Ända sedan arkeologerna grävde fram de första figurerna i den berömda Terrakottaarmén på 70-talet har de förundrats över att bronsvapen som figurerna bar var i så gott skick. Forskarna menade att detta var bevis på en av de tidigast kända teknikerna för att göra metall rostfri, och genom åren har denna hypotes övergått till att betraktas som fakta. Men enligt en ny studie i Nature: Scientific Reports är det den omgivande jordens unika kemiska sammansättning som är den verkliga orsaken till bevarandet.
Teorin var att Terrakottaarmén blev rostfri med krom
Terrakottaarmén består av tusentals lerfigurer i naturlig storlek som skapades till den förste kejsaren av Kina, Qin Shihuang, mausoleum cirka 200 år före Kristus. Tanken var förmodligen att dessa krigare skulle följa med kejsaren till livet efter detta. Ursprungligen höll de i fullt fungerande bronsvapen, som spjut, lansar, svärd och armborst. Genom åren har arkeologerna grävt ut tiotusentals värdefulla vapenföremål från området, varav många var i utmärkt skick även om organiska delar som trähandtag och svärdsskidor sedan länge hade ruttnat bort.
Tidiga tester visade spår av krom på bronsvapnens ytor, en metall vilken som bekant bidrar till att göra stål rostfritt. Dessa metallspår tydde på att Qin’s hantverkare, som tillverkat vapnen, kanske hade använt sig av en föregångare till den kromlegering som uppfanns under början av 1900-talet.
Tvärvetenskapligt projekt gav svaret
Den nya studien är resultatet av ett tioårigt samarbete mellan Terracotta Army Museum och University College London. Det har tidigare gjorts mängder av analyser av metallen, leran, jorden, lacken och färgpigmenten, men de genomfördes av specialister inom respektive område. Genom det nya samarbetet kunde man lägga ihop alla pusselbitarna och ta fram en bredare hypotes. Det nya tvärvetenskapliga teamet kunde också dra nytta av en mängd nya analystekniker som var snabbare, icke-destruktiva och framför allt portabla. Därmed kunde de ta labbet till den arkeologiska utgrävningen istället för tvärtom. Det innebar också att teamet kunde analysera många fler objekt. Över 450 metallvapen undersöktes tillsammans med prover från terrakottakrigarna, jorden och lacken vilket gav forskarna en helt ny möjlighet att hitta ett mönster i förekomsten av krom.
Jorden skapade rostskyddet
Resultatet blev att de inte kunde hitta något samband mellan mängden krom som hittades på vapnens yta och hur välbehållet de var. Faktum är att några av de bäst bevarade vapnen inte hade några spår av krom överhuvudtaget. Sannolikt var det krom som tidigare hittats på bronsytan en förorening från den lack som använts som förbehandling av de olika träföremålen innan de målades. Höga halter krom påträffades i lacken men bara spår av krom i intilliggande pigment och jord, vilket tydde på att det var en förorening.
Men vad är det då som gjort att vapnen är så välbehållna? Svaret finns förmodligen i den jord som Terrakottaarmén begravdes i för drygt 2 000 år sedan. Den har ett svagt alkaliskt pH, består av små fina partiklar och har ett lågt organiskt innehåll. Forskarna använde en klimatkammare för att simulera vittringsprocessen och utsatte kopior av vapnen för extrem temperatur och fuktighet. De som grävts ner i Xi’s jord var fortfarande välbehållna efter fyra månader, de som begravts i typisk brittisk jord visade på svåra rostangrepp. De välbevarade vapnen hade också högre halter av tenn i bronset, vilket även kan ha bidragit till skyddet mot korrosion.
Ingen vet var kromet kommer ifrån
Men en fråga återstår och det är hur kromet hamnade i lacken. Svaret kräver ytterligare forskning, men det finns en arbetshypotes. Lacken tillverkades av saven från ett speciellt träd och den blir fast och vattentät när den härdar. Qi’s hantverkare blandade ofta i olika mineraler för att på så sätt påskynda savens härdning. Det är alltså inte omöjligt att de bland annat tillsatte någon form av kromsalt för att uppnå detta.
I vilket fall, den rostfria historien tar fortfarande sin början runt sekelskiftet, även om arkeologerna inte utesluter att kejsarens hantverkare redan för 2000 år sedan kanske hade några hemliga metoder som forskarna ännu inte lyckats avslöja.
Om du vill läsa mer om det rostfria stålets historia hittar du det blogginlägget här. Och vill du veta mer om vilken typ av rostfritt stål som skulle passa ditt projekt, kontakta gärna någon av våra kunniga säljare!