свой серебристый цвет. Нейзильбер содержит медь, никель и цинк. Он умеренно прочен и обладает хорошей устойчивостью к коррозии. Нейзильбер находит применение в музыкальных инструментах, оптическом оборудовании, украшениях и посуде.
    • Фосфорная бронза (оловянная бронза): Фосфорная бронза содержит от 0,5 до 1,0% олова и от 0,01 до 0,035% фосфора. Этот сплав является жестким и прочным, с мелким зерном, низким коэффициентом трения и высоким сопротивлением усталости. Фосфорная бронза находит применение в пружинах, шайбах, электрооборудовании и сильфонах.
    • Кремниевая бронза : Кремниевая бронза включает в себя как красную силиконовую латунь, так и красную кремниевую бронзу. Красная латунь содержит около 20% цинка и 6% кремния, а красная бронза содержит меньше цинка.Кремниевая бронза с низким содержанием свинца может содержать марганец, олово или железо. Кремниевая бронза обладает высокой коррозионной стойкостью и прочностью. Он используется для насосов и штоков клапанов.

    Ссылки

    • Alavudeen, A .; Venkateshwaran, N .; Винолин Джаппес, Дж. Т. (2006). Учебник технических материалов и металлургии . Брандмауэр Media. ISBN 978-81-7008-957-5.
    • Gale, W. F .; Totemeier, T. C. (ред.) (2003). Smithells Metals Reference Book (8-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9780750675093.
    • Thornton, C .; Lamberg-Karlovsky, C.C .; Лизерс, М .; Янг, С. (2002). «На булавках и иглах: отслеживание эволюции легирования на основе меди в Тепе Яхья, Иран, с помощью анализа обычных предметов с помощью ИСП-МС». Журнал археологических наук . 29 (12): 1451–60. DOI: 10.1006 / jasc.2002.0809
    • Tylecote, R.F. (1992). История металлургии (2-е изд.). Лондон: издательство Maney Publishing для Института материалов.ISBN 978-1-3-79-2.

    Связанные сообщения

    Таблицы сплавов бронзы, свинцовые оловянные бронзы

    Сплавы, имеющиеся в продаже

    Эти графики носят исключительно информационный характер. Не в целях дизайна.

    Центробежное литье – медно-висмутовая бронза

    (C89320, C89325, C89831, C89833, C89835, C89836, C89837)

    Новые правила, вступающие в силу в январе 2014 года, потребуют замены латунных изделий, используемых в системах питьевого водоснабжения, материалами, не содержащими свинца.

    Примеры элементов, которые могут нуждаться в замене маркой, не содержащей свинца, в системах питьевого водоснабжения:

    • Бессвинцовые втулки вала насоса
    • Щелевые кольца рабочего колеса, не содержащие свинца
    • Втулки, не содержащие свинца
    • Бессвинцовые адаптеры
    • Бессвинцовые муфты
    • Фланцы без свинца
    • Бессвинцовые манжеты
    • Безсвинцовые компенсационные кольца дежи
    • Безсвинцовые компенсационные кольца корпуса
    • Обратные клапаны из бессвинцовой латуни
    • Бессвинцовые устройства предотвращения обратного слива
    • Шаровые краны из бессвинцовой латуни
    • Фитинги из латуни с бессвинцовой резьбой
    • Арматура для бессвинцовой водопроводной сети
    Медь – висмут (бессвинцовые альтернативные сплавы)
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Типичные механические свойства
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Олово Bi цинк Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 500 кг
    C89320 89 6 5 35 000 18 000 15 70
    C89325 86 10 3.2 30 000 12 000 15 73
    C89831 89 3,2 3,2 3 29 000 13 000 16 55
    C89833 89 5 2.2 3 30 000 14 000 20 60
    C89835 Федерально III-932 87 6,7 2,2 3 30 000 14 000 15 65
    C89836 89 5.5 2,5 3 33 000 15 000 20 65
    C89837 86 3,5 0,9 8 30 000 14 000 20 60

    Центробежное литье – оловянные бронзы с высоким содержанием свинца

    (C932, C934, C935, C936, C937, C938, C943, C945)

    Оловянная бронза с высоким содержанием свинца содержит наиболее широко используемый сплав подшипниковой бронзы C932 (также известный как SAE 660).Широко доступный и несколько менее дорогой, чем другие сплавы подшипников, он известен своими непревзойденными характеристиками износа по стальным шейкам. Его можно использовать против незакаленных и не идеально гладких валов. Свинец ослабляет эти сплавы, но придает способность выдерживать прерывистое смазывание. Он также сочетает в себе хорошие антифрикционные свойства с хорошей грузоподъемностью и выдерживает небольшие перекосы валов.

    Типичное использование:

    • Втулки общего назначения
    • Подшипники
    • Шайба
    • Приложения без давления
    • Высокоскоростные – втулки малой нагрузки
    • Применение слабой кислоты
    • Подшипники и втулки с обрабатываемостью и противозадирными свойствами
    • Высокоскоростные – тяжелые втулки давления
    • Детали моста
    • Подшипник
    • Низкое трение – втулки среднего давления
    • Железнодорожные приложения
    Олово бронза с высоким содержанием свинца
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Олово Свинец цинк Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (TYP) @ 500 кг
    C93800 319 67 (E6) 3D 77 7 15 26 000 14 000 12 55
    C94000 296 (E2) 71 13 15 80 мин.
    C94100 325 (E5) 76 6 20 25 000 17 000 7
    C94300 322 (E1) 3E 70 5 25 21 000 13 000 (ТИП.) 10 48

    Центробежно-литые – оловянные бронзы с содержанием свинца

    (C922, C923, C926, C927)

    Свинцованная оловянная бронза используется так же, как оловянная бронза, но указывается, когда требуется лучшая обрабатываемость и / или герметичность.

