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Prüfbericht-Nr.: AA 02- 00000
Objekt
1. Gegenstand des Gutachtens
Skulptur aus Bronze, Höhe:
Herkunft:
2. Auftrag
Authentizitätsprüfung mittels Legierungsanalyse, Patina-Analyse und erweiterter Patina-Analyse
(Line-scan)
3. Vorgehensweise
Mikroelementanalyse mittels Atomemissionspektrometrie (ICP-OES-Messung),
Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit angeschlossenem energiedispersivem
Röntgenmikroelementanalysator (EDX)
4. Beschreibung der Einzeluntersuchungen
4.1 Probenahme
Metallprobe: Entnahme mittels 1 mm-HSS-Bohrer.
Nach Säuberung der Oberfläche von Korrosionsprodukten
und geologischen Ablagerungen mittels Senkbohrer wird eine Tiefenprobe
(bei ausreichender Materialstärke bis 5 mm) entnommen.
Probenahmestelle:
Patinaproben: mittels Edelstahlskalpell wird die Korrosionsschicht an mehreren
Stellen so flach abgetragen, daß möglichst wenig unkorrodiertes
Metall in die Probe gelangt.
Probenahmestellen:
Probe für Line-scan: es wird eine Materialprobe (ca. 5 x 5 mm) entnommen,
die den gesamten Querschnitt (Innenpatina - Metallschicht - Außenpatina)
beinhaltet.
Die Probe wird stirnseitig auf einer Ultrafräse so plangeschliffen,
daß die innere Korrosionsrinde erhalten bleibt. Anschließend
wird die Probe mit Kohlenstoff (ca. 0,7 nm Schichtdicke) bedampft und unter dem Rasterelektronenmikroskop
einer korrelierenden ortsaufgelösten Mikroelementanalyse unterworfen.
Probenahmestelle:
4.2 Analytische Untersuchung
Die Metallprobe wurde in destillativ gereinigter Mineralsäure gelöst
und die vorhandenen Metalle mittels Atomemissionsspektrometrie gegen Standardlösungen
der Elemente Kupfer, Zink, Nickel, Blei, Zinn, Arsen, Antimon, Aluminium
und Cadmium quantitativ bestimmt.
Es ergab sich folgende Elementzusammensetzung:
Kupfer
Zink
Nickel
Blei
Zinn
Arsen
Antimon
Aluminium
Cadmium
Die entnommenen Patinaproben wurden im Rasterelektronenmikroskop auf
ihre Elementzusammensetzung durchmustert.
Die Spektren zeigen als Hauptbestandteil Kupfer und Zink, Blei und
Zinn liegen als Nebenbestandteile vor.
Geologische Ablagerungen (Alumosilikate, Eisenoxid und Calciumcarbonat)
sind in geringen Mengen vorhanden.
Elemente, die auf eine moderne Behandlung der Oberfläche hindeuten,
sind nicht in den entsprechenden Konzentrationen nachzuweisen.
Line-scan:
Die Vermessung der präparierten Probe erfolgte über die
gesamte Patinaschicht und bis ca. 50 µm tief in das Metall
(siehe rasterelektronenmikroskopisches Bild und zugehörige
Elementverteilungsdiagramme).
Folgende Merkmale sind vorhanden:
- Die Innenpatina hat an der untersuchten Stelle eine Schichtdicke von ca. 200 µm
- Chloride sind in der Patina nur in geringen Mengen vorhanden
- Silicium, Aluminium und Sauerstoff korrelieren im Inneren der Patina. Als Folge davon
werden die Hauptkorrosionsprodukte (Kupferverbindungen) in den Hintergrund gedrängt
- An der Patinaoberfläche korreliert Kohlenstoff mit Sauerstoff (Hinweis auf Carbonate)
und - andeutungsweise - auch mit Kupfer (Hinweis auf Kupfercarbonat)
- Kupfer korreliert an einigen Stellen, vor allem an der Grenzschicht zum Metall, mit
Sauerstoff (Hinweis auf Kupferoxid)
- Zinkverbindungen zeigen Maxima in der oberflächennahen Schicht und an der Patina-Metall-Grenze
- Im Metall kann eine schwache Entzinkungszone beobachtet werden
- Zinn zeigt in der Patina keine Ausprägung
- Blei ist in der Patina angereichert, mit einem ausgeprägten
Maximum in der Grenzschicht zum Metall
4.3 Beurteilung der Untersuchungen
Aufgrund der Legierungszusammensetzung liegt ein Typ Bronze vor, wie er im
Zeitraum des ... Jahrhunderts in ... verwendet wurde.
Die Spurenelemente Nickel und Arsen sind typische Begleitelemente
einer Kupferverhüttung ohne neuzeitliche Raffination des Rohkupfers.
Der Aluminiumgehalt ist für die Annahme einer zulegierten modernen Aluminiumbronze
nicht ausreichend. Als Quelle kommen Spuren der alumosilikathaltigen Korrosionsschicht
in Frage, die in die Metallprobe gelangt sein können oder geringe
Alumosilikat- und Aluminiumoxid-haltige Verunreinigungen der Legierung.
Weiterhin wurde die Anreicherung der Legierungselemente in der Patina beurteilt.
Die Korrosion der Bronze führt zur Abreicherung von Legierungsbestandteilen,
die schwerlösliche Verbindungen während des Korrosionsprozesses
bilden. Infolge der Schwerlöslichkeit findet bei einem lange
andauernden Korrosionsprozess eine entsprechende Anreicherung der jeweiligen Elemente in der Patina statt. Die Anreicherungsfaktoren
sind abhängig vom Löslichkeitsprodukt der folgenden Korrosionsprodukte:
Blei: Bildung von basischem Bleicarbonat, starke Anreicherung
Zinn: Bildung von Zinnsäure, geringe Anreicherung
Zink: Bildung von Zinkoxid, keine Anreicherung
Die Ergebnisse der Röntgenmikroanalyse führen im vorliegenden
Fall zu folgender Beurteilung:
Kupfer ist als Haupt-Legierungselement nachweisbar. Es zeigt sich
eine korrosionsbedingte Anreicherung der metallischen Nebenbestandteile
in der Patina.
Neben geologischen Ablagerungen (Alumosilicate, Eisenoxid und Calciumcarbonat)
konnten keine weiteren auffälligen Elementgehalte nachgewiesen werden.
Gegen eine Behandlung mit Mineralsäure spricht das Fehlen der entsprechenden
Säureanionen in höherer Konzentration.
Beurteilung der Ergebnisse des Line-scans:
Das Vorliegen einer oxidischen Schicht in der Tiefe der Patina bei
gleichzeitiger Abwesenheit von Chloriden spricht für eine natürlich
gewachsene Korrosionsschicht.
Anreicherungen von Blei an der Patina-Metallgrenze und Zinn in der
oberflächen-nahen Schicht sind erkennbar.
In die Patina eingewachsene geologische Ablagerungen sind vorhanden.
5. Schlussfolgerung
Alle Befunde sprechen für eine Herstellung des Objekts im ... Jahrhundert.
Für eine künstliche Erzeugung der Patina liegen keine Hinweise vor.
Leiter der Prüfeinrichtung
Dr. R. Neunteufel
Anlagen
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