Informace o materiálu

Historický vývoj

Aby bylo možné zevrubně popsat význam, nadčasovost a budoucí perspektivu materiálu červený bronz, je třeba obrátit úhel pohledu do období před naším letopočtem.

Historie lidstva byla rozhodným způsobem utvářena určitými materiály, které nás dodnes provázejí každodenním životem. Posuzujeme-li různá období dějin lidstva, poznáme hluboký význam a důležitost těchto materiálů. Tyto materiály daly svá jména dlouhým obdobím vývoje lidstva: doba kamenná, doba měděná, doba bronzová a doba železná. To, zda jednotlivé materiály naší dnešní doby při pozdějším historickém posuzování se také jednou stanou tak slavnými, je třeba vyznačit velkým otazníkem.

Dřívější znalost materiálů se zakládala výhradně na jejich mocenství a rozšíření v rámci chemie. Co to znamená? První kovové materiály byly v raných dobách člověku přístupné pouze tehdy, když se nacházely v přírodní podobě v zemské kůře. Musely existovat v elementární podobě, protože potřebné procesy k získávání kovů nebyly ještě známé. Znamenalo to současně, že se nesměly podílet na přírodních procesech koroze. Tuto skutečnost si mohla připsat pouze hrstka kovů, a to: zlato, stříbro, platina a měď. V této souvislosti se stále více uvádí také železo. Je však třeba uvést, že se u železa známého v těchto raných dobách jednalo výhradně o železo meteorické, takže ve své množstevní dostupnosti bylo výrazně za vzácnými kovy.

Dřívější znalost výše uvedených prvků se tudíž opírala o jejich chybějící nebo nepatrnou slučivost s dnes nám všem známými nekovy kyslíkem, sírou, chlórem atd. Tato skutečnost vedla nakonec k tomu, že zlato, stříbro a platina byly označeny jako vzácné kovy a měď jako poloušlechtilý kov.

The early awareness of the above-mentioned elements is thus based on their lack or a low amount of affinity to the non-metals we all know about, oxygen, sulphur, chlorine etc. In the end, this fact led to gold, silver and platinum being called noble metals and copper as a seminoble metal. The naming was thus "the first amateurish view of corrosion" of the metallic materials known back then.

That meant copper, widely more available than noble metals as the most important metal for human progress, began its triumphal march already approx. 5000 years BC. Jars, curved plates as water lines and artistic objects were manufactured by beating and forging the materials.

With the dedicated use of energy, i.e. using wind to bring fire to high temperatures, ­it became possible to create the first parts fabricated through casting.

However, this step was only possible after humankind solved the problem of making a fire resistant vessel to melt the metal. Generally, copper was melted in a stone or in a vessel lined with clay or a soil trough and then conducted to processing­­.

During this development, copper was also melted in ore-bearing stones or earth without the person doing this actually being aware of this fact.

That was the hour of birth of the first copper-based alloys. If one led tin into the copper, one got „Bronze“; if the element one mixed with the copper was zinc, one got "Brass".

Both materials, due to their commonality and longevity, were quickly propagated throughout human civilisation. But already in this early phase of the development of the use of metals, the users differentiated the metal alloys according to their durability. Brass was worked into decorations and articles of daily use within protected habitats­. On the contrary, bronze was more suitable for artistic and daily use articles that might be exposed to weather or even to seawater that could defy these extreme environments for 7000 years and that are available to us today as witnesses of pre-historical developments.

With the introduction of craftsmanship and later through industry, the demand for metallic materials increased so much that the metals native to the Earth's crust could no longer cover this demand. Humanity sought new ways and found the path to iron, aluminium etc. through metal deoxidation, and to large copper deposits.

This step forward for humanity however simultaneously included the modern topic of corrosion resistance and ion leakage in the alloys.­­

Pojmenování tak bylo „prvním laickým posouzením koroze“ tehdy známých kovových materiálů.´Měď, která díky své dostupnosti měla značnou převahu nad vzácnými kovy, zahájila tak své vítězné tažení jako nejvýznamnější kov pro pokrok lidstva již zhruba 5000 roků před naším letopočtem. Vyráběly se zde nádoby, zakřivené desky pro vedení vody a umělecké předměty tepáním a kováním materiálů.

Cíleným využitím energie, tj. pomocí ohně přivedeného větrem na vysoké teploty, se podařilo vytvořit první součásti vyrobené litím.

K tomuto kroku však mohlo dojít teprve poté, co člověk vyřešil problém ohnivzdorné nádoby k tavení kovu. Měď se zpravidla roztavila v kameni nebo v nádobě vymazané hlínou nebo v půdní vaně a potom byla přivedena k zpracování.

V rámci tohoto vývoje se měď bez vlastního vědomí jednajících osob tavila také v horninách nebo zeminách obsahujících rudu.

