Metalle und Legierungen

Die wichtigste Information über ein Metall oder eine Legierung wie z.B. Bronze oder Messing ist zunächst einmal deren Zusammensetzung. Die Materialzusammensetzung einer Legierung gibt Auskunft darüber, ob diese in einer bestimmten Region zu einer bestimmten Zeit bzw. Epoche überhaupt herstellbar oder üblich war. Das Vorhandensein und der Gehalt bestimmter Spurenelemente, die der Legierung nicht bewusst zugesetzt wurden und keinen Einfluß auf deren Eigenschaften haben, können Auskunft über Herkunft und Verarbeitung der Ausgangsmaterialien und damit zu den technologischen Möglichkeiten bei der Herstellung geben.

„Im Kleingefüge eines Metalls oder einer Legierung ist eine Art Urkunde niedergelegt, in der die Entwicklungsgeschichte des Werkstoffs bis zu einem gewissen Grade aufgezeichnet ist“ (Adolf Martens, Mitbegründer der Metallographie und Gründer der Vorgängerinstitution der heutigen Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM). Metallographische Untersuchungen geben deshalb wichtige Informationen zu Herstellungsbedingungen eines Metalls oder einer Legierung.

Ist ein Metall oder eine Legierung längere Zeit Umwelteinflüssen wie Luft, Wasser oder Erdreich ausgesetzt, kommt es zur Korrosion. Geschwindigkeit und Ausbildung dieses Prozesses hängen vom jeweiligen Material, den Umgebungseinflüssen und deren Einwirkungsdauer ab. Die Veränderungen an der Materialoberfläche und die dabei entstehende Patina sind sehr spezifisch und von künstlich herbeigeführten Veränderungen der Oberfläche zu unterscheiden. Bei Untersuchungen der Patina kommen Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM/EDX), Röntgenbeugungsanalyse (XRD) oder auch Infrarotspektroskopie zur Anwendung.

Die Isotopenzusammensetzung bestimmter Elemente in einem Material ist für dieses ein charakteristischer Fingerprint. Mit letzterem lässt sich die Herkunft des Materials ermitteln oder feststellen, ob bestimmte Objekte zusammen gehören.