    Типичное использование:

    • Гидравлический и пар среднего давления до 550 F
    • Морское и декоративное литье
    • Гидравлическое и паровое оборудование высокого давления
    • Конструкционные отливки
    • Гайка ходового винта
    • Подшипники для тяжелых условий эксплуатации
    • Поршни насоса
    Олово из свинца, бронза
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Олово Свинец цинк Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (TYP) @ 500 кг
    C83600 115 40 (B5) 4A 85 5 5 5 30 000 14 000 20 60
    C84400 123 80 3 7 9 29 000 13 000 18 55
    C 295 80 16 5 40 000 (TYP.) 30 000 (ТИП.) 1 (ТИП.) 80 (ТИП.)
    C 315 660 A-932 83 7 7 3 30 000 14 000 15 65
    C
    310 (E8) 84 8 8 25 000 12 000 8 60
    C 326 66 (E9) 3C 85 5 9 1 28 000 90 281 12 000 15 60
    C 81 7 12 32 000 16 000 10 65
    C
    305 64 (E10) 3A 80 10 10 — 30 000 12 000 15 60

    Центробежное литье – оловянные бронзы

    (C903, C905, C907, C916)

    Оловянная бронза обеспечивает отличную коррозионную стойкость, а также хорошую износостойкость и достаточно высокую прочность.При использовании в подшипниках скольжения они особенно хорошо изнашиваются по стали.

    Типичное использование:

    • Подшипники
    • Втулки
    • Рабочие колеса насоса
    • Кольца поршневые
    • Корпуса насосов
    • Клапаны
    • Арматура паровая
    • Колеса червячные
    • Шестерни
    • Подшипники для больших нагрузок и относительно низких скоростей
    Олово бронза
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Sn Пб Zn Ni Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 500 кг
    C 225 620 (Д5) 88 8 4 40 000 18 000 20 70
    C
  • 210 62 (Д6) 1A 88 10 2 40 000 18 000 20 75
    C 205 65 89 11 35 000 18 000 10 80
    C 199 87 13 40 000 (TYP.) 20 000 (ТИП.) 15 (ТИП.) 90
    C
    197 (Д2) 85 15 32000 (ТИП.) 25000 (ТИП.) 2 (ТИП.) 105
    C 84 16 35000 (TYP.) 25000 (ТИП.) 2 (ТИП.) 135
    C 194 (D1) 81 19 35000 (ТИП.) 30 000 (ТИП.) 0,5 (ТИП.) 170
    C (F1) 88 10.5 1,5 35 000 17 000 10 85
    C 86,5 12 1,5 35 000 17 000 10 65
    C 245 622 (Д4) 88 6 1.5 4,5 34 000 16 000 22 65
    C 230 621 (D3) 87 8 1 4 36 000 16 000 18 70
    C 250 640 87 11 1 2 1 35 000 18 000 10 80
    C 206 63 88 10 2 35 000 18 000 10 77
    C 206 Вт / Ni 84 10 2.5 3,5 45 000 25 000 8 80

    ** BHN @ 3000 кг


    Центробежное литье – желтая латунь

    Желтая латунь
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Sn Пб Zn Al Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 500 кг
    C85200 400 A-852 B584-852 72 1 3 24 35 000 12 000 25 45
    C85300 407 70 30 35000 (TYP.) 11000 (ТИП.) 40 (ТИП.) 54
    C85400 403 41 A-854 B584-854 68 1 3 28 30 000 11 000 20 50
    C85700 405,2 A-857 B584-857 62 1 1 36 40 000 14 000 15 75

    Центробежное литье – марганцевые бронзы

    (C862, C863, C864, C865, C867)

    Марганцевая бронза, самая прочная из литых бронз, используется в основном для механических изделий, работающих в тяжелых условиях.Они обеспечивают умеренно хорошую коррозионную стойкость.

    Типичное использование:

    • Кронштейны
    • Валы
    • Шестерни
    • Конструкционные детали
    • Закрутите гайки
    • Тихоходные подшипники для тяжелых нагрузок
    • Шестерни
    • Упоры и кулачки
    • Бесплатные детали машин
    • Рычаг
    • Шестерни малой грузоподъемности
    • Морское оборудование
    • Штоки клапана
    • Пропеллеры для соленой и пресной воды
    • Детали машин, заменяющие сталь и товарный чугун
    Марганцевая бронза
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Zn Al Fe Mn Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 3000 кг
    C86200 423 430A (B) и (E) 64 26 4 3 3 90 000 45 000 18 180
    C86300 424 430B (К) 8C 63 25 6 3 3 110 000 60 000 12 225
    C86500 421 43 (А) 8A 58 39 1 1 1 65 000 25 000 20 100

    Центробежное литье – этилированная марганцевая бронза

    Свинцованная марганцевая бронза
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Sn Пб цинк Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 3000 кг
    864 420 C2 7A 59 1 40 60 000 20 000 15 105
    867 422 58 1 34 80 000 32 000 15 155

    Центробежное литье – алюминиевая бронза

    (C952, C953, C954, C955, C956, C958) и аэрокосмические стандарты AMS 4880, AMS 4881, AMS 4640

    Алюминиевая бронза и никель-алюминиевая бронза содержат от 3% до 12% алюминия, который усиливает сплав.Они известны своей высокой стойкостью к коррозии и окислению в сочетании с исключительно хорошими механическими свойствами. Подшипники из алюминиевой бронзы используются в высоконагруженных устройствах. Сплавы, такие как C954 или C955, могут быть подвергнуты закалке и отпуску для достижения еще более высокой прочности при необходимости. Стойкость к коррозии с морской водой чрезвычайно высока у никель-алюминиевых бронз, таких как C955. Благодаря устойчивости к коррозии, эрозии и кавитации он широко используется в гребных винтах и ​​другом морском оборудовании.

    Типичное использование:

    • Крепление пистолета и направляющие
    • Детали шасси
    • Емкость для травления и применение слабых щелочей
    • Судовой двигатель и гребные винты
    • Шестерни
    • Кулачки
    • Съемные гайки
    • Тапочки
    • Применение при высоких температурах
    • Детали горных машин
    • Прямозубые и низкоскоростные – высоконагруженные червячные передачи
    • Орехи
    • Насосы
    • Втулки
    • Противооткатные механизмы танковой пушки
    • Направляющие и седла клапанов в авиационных двигателях
    • Кабельные соединители
    • Полюсное оборудование
    • Клеммы
    • Ступица гребного винта
    • Лопасти и другие детали, включая клапаны, контактирующие с морской водой
    Алюминий бронза
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Al Fe Ni Mn Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 3000 кг
    C95200 415A 68A 9A 88 9 3 65 000 25 000 20 125
    C95300 415B 68B G7 89 10 1 65 000 25 000 20 140
    C95300HT G7-HT 89 10 1 80 000 40 000 12 160
    C95400 415C A-954 9C 85 11 4 75 000 30 000 12 170
    C95400-HT G5-HT 9C-HT 85 11 4 90 000 45 000 6 190
    C95500 415D G3 9D 81 11 4 4 90 000 40 000 6 190
    C95500-HT G3-HT 9D-HT 81 11 4 4 110 000 60 000 5 200
    C95800 81 9 4 5 1 85 000 35 000 15 159
    C95900 82 13 4 1 241 (МИН.)

