Guld
Guld är den mest beständiga bruksmetallen. Grundämnets beteckning är Au från latinets aurum. Guld bryts inte ner i normal miljö. Endast kungsvatten (3 delar konc. saltsyra, 1 del konc. salpetersyra) kan lösa rent guld. Olegerat guld är mycket mjukt och oerhört smidbart. På grund av de starka molekyl-bindningarna kan metallen smidas ut till extremt fina detaljer. Bladguld har endast en tjocklek på ca 0,00001 mm. Det är en tung metall, densiteten är 18,8 g/cm3. Smältpunkten är vid 1063ºC.
Legeringar
Guld legeras med silver och koppar till metaller av olika hårdhet och färg-skiftning. Det finns grönt, rött, gyllene och ljusgult guld. Guldhalten anges i karat. Hårdheten förändras med karattalet. Den vanligast förekommande halten är 18 karat. Svenskt guld är så gott som alltid haltstämplat. Electrum är en legering av ungefär lika delar guld och silver. Vitt guld är en modern legering av guld och nickel eller guld och palladium. Tumbaga är en syd-amerikansk legering av guld och koppar, 10 % Au och 90 % Cu. Anrikning av guld på ytan framställs genom att kopparen löses ut av sura fruktsafter mellan upprepade glödgningar. Guld lämpar sig väl för emaljering.
Guldhalter
24 karat = rent guld Oxiderar inte.
22 karat = 916/1000
18 karat = 750/1000 Ökande korrosion vid lägre guldhalt.
14 karat = 585/1000
10 karat = 416/1000 Oxiderar relativt lätt.
Förgyllning
Bladförgyllning kan läggas på skiftande material som trä, stuck och metal-ler. Den förgyllda ytan är mycket känslig för hantering och fukt.
Brännförgyllning innebar att ett guldamalgam lades täckande över en basmetallyta. Stycket värmdes till dess kvicksilvret förångades. Metoden kunde återupprepas till dess att förgyllningen blev tjock. Det var en mycket giftig metod och upphörde på 1850-talet.
Elektrolytisk förgyllning kom till användning efter 1840. Metoden inne-bär att en elektisk ström leds genom en lösning av guldsalt till en basmetall där guldet faller ut på föremålet.
Valsad förgyllning har en kärna av en basmetall. Guldet läggs på bägge sidor och valsas tillsammans med basmetallen. Metallerna värms därefter samman. Basmetallen är ofta silver eller nysilver.
Nedbrytning
Guld är ädelt och reagerar inte med omgivande ämnen men legerings-metallerna kan bilda sulfid och oxid på ytan. Anrikning av ytan kan ske genom upplösning av legeringmetallerna. Arkeologiskt guld blir ofta anri-kat i jorden. Följden blir ett skört föremål där den sammanbindande lege-ringsmetallen har lösts ut. Strukturen kan få en kristallin prägel. Arkeolo-giskt guld har ofta en mjuk yta av 24 karat. Ytan är mycket känslig för repor. Nedbrytningsprocessen ökar med minskad guldhalt.
Förgyllda föremål är mer korrosionskänsliga än homogen metall. Det rena guldet som är ädelt påskyndar nedbrytningen av basmetallen så snart det blir en genomgående repa eller skada i ytskiktet.
Platinametallerna är en grupp grundämnen som liksom guld inte bryts ner i vår normala miljö. De är palladium, rutenium, rodium, platina, iri-dium samt osmium. De förekommer endast i sentida föremål.
Underhåll
Alla blanka metallföremål ska hanteras med handskar. Att förvara ädelmetaller stöldskyddat är en självklarhet. Ren luft utan svavel och ozon samt ett jämnt, gärna torrt klimat är bevarande.
Silver
Kemisk beteckning på grundämnet är Ag, förkortning för argentum. Silver är den vitaste metallen som är mycket mjuk och smidbar i rent tillstånd, s.k.
finsilver. Densiteten är 10,5 g/cm3 och smältpunkt är vid 960ºC. Silver är
Metaller 79 korrosionsbeständigt mot syre men inte mot vätesulfid och ozon. För att öka hårdheten legeras silver med koppar. Silver bearbetas genom kallsmide och gjutning.
