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Zeile 62: − === Statuenbronze === − Der Meyers von 1905 benannte für die Legierung einer der Witterung widerstehenden Bronze 89 % Kupfer, 8,2 % Zinn und 1,5 % Blei.<ref name="Meyers-1905" /> − Als Zusammensetzung moderner Statuenbronze wurden 1905 genannt:<ref name="Meyers-1905" /> − {| class="wikitable zebra" style=text-align:center+ − |- − ! width=200px | Statue !! Kupfer − ! Zink !! Zinn !! Blei − |- − | style=text-align:left | [[Reiterstandbild Friedrich Wilhelms IV. (Köln)|Friedrich Wilhelm IV., Köln]] − | 89,55 − | 7,46 − | 2,99 − | – − |- − | style=text-align:left | [[Löwenkämpfer|Löwenkämpfer, Berlin]] − | 88,88 − | 9,72 − | 1,40 − | – − |- − | style=text-align:left | [[Amazone zu Pferde (Tuaillon)|Amazone, Berlin]] − | 90,00 − | 6,00 − | 4,00 − | 1,00 − |- − | style=text-align:left | [[Blücherdenkmal (Berlin)|Blücher, Berlin]] − | 90,10 − | 5,30 − | 4,60 − | – − |- − | style=text-align:left | [[Reiterstandbild Friedrichs des Großen|Friedrich II., Berlin]] − | 88,30 − | 9,50 − | 1,40 − | 0,07 − |- − | style=text-align:left rowspan=2 | [[Reiterstandbild des Großen Kurfürsten|Großer Kurfürst, Berlin]] − | 89,09 − | 1,64 − | 5,82 − | 2,26 − |- − | 87,91 − | 1,38 − | 7,45 − | 2,65 − |} − − Schöne grüne [[Patina]] besaßen laut Meyers 1905:<ref name="Meyers-1905" /> − − {| class="wikitable zebra" style=text-align:center − |- − ! width=200px | Statue !! Kupfer − ! Zink !! Zinn !! Blei !! Eisen !! Nickel − |- − | style=text-align:left | Schäfer am Teich, Potsdam − | 89,20 − | {{0}}1,12 − | 8,86 − | 0,51 − | 0,18 − | – − |- − | style=text-align:left | Bronze aus dem 16. Jahrhundert − | 89,40 − | – − | 8,17 − | 1,05 − | 0,34 − | 0,19 − |- − | style=text-align:left | Diana, München − | 77,30 − | 19,12 − | 0,91 − | 2,29 − | 0,12 − | 0,43 − |- − | style=text-align:left | Mars und Venus, München 1575 − | 94,12 − | {{0}}0,30 − | 4,77 − | 0,67 − | – − | 0,48 − |} − − == Geschichte == Zeile 162:
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Zeile 122: − − == Einzelnachweise == − <references> − <ref name="DIN-CEN-TS13388"> − {{Internetquelle |url= https://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/fnne/din-spec/wdc-beuth:din21:216751920 |titel=DIN CEN/TS 13388; DIN SPEC 9700:2015-08 – Kupfer und Kupferlegierungen – Übersicht über Zusammensetzungen und Produkte |werk=din.de |hrsg=DIN |abruf=2020-03-24}} − </ref> − <ref name="DKI-DIN-EN"> − {{Internetquelle |url= http://www.kupferinstitut.de/wp-content/uploads/2019/09/Infodruck-i.-25.pdf |titel= Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zinn-Zink-Gusslegierungen (Zinnbronzen) |werk= kupferinstitut.de |hrsg= Deutsches Kupfer Institut |datum=2004-12 |abruf=2020-03-24 |format=PDF 1930 kB}} − </ref> − <ref name="DudenBronze"> − {{Internetquelle |url= http://www.duden.de/rechtschreibung/Bronze |titel= Rechtschreibung und Aussprache des Wortes Bronze |werk=duden.de |hrsg=[[Duden]] |abruf=2020-03-24}} − </ref> − <ref name="GrosseDuden7"> − {{Literatur |Titel= Etymologie |Sammelwerk=Der Grosse Duden |Band=7 |Verlag= Bibliografische Institut AG |Ort=Mannheim |Datum=1963}} − </ref> − <ref name="Kienlin"> − {{Literatur |Autor= Tobias L. Kienlin, E. Bischoff, H. Opielka |Titel= Copper and Bronze During the Eneolithic and Early Bronze Age: a Metallographic Examination of Axes from the