To byl okamžik zrodu prvních základních slitin mědi. Přidáme-li k mědi cín, dostaneme „bronz“; pokud byl prvkem, který se smísil s mědí, zinek, vznikla „mosaz“.

Oba materiály díky své použitelnosti a dlouhé životnosti našly rychlé rozšíření v lidské civilizaci. Ale již v této rané fázi vývoje používání kovů rozlišovali uživatelé kovové slitiny podle jejich trvanlivosti. Mosaz se zpracovávala na ozdoby a předměty denní potřeby uvnitř chráněných obytných prostor. Bronz byl naproti tomu vhodný na umělecké předměty a předměty denní potřeby, které mohly být vystaveny atmosférickým vlivům, dokonce i mořské vodě, vzdorovaly těmto extrémním podmínkám 7000 roků a dnes nám jsou k dispozici jako svědkové času onoho raně historického vývoje.

Zavedením řemesel a později díky průmyslu vzrostla potřeba kovových materiálů tak silně, že již nemohla být pokryta výše uvedenými kovy vyskytujícími se v přírodní podobě v zemské kůře. Lidstvo hledalo nové cesty prostřednictvím snížení oxidů kovů a našlo cestu k železu, hliníku atd. a k velkým nalezištím mědi.

Tento pokrok pro lidstvo ovšem současně zahrnoval také dnes aktuální tématiku odolnosti proti korozi a uvolňování iontů ze slitin.

Dobývání kovu redukcí

Pokud posuzujeme dobývání kovů z jejich sloučenin, poznáme, že např. chemicky stabilní oxidy je možné prostřednictvím uhlíku omezit a pozdvihnout na energeticky vyšší, současně však nestabilní úroveň, viz obrázek 6. Když nyní postavíme na roveň pojmy „stabilní“ a „nestabilní“ s rovnovážnými stavy, poznáme, že nestabilní stav může být nabídkou rezivějících prvků rychle a bez problémů přiveden zpět na stav stabilní. Voda jako elektrolyt zde nabízí téměř nevyčerpatelný potenciál.

Vyjádření k červenému bronzu z DIN 50930-6

"Červený bronz má neomezené použití pro pitnou vodu"

Jak je znázorněno v následující tabulce, slitina červeného bronzu je normou DIN 50930-6 upravena pouze nepatrně. Změny se týkají pouze prvků olovo a nikl. Snížení obsahu olova je přitom pouze o 1 % pod dosavadní přípustnou minimální hodnotou DIN EN 1982. U hodnoty niklu dochází s < 0,6 % pouze ke snížení v rámci výše uvedené normy materiálu. Nejedná se tudíž o nový červený bronz, nýbrž o červený bronz s obsahem olova upraveným o 1 % směrem dolů.

Použití pro pitnou vodu

Červený bronz = CuSn5Zn5Pb2 Prvky podle DIN 50930-6 vhodné pro pitnou vodu
měď Cu zbytek
cín Sn bez údaje
zinek Zn bez údaje
olovo Pb maximum 3,0 %
nikl Ni maximum 0,6 %
antimon Sb maximum 0,1 %
nečistoty vždy maximum 0,02 %
Výtah prvků podle DIN 50930-6*  

* DIN 50930-6 udává pouze odkaz na ovlivnění pitné vody migrací iontů kovů. Nevypovídá o odolnosti materiálu proti korozi.

Zkoumání tohoto upraveného materiálu ukazují, že mechanické hodnoty, tj. pevnost, protažení a tvrdost se po proměně materiálu zlepší. To je třeba důsledně myšlenkově reprodukovat. Olovo existuje ve struktuře elementárně jako prvek zmenšující průřez. Pokud se nyní jeho množství sníží, mohou být vzniklá tahová napětí výrazněji zachycena základní strukturou alfa a kompenzována deformací.

Tyto skutečnosti a dlouholetá zkoumání slitiny podle DIN 50931-1 vedla k tomu, že materiál je po své úpravě normou DIN 50930-6 potvrzen jako neomezeně použitelný v rozvodu pitné vody jako materiál armatur a šroubení.

Vyjádření k červenému bronzu z DIN 1988

Tato norma zkráceně říká, že musí být splněny následující podmínky:

  • Pro stavební záměr je třeba si vyžádat od vodohospodářského podniku aktuální informace o jakosti pitné vody v příslušném regionu (analýza pitné vody).
  • Výběr materiálu se musí provést na základě údajů z analýzy vody (parametry podle tabulky 1, DIN 50930-6) a daných oblastí použití pro materiály podle DIN 50930-6.

Protože v citované normě DIN 50930-6 neexistují žádná omezení pro zde uvedený červený bronz, nesetkává se tento materiál ani z této strany s žádným omezením.