Legeringar
Britannia silver 95,8 % Ag 4,2 % Cu (Ej att förväxla med britannia metall.) Sterling silver 92,5 % Ag 7,5 % Cu
Verksilver 83 % Ag 17 % Cu
Bearbetning
Legerat silver hårdnar vid bearbetning. Mellan momenten måste stycket glödgas. Koppar i legeringen oxideras (svärtas) på ytan. För att avlägsna oxiden doppas stycket i varm 10 % svavelsyra (betbad). Detta anrikar en finsilveryta. De sista momenten vid tillverkning är upprepade glödgningar och betningar för att få en tjock finsilveryta. Detta betyder att det mörkare kopparhaltiga silvret skyddas av en tunn finsilveryta. Vid skador och ambi-tiösa putsningar kan det mörkare silvret framträda. Det uppträder särskilt på flera hundra år gamla bägare. Den kopparhaltiga ytan är mer oxida-tionsbenägen. Äkta europeiskt sentida silver har nästan alltid halt- och kon-trollstämpel.
Försilvring
För att efterlikna silver försilvras mer oädla metaller eller andra material.
Det är samma tekniker som används inom förgyllning, dvs. bladförsilvring, brännförsilvring och elektolytisk försilvring. Tidiga bladförsilvringstekniker utvecklades i Frankrike under mitten av 1700-talet bl.a. argent haché meto-den (empirepoken) vilken innebär en tunn finsilveryta lagd på mässing.
Sheffield plate (pläter) är en försilvringsteknik som utvecklades av T. Bolsover 1742. En kopparplåt täcks av en silverplåt och de smids samman. Stycket värms till dess att metallerna binds till varandra. Stycket valsas sedan till lämplig tjocklek och bearbetas som silver. En annan teknik utarbetades av R. Ellis 1779. Ett järn- eller kopparföremål doppas i tenn. Bladsilver poleras fast på tennytan, stycket värms till dess att tennet flödar och ytan jämnas ut.
Lägg märke till vad som står på stämplarna. EPNS betyder silverpläterat nickelsilver (se under mässing). EPBM betyder silverpläterad britannia-metall (se under tenn). EP lead betyder silverpläterat bly.
Nedbrytning
Silver sulfideras av vätesulfid och då bildas en mörk svart yta. Är den jämn har den en viss skyddande verkan, om exponering för svavel inte är betyd-ande. Om den är fläckig, kan frätningar bli resultatet efter en längre tid.
Samma fenomen uppstår på lackerat silver när lacken bryts ner. I sprickor och avflagningar etsas metallen och efter lackborttagning är föremålet leo-pardfläckigt. Blanka ytor är extremt känsliga, alla ojämnheter och skador syns väl.
Det är de oädlare metallerna i kontakt med silver som bryts ner först. När försilvringsytan är skadad, blir angreppet på basmetallen större på grund av galvanisk korrosion. Fukthalten i montern och magasinet spelar då en stor roll. Det ska vara så torrt som möjligt.
Arkeologiskt silver är ibland täckt av hornsilver (AgCl) som är ljuskäns-ligt. Ofta är föremålen också angripna av svavelföreningar, och kristallin silversulfid förekommer i korngränserna. Detta gör föremålen mycket spröda.
Niello (tulaemalj) är en svavelmetallförening som förekommer som svart fyllning i graverade ornament. Putsa sådana föremål endast med en torr putsduk. Fyllningen löses upp av elektrokemiska och våta metoder.
Underhåll
Numera är all luft svavelförorenad även om mängderna har minskat det senaste årtiondet. Det räcker med 2 ppm (miljondelar) svavel i luft för att silver ska svartna. I museimagasinet bör luften vara renad med kolfilter.