Northalpine Region |Sammelwerk= [[Archaeometry]] |Band=48 |Nummer=3 | Datum=2006 |Sprache=en |Seiten=453–468 |DOI=10.1111/j.1475-4754.2006.00266.x |Kommentar= Analysen früher Bronzen}} − </ref> − <ref name="KlugeGötze"> − {{Literatur |Autor=[[Friedrich Kluge]], [[Alfred Götze (Philologe)|Alfred Götze]] |Hrsg= [[Walther Mitzka]] |Titel= [[Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache]] |Auflage=20. |Verlag=De Gruyter |Ort=Berlin, New York |Datum=1967 |ISBN=3-11-005709-3 |Seiten=102 |Kommentar=Neudruck („21. unveränderte Auflage“) ebenda 1975}} − </ref> − <ref name="Lokotsch"> − {{Literatur |Autor=[[Karl Lokotsch]] |Titel=Etymologisches Wörterbuch der europäischen (germanischen, romanischen und slavischen) Wörter orientalischen Ursprungs |Verlag=Winter |Ort=Heidelberg |Datum=1927 |Reihe= Indogermanische Bibliothek. Abteilung 1: ''Sammlung indogermanischer Lehr- und Handbücher.'' Reihe 2: ''Wörterbücher.'' |BandReihe=3 |Seiten=132 f. |ZDB= 843768-3}} − </ref> − <ref name="Meyers-1905"> − {{Zeno-Seite|20006372260|454|''Bronze.'' bei Zeno.org, S. 454 ff.}} − </ref> − <ref name="WörterbuchBaskisch"> − {{Literatur |Autor= Martin Löpelmann |Titel= Etymologisches Wörterbuch der baskischen Sprache |Band=1 |Verlag= Walter de Gruyter |Ort=Berlin |Datum=1968 |Seiten=231 |Online= {{Google Buch |BuchID= y5Gyi2_k_LQC |Seite=231 |Hervorhebung= Bronze}}}} − </ref> − </references>
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Metallurgisch wird der Begriff heute nur zusammen mit dem vorangestellten Hauptlegierungszusatz verwendet; man spricht dann korrekt etwa von einer [[Antimonbronze|Antimon-]] und [[Fahlerz|Arsenbronze]], [[Aluminiumbronze]], [[Bleibronze]] oder [[Manganbronze]]. In historischen Kontexten, etwa zu [[Bronzezeit]]<ref>Ernst Pernicka: „Die Ausbreitung der Zinnbronze im 3. Jahrtausend.“ In: [[Bernhard Hänsel]] (Hrsg.): „Mensch und Umwelt in der Bronzezeit Europas.“ Oetker Voges Verlag, Kiel 1998, ISBN 978-3-98043-222-1, S. 135–147 ([http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/propylaeumdok/4193/1/Pernicka_die_Ausbreitung_der_Zinnbronze_1998.pdf] auf archiv.ub.uni-heidelberg.de)</ref> und [[Bronzebildwerk]]en, wird „Bronze“ (in Österreich teilweise ohne endendes -e gesprochen)<ref name="DudenBronze" /> alleinstehend und meist für eine '''Zinnbronze'''<!--Weierleitung hierher fett, gemäß [[WP:WL]]--> verwendet. Auch bei der [[Phosphorbronze]] handelt es sich um eine Zinnbronze, der Phosphoranteil im Metall ist gering.<ref>{{Internetquelle |url= http://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/de/000220657DS01/datenblatt-220657-phosphor-bronze-blech-l-x-b-200-mm-x-150-mm-02-mm-1-st.pdf |titel= Datenblatt einer Phosphorbronze |abruf=2020-12-24}}</ref>
Metallurgisch wird der Begriff heute nur zusammen mit dem vorangestellten Hauptlegierungszusatz verwendet; man spricht dann korrekt etwa von einer [[Antimonbronze|Antimon-]] und [[Fahlerz|Arsenbronze]], [[Aluminiumbronze]], [[Bleibronze]] oder [[Manganbronze]]. In historischen Kontexten, etwa zu [[Bronzezeit]] und [[Bronzebildwerk]]en, wird „Bronze“ (in Österreich teilweise ohne endendes -e gesprochen) alleinstehend und meist für eine '''Zinnbronze'''<!--Weierleitung hierher fett, gemäß [[WP:WL]]--> verwendet. Auch bei der [[Phosphorbronze]] handelt es sich um eine Zinnbronze, der Phosphoranteil im Metall ist gering.