    Центробежное литье – никелевый серебристый

    (C973, Mil C 15345 сплав 7, модифицированный C973)

    Нейзильбер обеспечивает отличную коррозионную стойкость, высокую литейную способность и очень хорошую обрабатываемость. У них умеренная прочность и приятный серебристый блеск.

    Типичное использование:

    • Оборудование для оборудования для обработки пищевых продуктов и напитков
    • Уплотнения и лабиринтные кольца паровых турбин
    Нейзильбер
    Перекрестный индекс Номинальный химический состав Минимальные механические требования
    CDA Слиток Бывший SAE Бывший Федеральный Бывший ASTM Медь Sn Пб Zn Ni Растяжение (фунт / кв. Дюйм) Выход (фунт / кв. Дюйм) Относительное удлинение% BHN (ТИП.) @ 3000 кг
    C97300 410 56 2 10 20 12 30 000 15 000 8 55
    C97600 412 64 4 4 8 20 40 000 17 000 10 80

    Факты, состав, свойства, применение фосфористой бронзы

    Что такое фосфорная бронза

    Фосфорная бронза – это сплав, в основном состоящий из меди, олова и фосфора, который широко известен своей прочностью, долговечностью, мелким зерном и низким коэффициентом трения.Обычно его изготавливают в виде проволоки, трубок, прутков, пластин и листов. Он представлен в широком диапазоне марок и имеет умеренную цену [7] .

    Фосфорная бронза

    Состав

    [2]
    Медь 93,4-95,32%
    Олово 4,2-5,8%
    цинк 0,30% (макс.)
    Утюг 0,10% (макс.)
    Свинец 0.05% (макс.)
    фосфор 0,030-0,35%

    Свойства и характеристики фосфорной бронзы

    Сплав обладает высокой текучестью и литейными качествами в расплавленном состоянии благодаря наличию фосфора. Олово увеличивает коррозионную стойкость и прочность [8] .

    Шайба из фосфористой бронзы

    Физические свойства

    Цвет / внешний вид Красноватый (в большинстве случаев) [7]
    Состояние при комнатной температуре Цельный [7]
    Точка плавления / замерзания 880-1025 ° C [3]
    Плотность 8800 кг м 3 [3]
    Обрабатываемость 20% [3]
    Теплопроводность 50 Вт / (м · К) [3]
    Электропроводность (относительно меди) 15% [9]
    Теплоемкость 0.38 Дж / г ° C [3]
    Удельное сопротивление 13 мкОм-см [4]
    Твердость (Роквелл B) 85 [3]
    Предел прочности при растяжении (предел) 550 МПа [3]
    Предел текучести 450 МПа [3]
    Модуль Юнга 110 ГПа [3]
    Модуль упругости 110 ГПа [3]
    Коэффициент трения (со сталью) 0.35 [6]
    Коэффициент теплового расширения 17,8X10 -6 / 0 C [5]

    Использует

    1. Обычно для изготовления пружин, втулок, подшипников, сварочных стержней, гаек, болтов и т. Д. [7, 8] .
    2. Для изготовления подвесной катушки гальванометров с подвижной катушкой, поскольку она не окисляется легко, немагнитна и имеет низкую постоянную кручения. [8] .
    3. Изготовление ювелирных изделий, ножей и стопорных шайб, гитарных струн, тростей для губных гармошек, зубных мостов [7]

    Струны из фосфористой бронзы

    Это опасно

    Пары или пыль сплава токсичны для человека. Следовательно, следует избегать контакта с кожей, одеждой и глазами. В твердом виде материал не опасен [1] .

    Втулки из фосфорной бронзы

    Интересные факты

    • При контакте с воздухом на его поверхности образуется красивая патина, что делает его пригодным для художественных работ [10] .

    Плитка из фосфористой бронзы

    Артикул:

    1. Паспорт безопасности материала из сплава фосфористой бронзы – Fiskalloy.com
    2. Физические и химические свойства фосфористой бронзы – Meadmetals.com
    3. Фосфорная бронза 510 – Elginfasteners.com
    4. Ness Engineering Технические данные Удельное сопротивление металла / сплава – Nessengr.com
    5. Коэффициент данных теплового расширения – Repairengineering.com
    6. Коэффициенты трения и трения – Engineeringtoolbox.com
    7. Порошок фосфористой бронзы – Americanelements.com
    8. Сплав: C51000 Фосфорная бронза 5% Спецификация A – Concast.com
    9. Электропроводность материалов – Bluesea.com
    10. Процессы рецептов формул Хенли двадцатого века Том 1 – Chestofbooks.com

    % PDF-1.4 % 560 0 объект > эндобдж xref 560 108 0000000016 00000 н. 0000003151 00000 п. 0000003298 00000 н. 0000003913 00000 н. 0000004547 00000 н. 0000005078 00000 н. 0000005273 00000 н. 0000005616 00000 н. 0000006085 00000 н. 0000006487 00000 н. 0000006633 00000 н. 0000006848 00000 н. 0000007315 00000 н. 0000007688 00000 н. 0000007883 00000 н. 0000008073 00000 н. 0000008185 00000 п. 0000008299 00000 н. 0000008445 00000 н. 0000008979 00000 н. 0000009516 00000 н. 0000009593 00000 н. 0000010257 00000 п. 0000010553 00000 п. 0000011934 00000 п. 0000011963 00000 п. 0000012109 00000 п. 0000012305 00000 п. 0000012501 00000 п. 0000012647 00000 п. 0000012760 00000 п. 0000013849 00000 п. 0000014473 00000 п. 0000015049 00000 п. 0000015502 00000 п. 0000015775 00000 п. 0000016253 00000 п. 0000016665 00000 п. 0000016899 00000 н. 0000017503 00000 п. 0000018140 00000 п. 0000018988 00000 п. 0000019953 00000 п. 0000021285 00000 п. 0000022272 00000 п. 0000023394 00000 п. 0000023517 00000 п. 0000023646 00000 п. 0000023792 00000 п. 0000023987 00000 п. 0000024151 00000 п. 0000024236 00000 п. 0000024321 00000 п. 0000024462 00000 п. 0000024597 00000 п. 0000024682 00000 п. 0000024767 00000 п. 0000024852 00000 п. 0000025047 00000 п. 0000025193 00000 п. 0000025329 00000 п. 0000025469 00000 п. 0000025611 00000 п. 0000025752 00000 п. 0000025893 00000 п. 0000026035 00000 п. 0000026180 00000 п. 0000026326 00000 п. 0000026521 00000 п. 0000026777 00000 п. 0000026860 00000 п. 0000026915 00000 п. 0000029528 00000 п. 0000032305 00000 п. 0000036823 00000 п. 0000039587 00000 п. 0000043463 00000 п. 0000043599 00000 н. 0000043735 00000 п. 0000043871 00000 п. 0000044008 00000 п. 0000044141 00000 п. 0000044285 00000 п. 0000044425 00000 п. 0000044564 00000 п. 0000044708 00000 п. 0000044849 00000 н. 0000044989 00000 п. 0000045125 00000 п. 0000045260 00000 п. 0000045396 00000 п. 0000045533 00000 п. 0000045655 00000 п. 0000045777 00000 п. 0000045899 00000 п. 0000046058 00000 п. 0000048078 00000 п. 0000048443 00000 н. 0000048884 00000 н. 0000104939 00000 н. 0000117278 00000 н. 0000120755 00000 н. 0000330498 00000 п. 0000333972 00000 н. 0000398164 00000 н. 0000401637 00000 н. 0000002960 00000 н. 0000002456 00000 н. трейлер ] / Назад 675293 / XRefStm 2960 >> startxref 0 %% EOF 667 0 объект > поток h ެ QO (a ~ �% Ɓp! s`a2) ai \ 4mi ~ P $ paSKrrJMvp | sYnz {ޞ {} {