Detta är inte bara fördelaktigt för metallerna. Många andra material bryts ner av svavel- och kväveoxider, ozon, partiklar samt flyktiga organiska för-eningar. Dessa avskiljs vid kolfilterrening. Flera material inomhus avdun-star också svavel som ull, vulkaniserat gummi, m.fl. Rengöring och even-tuell putsning finns beskrivet tidigare i kapitlet. Alla försilvrade föremål är extra känsliga för putsning. De bör inte åtgärdas utan den mörka ytan kan få vara kvar. De bör förpackas lufttätt som beskrivits tidigare. Handskar bör användas vid hantering.
Koppar och dess legeringar
Koppar, Cu, förekommer oftast som sulfidmalm, dvs. koppar i förening med svavel, men kan även finnas i rent metallisk form i naturen. Densiteten är 8,9 g/cm3 och smälttemperaturen är 1083ºC. Koppar är en mjuk metall och legeras därför ofta med tenn eller zink till en legering som är hårdare.
Koppar var den första metall som utvanns ur malm. Det äldsta koppar-föremål som hittats i Europa är yxan som tillhörde den så kallade ismannen
Silvermedalj skadad av svavel i plastelina. Tydliga gropfrätningar syns efter rengöring.
Metaller 81 som hittades nerfrusen i de italienska alperna. Han levde för ca 5300 år sedan.
Kokkärl har ofta tillverkats av koppar. Eftersom kopparjonerna är mycket illasmakande och i vissa fall giftiga och kan vandra ut i maten som tillagas i kärlet, belades insidan på kopparkärl med tenn. Koppar och dess legeringar kan lödas ihop med lödtenn, men lödningarna blir ofta sköra. Vanligare var därför att nita eller laska ihop kärlfogar.
Brons
Brons är en legering av koppar och tenn. Den började användas för ca 5000 år sedan. Tenntillsatsen gör kopparen hårdare och sänker smältpunkten.
Den vanligast förekommande legeringen innehåller 10 % tenn. Bronser som innehåller mer än 25 % tenn är spröda och kan lätt brytas av. Dessa bronser har en silveraktig yta och användes därför tidigt till bl.a. speglar. För att förbättra bronsens gjutegenskaper tillsattes en liten mängd bly men bronsen blev samtidigt sprödare. Med uttrycket malm i ljusstakar etc. menas ofta en legering av koppar, bly, zink och tenn eller kopparlegering med extra stor tennmängd.
Bronsföremål har ofta förgyllts, försilvrats och förtents och ibland försetts med inläggningar av emalj eller granater.
Arkeologiska bronser
Arkeologiska bronser från nordisk bronsålder är ofta mycket välbevarade.
Föremål funna i jorden kan ibland ha ett mycket tätt, jämnt och skyddande skikt av grön kopparkarbonat, malakit, under det att föremål funna i sjöar och mossar ofta endast har ett tunt brunrött oxidlager, ibland med svarta oxidfläckar. Arkeologiska bronsföremål från järnåldern som varit utsatta för höga temperaturer, t.ex. på ett gravbål, kan ha en mycket porös och skör yta. Ibland kan arkeologiska bronsföremål vara helt omvandlade till korro-sionsprodukter och därför extremt sköra.
Mässing
Vanlig mässing är en legering av 70 % koppar och 30 % zink. Det är en guldgul metall. Densiteten är 8,5 g/cm3. Det är en hårdare metall än koppar.
Den lämpar sig för gjutning och kallbearbetning men hårdnar och måste glödgas mellan momenten. Mässing luktar starkt, särskilt när den är korr-oderad. Metallen är lätt att polera, elektroplätera och patinera. Den första mässingen framställdes redan under romarriket. Därefter tycks kunskapen ha vilat till tidig medeltid. Mässing är den mest guldlika metallen och är basmetall för förgyllda och försilvrade föremål.
Andra mässingslegeringar
Tombak består av mer än 80 % koppar och mindre än 20 % zink och an-vänds som baslegering vid förgyllning och emaljering. Hårdheten ökar med zinkhalten. Muntz metall har proportionerna 60 % koppar och 40 % zink.
Mässing för gjutning finns i olika legeringar och färgskiftningar. Gemen-samt för dem är att de även innehåller mindre mängder tenn och bly. Vissa mässingslegeringar med tillägg av tenn är utvecklade för marint bruk. De är mer korrosionshärdiga.