== Etymologie ==
== Etymologie ==
Die heutige Bezeichnung für die Legierung wurde im 17. Jahrhundert zuerst aus dem italienischen ''bronzo'', später auch über das französische ''bronze'' erneut entlehnt. Die Vorgeschichte ist etymologisch unklar.<ref name="GrosseDuden7" /><ref name="WörterbuchBaskisch" /> Das Wort wurde aber zuerst im 14. Jahrhundert aus dem Orient ins Italienische übernommen. Nicht auszuschließen ist ein Zusammenhang mit dem persischen Wort ''birindsch'' (''pirinğ'' bzw. ''birinğ'') für Kupfer, woraus mittellateinisch ''bronzium'' und italienisch ''bronzo'' ableitbar wären.<ref name="KlugeGötze" /><ref name="Lokotsch" />
Die heutige Bezeichnung für die Legierung wurde im 17. Jahrhundert zuerst aus dem italienischen ''bronzo'', später auch über das französische ''bronze'' erneut entlehnt. Die Vorgeschichte ist etymologisch unklar.Das Wort wurde aber zuerst im 14. Jahrhundert aus dem Orient ins Italienische übernommen. Nicht auszuschließen ist ein Zusammenhang mit dem persischen Wort ''birindsch'' (''pirinğ'' bzw. ''birinğ'') für Kupfer, woraus mittellateinisch ''bronzium'' und italienisch ''bronzo'' ableitbar wären.
== Mineralische Grundlagen ==
== Mineralische Grundlagen ==
=== Legierungen und Legierungszusätze ===
=== Legierungen und Legierungszusätze ===
Zinnbronzen sind als Kupfer-Zinn-Legierungen genormt und werden aufgrund der grundsätzlich unterschiedlichen Anforderungen und Eigenschaften in [[Knetlegierung]]en (max. 9 % Zinn), die für die umformende Verarbeitung geeignet sind, und [[Gusslegierung]]en (9 % bis 13 % Zinn) gegliedert.<ref name="DIN-CEN-TS13388" /> Darüber hinaus kommen noch sogenannte Glockenbronzen mit etwa 20 %, max. jedoch 22 % Zinn zur Anwendung.
Zinnbronzen sind als Kupfer-Zinn-Legierungen genormt und werden aufgrund der grundsätzlich unterschiedlichen Anforderungen und Eigenschaften in [[Knetlegierung]]en (max. 9 % Zinn), die für die umformende Verarbeitung geeignet sind, und [[Gusslegierung]]en (9 % bis 13 % Zinn) gegliedert. Darüber hinaus kommen noch sogenannte Glockenbronzen mit etwa 20 %, max. jedoch 22 % Zinn zur Anwendung.