    Исследование древних «бронзов» || Артистизм в бронзе

    Рентгеновская флуоресценция

    Рентгеновская флуоресценция (XRF) – один из многих аналитических методов, используемых для определения состава металлических предметов на основе меди.Однако при неразрушающем использовании необходимо понимать принципы этого метода и, следовательно, значение результатов. XRF-анализ включает первичные рентгеновские лучи, падающие на образец и создающие электронные вакансии во внутренней оболочке атомов; эти вакансии затем заполняются электронами с меньшей энергией из внешней оболочки, производя вторичное рентгеновское излучение. Детектор в приборе XRF измеряет энергию этих вторичных рентгеновских лучей, которые могут быть идентифицированы как исходящие от определенных элементов, и интенсивность пиков, которая пропорциональна количеству каждого элемента.Глубина проникновения первичных рентгеновских лучей и противоположное направление вторичных рентгеновских лучей, достигающих детектора, ограничены миллиметрами или меньше, так что изменение поверхности металлического объекта может не отражать количественно исходный состав. Многие бронзовые предметы могут включать в себя не только медь и олово среди множества идентифицируемых элементов (рис. 36.1).

    Рисунок 36.1. Пики энергии рентгеновского излучения для «бронзового» артефакта викингов из Норвегии

    Разница в энергии между отдельными атомными оболочками варьируется между элементами, поэтому вторичные рентгеновские лучи имеют характерные энергии перехода.Наибольшая интенсивность рентгеновского излучения возникает в результате того, что электрон L-оболочки заменяет вакансию K-оболочки, и называется K α , в то время как электрон M-оболочки, заменяющий вакансию K-оболочки, называется K β . Замена вакансий L-оболочки электронами M-оболочки называется L α . Также существуют различия в энергии между орбиталями внутри каждой оболочки, поэтому рентгеновские спектры включают отдельные линии K α1 и K α2 . Для металлических элементов больше L-линий, чем K-линий, и есть существенные различия в энергии между L α1 , L α2 , L β1 , L β2 и L γ .

    Элементный анализ объектов на основе меди требует, чтобы интенсивность первичного рентгеновского излучения была достаточно высокой для получения достаточного количества вторичного рентгеновского излучения для представляющих интерес элементов, которые для древних металлов включают медь (Cu), мышьяк (As), олово. (Sn), цинк (Zn), свинец (Pb), железо (Fe), серебро (Ag), сурьма (Sb), золото (Au) и ртуть (Hg). Для количественной оценки аналитических результатов можно использовать фильтры для уменьшения фонового сигнала и увеличения пределов обнаружения и точности. Для всех XRF-спектрометров уровень энергии и интенсивность измеряются детектором, а полученные необработанные данные затем могут быть откалиброваны с использованием стандартов и соответствующего программного обеспечения.Стандарты также должны быть из материала на основе меди, поскольку способность вторичного рентгеновского излучения достигать детектора зависит от состава матрицы. Стандарты с диапазоном значений для других элементов (например, меди с содержанием олова 0, 5, 10, 20 и 30 процентов; то же самое для свинца и других) также необходимы для получения наиболее точных результатов.

    При сравнении различных аналитических инструментов, измеряющих вторичное рентгеновское излучение, обнаруживаются различия в размере образца, который может быть размещен, и фактической анализируемой площади.Сканирующие электронные микроскопы и электронные микрозонды хорошо известны для проведения микроанализа, но в большинстве случаев только на небольших объектах, которые могут поместиться внутри камеры для образцов. Полноразмерные и настольные XRF-инструменты анализируют большую площадь, но также имеют ограничения по размеру, в то время как портативные XRF-спектрометры не имеют ограничения по максимальному размеру, поскольку они просто удерживаются рядом с объектом. Хотя пределы обнаружения pXRF могут быть на порядок меньше, чем для обычных XRF-спектрометров, это не влияет на результаты для основных и второстепенных элементов в металлических сплавах на основе меди.

    Ограничения неразрушающего анализа

    Одним из важных вопросов, который следует учитывать, является проведение неразрушающего анализа поверхности потенциально неоднородных образцов. Металлы на основе меди становятся патинированными и со временем могут серьезно ухудшиться на поверхности, в то время как консервация часто включает обработку на металлической основе, что влияет на состав поверхности объекта. Когда невозможно отобрать чистый образец для элементного анализа, анализ нескольких пятен может быстро выявить наличие значительных изменений в составе, которые не характерны для исходного отлитого объекта.Кроме того, отношения интенсивности K / L для таких элементов, как олово и медь, имеют фиксированные значения, но они заметно изменяются из-за коррозии, и пятна с нерегулярными значениями могут быть исключены. В идеале в таких обстоятельствах может быть допустимо очистить хотя бы небольшую площадь для повторного анализа. Такая очистка необходима для артефактов, которые, как известно, были обработаны химическими веществами для консервации, содержащими цинк или другие металлические элементы.