Nysilver-nickelsilver är en hård gulvit legering som består av 50–70 % koppar, 10–20 % nickel och 5– 30 % zink. Metallen blev vanlig i slutet av 1800-talet som baslegering i försilvrade föremål.
Förnicklade mässings- och nysilverföremål utvecklades i USA på 1870-talet.
Nedbrytning
Föremål av koppar och kopparlegeringar bryts ner i fuktig, sur miljö och vid närvaro av salter, svavelföreningar och ozon. Kopparlegeringar kan bilda ett jämnt brunaktigt oxidskikt som vid ett stabilt klimat kan skydda den underliggande metallen. Patinering av mässing och brons var vanlig under
Egyptisk statyett av brons.
Metaller 83 1800-talet som ett stilelement men också för att skapa en tåligare yta. Vissa ämnen försvagar ytan som klorider från fingeravtryck och stearin, t.ex. på ljusstakar. Vatten som ligger kvar på blanka metallytor och särskilt på mäs-sing ger oxidfläckar, s.k. vattenfläckar. Många gamla mäsmäs-singsföremål är lackerade vid tidigare underhåll. Lacken bryts ner av ljus och värme, och skador kan uppstå där lacken flagnar av.
Basmetallen i förgyllda eller försilvrade föremål löper större risk att brytas ner på grund av galvanisk korrosion. Gamla medeltida, förgyllda mässings- och bronsföremål har många gånger blåsor av korrosion under förgyllningen. I värsta fall flagnar förgyllningen. Ammoniak påverkar mate-rialets hållfasthet. Spänningskorrosion och sprickbildning kan bli följden om metallen bär på mekaniska dragspänningar från tidigare kallbearbetning.
Bronssjuka
Arkeologiska bronsföremål som hittats i saltrika jordar, t.ex. kring Medel-havet och vid den svenska västkusten, eller i havsvatten kan innehålla stora mängder klorider. Vit vaxartad kopparklorid bildas mellan metallytan och korrosionsprodukterna (kopparsalter). Dessa kan om föremålet förvaras fuktigt reagera med vatten och bilda ljusgröna pulveraktiga korrosionspro-dukter. Då dessa tränger upp genom ytskiktet orsakar de kraftiga skador i form av gropar på föremålet. Denna så kallade bronssjuka kan hållas under kontroll om föremålet förvaras i torr miljö vid en relativ luftfuktighet under 35 %.
Underhåll
Eftersom vatten ingår som elektrolyt i de elektrokemiska reaktioner som bryter ner metaller, är det mest skonsamt med torr förvaring. En ren yta korroderar mindre än en dammig. Vattendroppar på blanka mässings- och kopparytor bildar fläckar. Luftföroreningar som svavel, ozon och kväveoxi-der är nedbrytande och bör undvikas. Håll ljusstakar rena från stearin om de används. Lackering med klarlack kan utföras på sentida stora otympliga ljuskronor som man vill hålla högblanka. Omlackering måste utföras, med intervaller beroende på lackens kvalitet, av fackman. Lacken måste gå lätt att lösa upp för att kunna avlägsnas vid senare underhåll. Antikvarisk kon-troll bör ske i samband med åtgärd. Omslipning ska inte accepteras. Putsa inte koppar och mässing i onödan. Föremålen bör isoleras från oren luft i täta skåp eller inslagna i syrafritt papper i tillslutna polyetenpåsar. Åtgärder på arkeologiska föremål ska endast utföras av konservator. Handskar bör an-vändas vid hantering.
Tenn
Stannum är det latinska namnet för tenn och har den kemiska beteckningen Sn. Det är en grå och mjuk metall. Den lämpar sig väl för gjutning och pressning. Tenn har den lägsta smälttemperaturen av alla bruksmetallerna, 232ºC. Densiteten är 7,3 g/cm3. Eftersom tenn har en låg smältpunkt,
används metallen vid lödningar av andra metaller. Tennlod är ofta legerat med bly och antimon för att sänka smältpunkten. Tenn har haft många an-vändningsområden. I våra museisamlingar finns tennfat, kannor, bägare och stop, tennsoldater m.m. Många bruksföremål är förtennade inuti.