* Phosphor [[Reduktion (Chemie)|reduziert]] Kupferoxid und verflüssigt damit auch die Schmelze. Zinnoxid wird zwar nicht reduziert, kann aber in der desoxidierten Schmelze leichter in die Schlacke aufsteigen. Bei Zugabe von Phosphor als Desoxidationsmittel, in aller Regel als vorlegiertes Phosphorkupfer mit 10 oder 15 % Phosphorgehalt, ist so zu dosieren, dass nach der Desoxidation noch mindestens 0,01 % Phosphorüberschuss in der Schmelze verbleibt. Gießstrahloxidation wird so vermieden, Gießbarkeit und physikalische Eigenschaften im Guss verbessert. Negativ wirkt sich Phosphor lediglich auf die elektrische Leitfähigkeit aus. Bei Gehalten von mehr als 0,1 % tritt Cu<sub>3</sub>P im Gefüge auf. Bei Lagerwerkstoffen kann dies erwünscht sein, bei Leitkupfer ist Phosphor als Desoxidationsmittel durch Mangankupfer oder eine andere phosphorfreie Vorlegierung zu ersetzen.
* Phosphor [[Reduktion (Chemie)|reduziert]] Kupferoxid und verflüssigt damit auch die Schmelze. Zinnoxid wird zwar nicht reduziert, kann aber in der desoxidierten Schmelze leichter in die Schlacke aufsteigen. Bei Zugabe von Phosphor als Desoxidationsmittel, in aller Regel als vorlegiertes Phosphorkupfer mit 10 oder 15 % Phosphorgehalt, ist so zu dosieren, dass nach der Desoxidation noch mindestens 0,01 % Phosphorüberschuss in der Schmelze verbleibt. Gießstrahloxidation wird so vermieden, Gießbarkeit und physikalische Eigenschaften im Guss verbessert. Negativ wirkt sich Phosphor lediglich auf die elektrische Leitfähigkeit aus. Bei Gehalten von mehr als 0,1 % tritt Cu<sub>3</sub>P im Gefüge auf. Bei Lagerwerkstoffen kann dies erwünscht sein, bei Leitkupfer ist Phosphor als Desoxidationsmittel durch Mangankupfer oder eine andere phosphorfreie Vorlegierung zu ersetzen.
* Nickel, das die Entstehung eines zusätzlichen ϑ-Mischkristalls im Bereich um 9 % Zinn bewirkt, erhöht die Zähigkeit und verringert den Wandstärkeneinfluss auf die Festigkeit. Es kommt daher nur bei Gusslegierungen mit einem Anteil bis zu 2,5 % zum Einsatz.
* Nickel, das die Entstehung eines zusätzlichen ϑ-Mischkristalls im Bereich um 9 % Zinn bewirkt, erhöht die Zähigkeit und verringert den Wandstärkeneinfluss auf die Festigkeit. Es kommt daher nur bei Gusslegierungen mit einem Anteil bis zu 2,5 % zum Einsatz.
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== Geschichte der Bronze ==
Zinnbronze ist ab der Mitte des 4. Jahrtausends v. Chr. sowohl zwischen mittlerer Donau und Kaspischem Meer belegt, z. B. ab dem 3. Jahrtausend v. Chr. auf dem Balkan, als auch für die [[Kura-Araxes-Kultur]] (Transkaukasien).
Zinnbronze ist ab der Mitte des 4. Jahrtausends v. Chr. sowohl zwischen mittlerer Donau und Kaspischem Meer belegt, z. B. ab dem 3. Jahrtausend v. Chr. auf dem Balkan, als auch für die [[Kura-Araxes-Kultur]] (Transkaukasien).
Die gewerbsmäßige Herstellung von Bronze dürfte zwischen 2500 und 2000 v. Chr. in [[Vorderasien]] begonnen haben; in [[Mohenjo-Daro]] wurde die kleine Figur eines Mädchens (Tänzerin) gefunden. In [[China]] ist ebenfalls die Verwendung im 3. Jahrtausend v. Chr., spätestens während der [[Xia-Dynastie|Xia-Zeit]] dokumentiert.
Die gewerbsmäßige Herstellung von Bronze dürfte zwischen 2500 und 2000 v. Chr. in [[Vorderasien]] begonnen haben; in [[Mohenjo-Daro]] wurde die kleine Figur eines Mädchens (Tänzerin) gefunden. In [[China]] ist ebenfalls die Verwendung im 3. Jahrtausend v. Chr., spätestens während der [[Xia-Dynastie|Xia-Zeit]] dokumentiert.