    Использование портативного рентгеновского флуоресцентного спектрометра (pXRF)

    Со временем было разработано множество портативных XRF-спектрометров, в то время как только в последнее десятилетие серийно выпускаемые модели были проданы несколькими крупными компаниями.В дополнение к ограничениям неразрушающего XRF для потенциально неоднородных материалов, использование портативных XRF-спектрометров для археологических исследований подняло некоторые вопросы о надежности и сопоставимости различных инструментов. Однако в последние годы было признано, что спектрометры pXRF являются такими же последовательными и точными, как и обычные модели, а разработка калибровки для различных материалов позволяет проводить прямое сравнение с анализами другими аналитическими методами. На данный момент использование pXRF на археологических металлических материалах стало широко распространенным, и его постоянные пользователи лучше понимают как его возможности, так и ограничения.

    В проектах, обсуждаемых в этой статье, использовались две разные модели pXRF, начиная с Bruker III-V + в 2007 году и Bruker III-SD в 2012 году. Различия заключаются в том, что модель III-SD использует кремниевый дрейфовый детектор. , который более чувствителен и имеет лучшее разрешение, чем детектор Si-PIN на модели III-V +. Это приводит к меньшему количеству аналитического времени, необходимого для каждой пробы, и лучшей идентификации элементов с помощью калибровочного программного обеспечения. Для обоих размер луча составляет 5 на 7 миллиметров, так что анализируется значительная горизонтальная область.Для анализа металлов на основе меди использовался фильтр из 12 мил Al и 1 мил Ti для повышения точности показаний, в то время как настройки 40 кВ, 1,5 или 4 мкА и 30–60 секунд использовались для обеспечения полный диапазон пиков металлических элементов с достаточными характеристиками для согласованных точных измерений. Экспериментальные испытания одного и того же пятна много раз показали, что различия в концентрациях элементов (вариация, точность) между анализами составляют лишь часть фактических вариаций в объекте.

    Анализы сплавов на медной основе

    Основной целью элементного анализа металлических артефактов на основе меди является определение количества элементов, намеренно включенных в сплав. Результаты, полученные при сборке объектов на основе меди, могут быть использованы для оценки изменений в технологии производства, доступа к олову и другим металлам, последовательности в легировании различных материалов (например, инструментов, оружия, ювелирных изделий) и методов переработки. Многие такие артефакты, будь то инструменты, оружие или украшения, имеют большую художественную и / или археологическую ценность и выставлены в музеях.Даже для небольшого количества объектов анализ обеспечивает правильную идентификацию и описание как музейных экспонатов, так и публикаций.

    Одним из примеров является небольшая бронзовая голова (инв. 1984.6) из коллекции Университета Эмори, для которой неразрушающий анализ был проведен на трех разных участках (рис. 36.2). Все показывают, что медь, безусловно, является основным металлом, в то время как количества олова, свинца и серебра значительно различаются. На макушке волос гораздо больше свинца (~ 14%) и олова (~ 11%), чем в области губ, где всего около 1% свинца и 3% олова; ни у кого нет серебра.Однако в области глаз содержится около 2–3% серебра (и около 4% свинца и 7% олова). Ниже представлены еще несколько примеров неразрушающего исследования элементного состава с использованием портативного XRF.

    Рисунок 36.2. Портативный рентгенофлуоресцентный анализ маленькой «бронзовой» головы в Университете Эмори Рисунок 36.3. «Бронзовые» предметы в музее Паоло Орси, Сиракуза, Сицилия

    Сицилия бронзового века

    Артефакты на основе меди редко находили на памятниках медно-бронзового века на Сицилии, будь то инструменты, оружие или украшения, и их фактический состав практически не изучался.Было получено разрешение на проведение неразрушающего анализа pXRF большой коллекции в Музее Паоло Орси в Сиракузах и других на Сицилии. Две чаши с сайта Caldare (инв. 16290, 16291) были испытаны на множестве точек на внутренней и внешней стороне и отдельно прикрепленных ручках (рис. 36.3). Нельзя было избежать тяжелой патины, и показания для олова на каждом из них варьировались от 0,7 до 5,7% и от 1,8 до 9,6%. На одной из рукояток было заметно больше свинца (3,0%) и мышьяка (0,9%), что предполагает отдельный начальный процесс производства, возможно, с медью из другого источника.Для кинжала (Caldare inv. 16292) олово колеблется от 1,0 до 7,9% для шести испытанных точек, включая заклепку в основании. Одно пятно содержало измеримое количество цинка (1,6%), что предполагает использование консерванта. Эти примеры иллюстрируют ограничения проведения анализа поверхности бронзы с сильным патинированием и / или консервационной обработкой. Тем не менее, предварительные результаты более чем 100 проанализированных артефактов показывают большой разброс в количестве олова, использованного в исходных сплавах, что может быть объяснено нерегулярной доступностью олова в месте, столь удаленном от любого источника, и / или отсутствием олова. крупномасштабные производственные центры и стандартизированные методы легирования.

    Эпоха викингов, Норвегия

    К эпохе викингов широко использовались бронза и латунь. Неразрушающий анализ с использованием pXRF был проведен в музее Ставангера, Норвегия, для проверки любых закономерностей и предоставления информации для каталога и экспозиции музея. Среди почти тридцати протестированных объектов на основе меди крестообразная копия броши выделяется как типичная бронза с намеренно добавленным только оловом (9,4%) (рис. 36.4). Все остальные протестированные предметы были латунными, содержание цинка колебалось от нескольких процентов до более чем двадцати, и более половины также содержали олово и / или свинец (таблица 36.1). Диапазон процентных соотношений для каждого из этих трех элементов также подтверждает вероятность вторичной переработки, а не первичного производства латунных предметов.