Legeringar
Tenn legeras främst med bly men även med zink, koppar, vismut och anti-mon. Romersk pewter (tennlegering) kunde innehålla upp till 50 % bly.
Överstiger man förhållandet 50/50 blir metallen giftig. Efter skråväsendets införande i Sverige kontrollerades tennlegeringar genom mästarstämplar.
Efter 1694 kvalitetsstämplades föremålen. Tvåstämplat innehåller 66 % tenn och 34 % bly. Trestämplat innehåller 83 % tenn och 17 % bly. Fyr-stämplat består av främst tenn med tillsatser av antimon eller vismut men inget bly. De exakta proportionerna i legeringarna var mästarhemligheter.
Britanniametall utvecklades i slutet av 1700-talet. Denna är vitare än äldre pewter på grund av avsaknad av bly i legeringen. Queen’s metall innehåller 88,5 % tenn, 7,1 % antimon, 5,5 % koppar och 0,9 % zink.
Nedbrytning
Tenn är stabilt mellan värde 3,5 och värde 9. Mellan dessa pH-värden bildas ett skyddande skikt. Lösliga salter kan dock starta en nedbryt-ningsprocess. Tenn har två faser, α- och ß-tenn. α-tenn är amorft (ett gråvitt pulver) och ß-tenn är metalliskt. Under 13ºC kan α-tenn bildas, detta kallas tennpest. Oftast visar det sig som en bula som spricker upp. Många gånger rör det sig dock om ett korrosionsangrepp. Utspädd saltsyra och citronsyra fräter på tennlegeringar. Bly i legeringen gör ytan mörkare grå. Vid högre halter bly i legeringen bryts metallen ned av organiska syror som myrsyra och ättiksyra.
Underhåll
Tenn bör förvaras torrt och ej under 13ºC. Tenn ska inte putsas men ren-göring från damm och partiklar är bevarande. Det finns anledning att miss-tänka att det finns bly i legeringen. Därför bör även tennlegeringar skyddas mot organiska syror i omgivningen. Bevara föremålen i magasinet inslagna i syrafritt silkepapper i en försluten polyetenplastpåse. Handskar bör använ-das vid hantering.
Bly
Bly heter plumbum på latin och dess kemiska beteckning är Pb. Det är en mörkare blågrå metall än tenn. Bly är extremt mjukt och hårdnar inte vid bearbetning. Metallen är giftig och tyngre än tenn. Densiteten är 11,3 g/cm3 och smältpunkten ligger vid 327ºC. Bly är inte självbärande för större före-mål, den sjunker ihop med tiden. Plåtar av bly kan spricka genom utmatt-ning vid stora temperaturvariationer. I våra museisamlingar finns blysigill, vikter, bokstavstyper, spröjsar i målade glasfönster m.m.
Metaller 85 Legeringar
Bly ingår som legeringsmetall främst i tenn-pewtermetaller (se tidigare av-snitt). Vissa kopparlegeringar innehåller bly.
Nedbrytning
Bly mörknar med tiden och bildar ett homogent skyddande skikt om det inte förstörs av fukt och lösliga salter. Det största hotet mot blyföremål i samling-arna är påverkan av organiska syror. Även låga halter organiska syror, t.ex.
från spånplattor i snickerier, reagerar omgående med blymetallen.
Ånga och destillerat vatten löser bly.
Underhåll
Bly bör helst förvaras torrt. Lövträ, spånplattor och brunpapp utsöndrar organiska syror som bryter ner bly. Förvara föremålen inslagna i syrafritt papper i förslutna polyetenpåsar. Handskar bör användas vid hantering.
Järn
Järn, Fe av latinets ferrum, förekommer i naturen vanligen som oxidmalmer, föreningar med syre, varav de viktigaste är hematit, blodstensmalm och mag-netit, svartmalm. I början framställdes järnet ur sjö- eller myrmalm eller ur rödjord som innehåller hög halt av järnoxid. Järn är en hård och plastiskt formbar metall som kan bearbetas i glödgat tillstånd. Rent järn har en hög smälttemperatur, ca 1535ºC och en densitet på 7,9 g/cm3.