Bronze gilt als eine der ersten von Menschen hergestellten und genutzten Legierungen. Sie ist [[härte]]r als reines Kupfer. Reines Kupfer schmilzt bei 1084,62 °C; Bronze mit 20 Masseprozent Zinn schon bei 900 °C (Diagramm [[Bronze#Zinnbronzen|hier]]). Die Zusammensetzung der frühesten Bronzen war oft noch von den eingesetzten Erzen abhängig; es entstanden Legierungen mit Arsen, dessen negativer Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften heute bekannt ist.<ref name="Kienlin" /> Auch bleihaltige Bronzen und – durch das verarbeitete Erz bedingt – solche mit Antimon entstanden und wurden verarbeitet.
Bronze gilt als eine der ersten von Menschen hergestellten und genutzten Legierungen. Sie ist [[härte]]r als reines Kupfer. Reines Kupfer schmilzt bei 1084,62 °C; Bronze mit 20 Masseprozent Zinn schon bei 900 °C (Diagramm [[Bronze#Zinnbronzen|hier]]). Die Zusammensetzung der frühesten Bronzen war oft noch von den eingesetzten Erzen abhängig; es entstanden Legierungen mit Arsen, dessen negativer Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften heute bekannt ist.Auch bleihaltige Bronzen und – durch das verarbeitete Erz bedingt – solche mit Antimon entstanden und wurden verarbeitet.
Die [[Bronzezeit]], als Nachfolgerin der [[Kupferzeit]], die ihrerseits die [[Jungsteinzeit]] ablöste, brachte Bronze[[waffe]]n, Gerätschaften und Schmuck (Bronzefibeln) in der [[Aunjetitzer Kultur]] und der alpinen Bronzezeit. Abgelöst wurde sie allmählich von der frühen [[Eisenzeit]] ([[Urnenfelderkultur]], [[Lausitzer Kultur]]), und schließlich wird mit der [[Hallstatt-Kultur]] die Antike eingeleitet. Bronze und Eisen wurden je nach Aufgabenstellung noch nebeneinander verwendet. Durch Versuch und Irrtum gelangte man zu kohlenstoffarmem [[Schmiedeeisen]]. Damit verlor die Bronze zunehmend an Bedeutung für die Herstellung von Handwaffen. Mit den Griechen und Römern erlebte die Waffentechnik eine bis dato nie gesehene Güte und entwickelte sich im Bauwesen. Auch Denkmäler aus Bronze belegen die großen Erfahrungen in der Antike. Das frühe Mittelalter verlieh neuen Auftrieb; [[Metall- und Glockengießer|Glockengießer]] und Stückgießer unterstützten die kirchliche und weltliche Herrschaft für einige Jahrhunderte, bis die [[Eisenverhüttung]] und der [[Eisenguss]] die Bronze ablösten.
Die [[Bronzezeit]], als Nachfolgerin der [[Kupferzeit]], die ihrerseits die [[Jungsteinzeit]] ablöste, brachte Bronze[[waffe]]n, Gerätschaften und Schmuck (Bronzefibeln) in der [[Aunjetitzer Kultur]] und der alpinen Bronzezeit. Abgelöst wurde sie allmählich von der frühen [[Eisenzeit]] ([[Urnenfelderkultur]], [[Lausitzer Kultur]]), und schließlich wird mit der [[Hallstatt-Kultur]] die Antike eingeleitet. Bronze und Eisen wurden je nach Aufgabenstellung noch nebeneinander verwendet. Durch Versuch und Irrtum gelangte man zu kohlenstoffarmem [[Schmiedeeisen]]. Damit verlor die Bronze zunehmend an Bedeutung für die Herstellung von Handwaffen. Mit den Griechen und Römern erlebte die Waffentechnik eine bis dato nie gesehene Güte und entwickelte sich im Bauwesen. Auch Denkmäler aus Bronze belegen die großen Erfahrungen in der Antike. Das frühe Mittelalter verlieh neuen Auftrieb; [[Metall- und Glockengießer|Glockengießer]] und Stückgießer unterstützten die kirchliche und weltliche Herrschaft für einige Jahrhunderte, bis die [[Eisenverhüttung]] und der [[Eisenguss]] die Bronze ablösten.