    Рисунок 36.4. Крестообразная брошь эпохи викингов, Музей Ставангера, Норвегия. Анализ внутреннего края с помощью pXRF 9028 0,1 902 902 902 9028 0,7 0,12

    9028 0,12,0801 2,5
    Образец Cu Zn As Pb Sn Fe
    Крестообразная брошь 89.9 0,1 0,0 0,5 9,4 0,0
    S411 73,6 24,3 0,2 0,9 0,52 0,50 0,0 9,1 0,1 0,9 1,2 0,1
    S826-2 80,0 16,8 0,1 0,9 1.6 0,1
    S828 80,7 6,1 0,1 1,9 9,5 0,1
    S1001 86,0
    S1558 80,7 16,5 0,2 1,4 0,6 0,1
    S1882 85.6 8,2 0,0 4,3 1,2 0,2
    S1889 88,2 9,8 0,1 0,7 0,5 0,50 0,128 0,0 10,0 17,4 2,6
    S2272 85,9 8,7 0,4 1,3 2.6 0,5
    S2351 77,2 19,8 0,1 0,4 2,0 0,0
    S2552 81,4 0,5 81,4 0,5 4,3
    S2820 81,9 16,4 0,0 0,5 0,5 0,1
    S2852 85.1 11,8 0,0 0,6 1,8 0,1
    S3162-a 92,1 4,9 0,2 1,4 0,7 1,4 0,7 88,3 9,1 0,1 1,1 0,6 0,1
    S3168 82,4 11,8 1,5 1,79 1,0
    S3237 75,8 22,7 0,2 0,3 0,4 0,0
    S3426 82,4
    S3857 81,7 16,5 0,0 0,6 0,5 0,0
    S4083 80.1 10,1 0,0 8,4 1,8 0,0
    S4140 76,5 14,0 0,1 1,2 7,70 1,2 7,7 1,6 0,8 0,5 0,4
    S7129 84,8 6,0 0,5 2,9 4.2 1,1
    S8352 84,8 9,6 1,0 2,0 1,2 0,8
    5,31 0,8
    S12291 67,8 67,8
    S12720 70,6 8,0 2,6 10,7 5,9 1,0
    Таблица 36.1. Элементный состав медных предметов в музее Ставангера, Норвегия.Значения являются средними для нескольких протестированных точек; те, что выделены курсивом, несовместимы между точками.

    Анализ на месте в Калабрии с использованием pXRF

    В большинстве случаев образец следует очистить перед анализом состава, чтобы избежать проблем с загрязнением. Но для объектов на основе меди любая «грязь» вряд ли существенно повлияет на пропорции меди, олова, свинца и других металлических элементов, кроме железа. Таким образом, анализ на месте может дать надежные оценочные результаты, которые можно сразу же передать команде раскопок, местным властям и посетителям.На месте греческого поселения Франкавилла Мариттима в Калабрии, Италия, при раскопках было обнаружено захоронение (могила 14) с металлическими артефактами на основе меди (предметы 999–1000) (рис. 36.5). Анализы, проведенные на месте в тот же день, показали, что обе они представляют собой оловянные бронзы (11 и 13% Sn) без добавления мышьяка, свинца или цинка.

    Рисунок 36.5. Раскопанное захоронение в Франкавилла-Мариттима, Калабрия, с множеством подношений (слева), проанализировано с помощью pXRF в полевых условиях (справа)

    Анализ индейской таблички

    Металлическая табличка с надрезом в стиле коренных американцев была найдена на участке Blueberry, близком к периоду контакта (8HG678), в долине Киссимми на юге центральной Флориды (рис.36,6). Был проведен анализ, чтобы определить, была ли она изготовлена ​​людьми из Бель-Глэйд с использованием самородной меди (то есть чистой, геологически естественной меди) или с использованием технологии плавки и литья, которая была представлена ​​в Северной Америке после контактов с европейцами. Многократные точечные анализы с обеих сторон с помощью pXRF показали практически чистую медь, в большей степени, чем для типичных изделий из плавленой меди, которые часто содержат некоторое количество железа, кальция и других элементов, оставшихся от шлака. Также было бы более вероятно, что металл европейского производства будет использоваться из сплава, а не из чистой меди.

    Рисунок 36.6. Индейская медная табличка с сайта Blueberry, Флорида.

    «Бронзы» в музеях искусств Флориды

    Большинство греческих, римских, латиноамериканских и других металлических артефактов, выставленных в музеях США, были приобретены путем покупки или пожертвования, а не в результате раскопок, поэтому возникают вопросы об их первоначальном археологическом контексте, а также об их подлинности.С помощью pXRF почти все металлические артефакты в Художественном музее Тампы (80 предметов, в основном греческих и римских) и в Художественном музее Орландо (125 южноамериканских предметов) были проанализированы для оценки подлинности и во всех случаях для предоставления композиционной информации для отображения. этикетки и дальнейшие исследования.

    В музее Тампы два северных греческих браслета (TMA 1996.024.001 / 2) имеют согласованные значения, содержащие около 8% олова и 1% свинца, что было обычным явлением в железном веке (рис. 36.7b). Римский «бронзовый» стригил (ТМА 1982.022) не содержит олова, но содержит более 20% цинка, поэтому на самом деле это латунь (рис. 36.7a). Планируется повторное тестирование, чтобы проверить, может ли цинк быть получен в результате консервативной обработки до его передачи в музей, но отсутствие олова сделает его необычным для римских находок первого века нашей эры. Каждая из семи частей шатлена (TMA 1986.204a ‒ g), также относящаяся к примерно 100 году нашей эры, имеет существенно различный состав олова и, таким образом, может быть интерпретирована как совокупность отдельно изготовленных предметов (рис. 36.7c – d) . Все они имеют высокое содержание меди и олова, в то время как один имеет особенно высокое содержание свинца (1986.204e). «Бронзовая» арбалетная малоберцовая кость (TMA 1993.004.010), относящаяся к Западной Римской империи четвертого века нашей эры, по крайней мере, нуждается в гораздо лучшей маркировке, поскольку она включает цинк, золото, ртуть и серебро, но не олово (рис. 36.8)!

    Рисунок 36.7a. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Роман Стригиль Рисунок 36.7b. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Греческий браслет Рисунок 36.7c. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Chatelaine Рисунок 36.7d. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Chatelaine Рисунок 36.8. Пики энергии рентгеновского излучения, показывающие Cu, Zn, Au, Hg, Ag в «бронзовой» римской малоберцовой кости арбалета, Художественный музей Тампы

    В музее Орландо есть много металлических предметов, помеченных как «золото», но анализ с помощью pXRF показывает, что большинство из них на самом деле являются сплавами с высоким процентным содержанием серебра и меди (OMA 2003.078.1-2) (рис. 36.9a). Многие другие указаны как tumbaga (сплав Cu-Ag-Au), но не содержат золота или серебра (таблица 36.2). Начиная с доинкских времен, позолота с истощением, включающая кислотную обработку и окисление поверхности, использовалась для того, чтобы сделать ближайшую поверхность в основном золотом, поэтому рентгенофлуоресцентный анализ приводит к различным концентрациям в зависимости от глубины. Многие другие предметы в музее были просто помечены как «медь» или «металл», и анализ показал, что многие из них относятся к мышьяковистой меди (OMA 2004.104.1-4), рис. 36.9b), и лишь некоторые из них – бронзовые (всего 2–3% Sn) (OMA 2004.032) (рис. 36.9c). Один артефакт, нож (OMA 2004.074), имеет высокий процент цинка, который не использовался в Моче (доколумбовые) времена в Америке, и поэтому не является подлинным (рис. 36.9d).