Smidesjärn och stål
Alla järnföremål i Europa från förhistorisk tid är av smidesjärn som inne-håller mindre än 0,5 % kol och olika kvantiteter av slagg, fosfor och svavel.
Om kolhalten ökas till ungefär 1 % erhålls stål som är hårdare än smidesjärn.
Eftersom det krävs mycket arbete för att öka kolhalten, bearbetades ofta en-dast speciellt utsatta delar av föremålet som t.ex. eggen hos redskap och vapen. Stål med olika kolmängd kan smidas ihop (vällas) och ge ett mönster i svärdsklingor och knivblad. Denna teknik kallas damaskering.
Metallföremål, särskilt av tenn- och blylegeringar, bevaras betryggande på lackerade metallhyllor.
Gjutjärn
Gjutjärn innehåller mer än 2 % kol och varierande mängd fosfor och svavel.
Ungefär 2000 år efter det att Kina utvecklat tekniken att gjuta järn, började man i Europa i slutet av medeltiden att gjuta bl.a. kanonkulor. Gjutjärn är hårt och sprött och kan inte smidas. Tryckhållfastheten är högre än hos smides-järn. Då gjutjärn under 1700-talet började användas till större konstruktio-ner, som t.ex. broar, var man tvungen att göra dessa i mycket grova dimen-sioner. Numera används tillsats av magnesium för att göra gjutjärnet mindre sprött.
Nedbrytning
Järn är en relativt instabil metall och reagerar, om det finns tillgång på syre och vatten, lätt med olika ämnen. Järnet rostar. På föremålet syns orange-bruna, pulvriga korrosionsprodukter. Får detta fortsätta sprängs ytan sönder, spricker och flagnar. Förvaras föremålet i en mycket fuktig miljö kan bruna vätskedroppar bildas på ytan. Om järnföremålet innehåller klorider, på-skyndar dessa korrosionsprocessen genom att ta till sig fukt ur luften. Då järnet bearbetas vid smidning byggs spänningar in i metallen. Ju mer man smider järnet, desto mer spänningar bygger man in i det. Korrosionen följer ofta smidesriktningen.
Arkeologiska järnföremål är ofta mer eller mindre genomrostade och inne-håller nästan inte någon metallkärna längre. En del föremål kan vara helt ihåliga. Föremål av gjutjärn som legat i havet under lång tid kan ha förlorat allt metalliskt järn, trots att de ser välbevarade ut.
Det finns en del järnföremål som vid tidigare konservering behandlats med syra så att korrosionsprodukterna inklusive orginalytan försvunnit. Före-målen har förlorat sin form. På grund av den blottlagda och gropiga metall-ytan är de mycket känsliga för fortsatta rostangrepp. Av alla material som förvaras på våra museer är det många gånger de arkeologiska järnföremå-len som förvaras i den för föremåjärnföremå-len mest olämpliga miljön. Det är emeller-tid en grupp som kräver mycket torr förvaring för att klara sig utan skador.
Helst ska de förvaras vid en relativ luftfuktighet under 18 %. På sommaren stiger den relativa luftfuktigheten inomhus ibland till 60–80 %. Vid en så hög luftfukt kan ett arkeologiskt järnföremål rosta sönder på ett par dagar.
För stabil magasinering av arkeologiskt järn erfordras ett avfuktat torr-magasin.
Underhåll
Som temporärt skydd mot rost på sentida föremål av smidesjärn och stål kan man använda produkter som finns i handeln avsedda för rostskyddsbehand-ling av bilkarosser och maskiner. Det finns en mängd olika produkter men alla har det gemensamt att de är verksamma endast en begränsad tid.
Som temporärt skydd mot rost på sentida föremål av smidesjärn och stål kan man använda produkter som finns i handeln avsedda för rostskyddsbehand-ling av bilkarosser och maskiner. Det finns en mängd olika produkter men alla har det gemensamt att de är verksamma endast en begränsad tid.