=== Bronzen und Bronzelegierungen als Teil moderner Techniken ===
=== Bronzen und Bronzelegierungen als Teil moderner Techniken ===
Kupfer-Zinn-Legierungen für unterschiedliche Techniken werden auch mit ebenso unterschiedlichen Legierungselementen den gestellten Forderungen angepasst. Der Zusatz von [[Nickel]] erhöht bei Gusslegierungen die Zähigkeit, bei Knetlegierungen die Festigkeit, Blei ist unverzichtbarer Bestandteil aller Lagerlegierungen, im Gefüge als metallisches Blei ausgeschieden, stützt es die für [[Lager (Maschinenelement)|Lager]] wichtige [[Notlaufeigenschaft]].<ref name="DKI-DIN-EN" />
Kupfer-Zinn-Legierungen für unterschiedliche Techniken werden auch mit ebenso unterschiedlichen Legierungselementen den gestellten Forderungen angepasst. Der Zusatz von [[Nickel]] erhöht bei Gusslegierungen die Zähigkeit, bei Knetlegierungen die Festigkeit, Blei ist unverzichtbarer Bestandteil aller Lagerlegierungen, im Gefüge als metallisches Blei ausgeschieden, stützt es die für [[Lager (Maschinenelement)|Lager]] wichtige [[Notlaufeigenschaft]].
Ein weites Einsatzgebiet für Kupfer-Zinn-Legierungen ist der Maschinen- und Werkzeugbau, aber auch für Feder- und Kontaktelemente in der Elektrotechnik und Elektronik, z. B. in Schaltkreisfassungen mit vergoldeter Federbronze. Chemische und Nahrungsmittelindustrie nutzen die Korrosions- und Verschleißfestigkeit.
Ein weites Einsatzgebiet für Kupfer-Zinn-Legierungen ist der Maschinen- und Werkzeugbau, aber auch für Feder- und Kontaktelemente in der Elektrotechnik und Elektronik, z. B. in Schaltkreisfassungen mit vergoldeter Federbronze. Chemische und Nahrungsmittelindustrie nutzen die Korrosions- und Verschleißfestigkeit.
Durch Vermischen von Bronzepulver mit flüssigem Kunstharz wie bei der [[Kaltgussbronze]] werden billige Bronzeimitate hergestellt.
Durch Vermischen von Bronzepulver mit flüssigem Kunstharz wie bei der [[Kaltgussbronze]] werden billige Bronzeimitate hergestellt.
== Restaurierung ==
== Restaurierung von Bronzefunden ==
Grundsätzlich ist die Patina auf antiken Bronzeobjekten erhaltenwert. Wird sie unsachgemäß behandelt oder gar entfernt, verliert das Objekt erheblich an Sammlerwert. Das Video erklärt, wie man bei antiken Bronzeobjekten die schadhafte Bronzepatina ersetzt.
Grundsätzlich ist die Patina auf antiken Bronzeobjekten erhaltenswert. Wird sie unsachgemäß behandelt oder gar entfernt, verliert das Objekt erheblich an Sammlerwert. Das Video erklärt, wie man bei antiken Bronzeobjekten die schadhafte Bronzepatina ersetzt.
<youtube>PmgtrQiF5zc</youtube>
<youtube>PmgtrQiF5zc</youtube>
** [http://www.kupfer-institut.de/bronze/ Sonderpublikation Microsite 'Bronze Spezial']
** [http://www.kupfer-institut.de/bronze/ Sonderpublikation Microsite 'Bronze Spezial']
** [http://copperkey.org/ Vergleichstool des DKI zur Werkstoffzusammensetzung anhand internationaler Normen]
** [http://copperkey.org/ Vergleichstool des DKI zur Werkstoffzusammensetzung anhand internationaler Normen]