    9241 9018 , 700–1000 гг. Нашей эры, Moche.Золото22293282228 5,0.112.1
    OMA No. Описание объекта Cu Sn As Pb Ag Au Fe Zn Ca
    13,2 14,6 72,3
    2002.057 Мундштук с зубчатым дизайном, 300–700 гг. Нашей эры, Moche. Золото 27,8 17,0 55,2
    2003.078.1 Плюм, 300–700 гг. Золото 1,9 29,8 68,3
    2003.078.2 Плюм, 300–700 гг. Нашей эры, Наска. Золото 4,5 23,0 72,6
    2004.029 Орнамент, 100–300 гг. Нашей эры, Чиму. Медь 93,0 4,1 3,0
    2004.03 Кольцо с двумя птицами, 1100–1400 гг. Нашей эры, Чиму. 97,4 2,6
    2004.032 Крокодил туми, 1100–1400 гг. Нашей эры, Чиму. Медь / тумбага 97,7 2,3
    2004.052 Туми, 1100–1400 нашей эры, Ламбаеке / Чиму. Медь 90,4 5,7 2,0 1,9
    2004.053 Туми, 200–700 гг. Нашей эры, Ламбайеке / Чиму. Медь / тумбага 98,1 1.9
    2004.054 Туми, 200–700 гг. Нашей эры, Ламбаеке / Чиму. Медь / тумбага 98,5 1,5
    2004.071 Ложка, AD 200–500 95,0 5,0
    ножа, 450–550 гг. н.э., Moche. Медь 46.4 1,7 8,0 35,2 8,7
    2004.080.1 Катушки с ушками, 1100–1400 AD, Moche? Медь 60,4 1,0 38,5
    2004.080.2 Катушки с ушками, 1100–1400 AD, Moche? Медь 42,7 0,7 56,6
    2004.096 Сосуд фигуры, AD 200–400, Наска 2,4 31,2 66,4
    2004.097 Пинцет, AD 500–800, Наска. Золото 3,7 24,9 71,4
    2004.104.1 Металлическая игла, AD 1000–1500, Чанчай 92,6 9328
    2004.104,2 Металлическая игла, AD 1000–1500, Чанкай 98,1 1,9
    2004.104.3 Металлическая игла, AD 1000–1500, Чанчай
    2004.104.4 Металлическая игла, AD 1000–1500, Чанкай 94,3 5,7
    Бусина для птиц, 1100–1400 гг., Чиму. Металл 97,2 2,8
    2004.112.2 Птичья бусина, 1100–1400 гг. Нашей эры, Чиму. Металл 94,6 5,4
    2004.112.3 Птичья бусина, 1100–1400 гг. Нашей эры, Чиму. Металл 97,0 3,0
    2004.112,4 Бусина для птиц, 1100–1400 гг. Н. Э., Чиму. Металл 86,4 11,7 1,8
    Таблица 36.2. Элементный состав медьсодержащих предметов в Художественном музее Орландо. Большинство из них – это чистая или содержащая мышьяк медь или тумбага, а не оловянная бронза. Рисунок 36.9a. Анализируемые шлейфы в Художественном музее Орландо Рисунок 36.9b. Проанализированные иглы в Художественном музее Орландо Рисунок 36.9c. Проанализировали туми в художественном музее Орландо Рисунок 36.9d. Исследованный нож в Художественном музее Орландо

    Этрусские бронзовые зеркала на юго-востоке США

    Блестящие бронзовые зеркала широко производились этрусками, и многие из них были найдены в их гробницах. Обычно украшенные с одной стороны и гладкие с другой стороны, их сейчас много в американских музеях (рис. 36.10a – b). Тестирование с помощью pXRF использовалось для оценки состава этрусских зеркал в американских музеях, а также для дальнейшей проверки гипотезы о том, что многие из них могут быть подделками.Был проведен анализ более чем тридцати зеркал в Смитсоновском институте, Университете Джонса Хопкинса, Художественном музее Уолтерса, Балтиморском музее искусств, Университете Эмори, Художественном музее Тампы и Музее Ринглинга в Сарасоте. Известно, что многие из них были обработаны консервантом, но анализ нескольких пятен позволил нам избежать этой проблемы при устранении потенциальных различий между сторонами зеркала, а также с прикрепленными декорированными ручками (рис. 36.10c). Из полученных результатов следует, что в ранние этрусские времена количество олова было таким же, как и для бронзовых инструментов (~ 8-15%), в то время как к третьему веку до нашей эры количество олова значительно увеличилось (~ 20%). –30%) и, следовательно, отражательная способность зеркала.Хотя многие зеркала в этих музеях считаются подделками, исходя из их стиля, лишь некоторые из них имеют несовместимый химический состав (с цинком).

    а б c Рисунки 36.10a – c. Три образца этрусских бронзовых зеркал с множественными пятнами, испытанными с обеих сторон

    Заключение

    Использование неразрушающих аналитических методов предоставляет множество возможностей для изучения бронзы и других предметов в музеях и других местах по всему миру.Представленные здесь примеры иллюстрируют некоторые из конкретных вопросов, на которые может дать ответ знание состава материалов на основе меди. Однако пользователь и читатели их отчетов должны понимать, что, хотя точность и точность инструментальных результатов pXRF высоки, остаются ограничения в интерпретации значений, полученных для медных сплавов с патинированными и деградированными поверхностями.


    Благодарности

    Я очень ценю помощь Роберта Бауэрса в создании калибровочных кривых для металлов на основе меди; коллегам Нэнси де Груммонд, Мартину Гуггисбергу, Мэдсу Равну, Рене Штайн и Андреа Вианелло за их роль в тематических исследованиях, представленных в этой статье; а также многочисленные официальные лица и сотрудники музеев, участвующие в предоставлении разрешений и доступа к объектам для неразрушающего анализа.Финансирование некоторых из этих исследований поступает из Университета Эмори, Университета штата Флорида и Университета Южной Флориды.

    Банкноты

    Хлебных крошек в бронзе: соединение химии и истории искусства в скульптурах Родена: Центр научных исследований в искусстве

    2 мая 2015By Jia You

    Французский художник Огюст Роден, широко известный как отец современной скульптуры, создал одни из самых запоминающихся произведений, известных человечеству, в том числе «Мыслитель».Но датирование огромного количества бронзовых скульптур, созданных плодовитым художником, представляет собой проблему для музеев во всем мире. Теперь ученые Северо-Западного университета / Института искусств Чикагского центра научных исследований в области искусства (NU-ACCESS) разработали метод, помогающий музеям, путем изучения самого материала, из которого состоят эти произведения искусства.

    В 19-м и начале 20-го века художники, такие как Роден, тесно сотрудничали с мастерскими по литью металла, известными как литейные, при создании своих скульптур, сказала Моника Ганио, научный сотрудник NU-ACCESS, которая работала над проектом.Такой художник, как Роден, строил глиняную модель своей скульптуры и отправлял ее в литейные заводы в Париже, где ремесленники отливали настоящие скульптуры из бронзы.

    На литейных заводах принято создавать несколько изданий бронзовых скульптур по оригиналу художника. Но скульптуры Родена – особый случай, сказал Ганио, потому что незадолго до своей смерти художник дал французскому правительству право сделать столько копий своих скульптур, сколько пожелает. Эти слепки включают огромную коллекцию в Центре искусств Кантора в Стэнфордском университете, состоящую из 200 скульптур.

    Изучая химический состав бронзы, ученые NU-ACCESS определили литейные предприятия, в которых отливали «Могучую руку» Родена и другие известные скульптуры, собранные в Smart Museum при Чикагском университете. (Предоставлено: The Smart Museum в Чикагском университете)
    Хотя эти посмертные копии считаются подлинными скульптурами Родена, часто считается, что чем раньше были отлиты скульптуры, тем больше они сохранили прекрасные отметины художника, – сказала Франческа Касадио, соавтора. директор NU-ACCESS.Тем не менее, у историков мало архивной информации о более ранних слепках, что затрудняло попытки идентифицировать и датировать некоторые из них.

    Итак, группа ученых во главе с Марком Уолтоном, профессором материаловедения Северо-Западного университета и старшим научным сотрудником NU-ACCESS, решила посмотреть в другом месте – на бронзу, из которой состоят скульптуры. Металлический сплав, используемый для изготовления сосудов и скульптур со времен Древней Греции, бронза состоит в основном из меди и олова, но во времена Родена литейные заводы также добавляли в сплав цинк, чтобы снизить его температуру плавления, что привело к получению более текучего материала, который может сохранить более мелкие детали в металле. – оригинальная скульптура художника, – сказал Ганио.

    Как и в любом другом конкурирующем бизнесе, у каждого литейного производства был уникальный рецепт бронзы, коммерческая тайна, которую они тщательно охраняли, сказал Касадио. Слишком мало цинка приведет к получению жесткого материала, который теряет более мелкие детали, а слишком большое количество элемента приведет к созданию слишком хрупких скульптур. Изменяя состав бронзы, а также отделку ее поверхности, литейщики могли создавать различные образы готовой скульптуры, которые удовлетворяли вкусу художника, от полированного и глянцевого до матового.

    «Это немного похоже на ваш любимый рецепт пирожных», – сказал Касадио. «Да, это все мука, масло, шоколад и сахар, но если я сделаю это, а твоя бабушка сделает это, тебе может понравиться бабушка больше».

    Это дало ученым идею: возможно, анализируя точный химический состав бронзовых скульптур Родена, они могли бы найти подсказки о том, какие литейные фабрики производили какие скульптуры, и использовать результаты для датировки произведений искусства.

    Чтобы проверить свою идею, ученые исследовали 23 скульптуры в Smart Museum при Чикагском университете, состоящие из работ, созданных не только Роденом, но и современниками, такими как Жак Липшиц.По словам Ганио, около трех четвертей скульптур имеют четкие следы собственности, которые показывают, на каких заводах они были отлиты, в то время как происхождение других скульптур неизвестно.

    Чтобы проанализировать химический состав этих скульптур, не повредив их, ученые использовали специальный инструмент: портативный неинвазивный рентгеновский аппарат, известный как рентгеновский флуоресцентный спектрометр. Для каждой скульптуры они использовали аппарат, чтобы сиять Рентгеновские лучи в различных точках скульптуры на расстоянии.Рентгеновские лучи возбуждают электроны в бронзе, которые излучают флуоресцентный свет. На основе флуоресцентных подписей, которые служат штрих-кодами для различных элементов в бронзе, ученые определили точный химический состав скульптур, даже не касаясь скульптур. Узнав химический состав каждой скульптуры, ученые провели статистический анализ скульптур с известным происхождением, чтобы убедиться, что их гипотеза верна. И действительно, скульптуры из одного литейного цеха сгруппированы в отдельную группу.Например, бронза, произведенная литейным заводом Alexis Rudier, который отлил большинство скульптур Родена, имела очень низкое содержание цинка, что могло быть связано с определенной техникой литья металла, которую использовал литейный завод, сказал Ганио.

    Как настоящие детективы, ученые использовали данные, чтобы вывести неизвестное из того, что они теперь знали. Они создали базу данных рецептов бронзы, связанных с каждым литейным цехом, и исследовали химический состав скульптур неизвестного происхождения, чтобы увидеть, где они могли быть отлиты.

    И это только начало их детективной работы. В конце этого месяца ученые NU-ACCESS летят на запад в Центр искусств Кантора в Стэнфорде, где они изучат музейную коллекцию скульптур Родена и добавят эти конкретные материальные подсказки в инструментарий, который историки искусства могут использовать для идентификации литейные заводы, которые их производили.

    В сентябре ученые надеются сотрудничать с Музеем Пикассо в Париже и Музеем современного искусства в Нью-Йорке, который открывает крупную ретроспективу скульптур Пабло Пикассо.Ученые проведут такой же химический анализ произведений Пикассо, и у них есть много вопросов, на которые нужно ответить, сказал Касадио: работал ли Пикассо с теми же литейными заводами, с которыми работал Роден? И если да, то изменились ли со временем литейные рецепты?

    «Это открывает очень интересные новые пути для истории искусства», – сказал Касадио.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *