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Analisi metallurgica di una moneta suberata

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Analisi metallurgica di una moneta suberata

L’unicità del pezzo sta nella foderatura presente che, come si evince dalle prime microfotografie, non è sicuramente composta di argento. I dati EDX, presi in varie parti della superficie della moneta, hanno fugato ogni dubbio dando come risultati una copertura in lega di stagno su un substrato di bronzo.

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Come evidenziato dalla Figura 8, osservata a 100 ingrandimenti, la frattura che passa attraverso la moneta è netta, giungendo fino allo strato più interno. È presente anche una delle bollosità già osservate alla meso-scala e il notevole “effetto craquellure” nel resto del campione. Gli stress cui è sottoposto lo strato di stagno sono dimostrati inoltre dalla frattura che si estende dal dritto al rovescio.

Figura 8: SEM, elettroni secondari su zona della lettera con frattura (100x).
Figura 8: SEM, elettroni secondari su zona della lettera con frattura (100x).

L’area è stata analizzata con EDX per la determinazione della componente della lega utilizzata per la suberatura:

Tabella 1: Stima della composizione della lega suberata.

Atomic% CuAtomic% SnAtomic% Pb
Spettro 150,748,01,3
Spettro 247,252,80,0
Spettro 352,148,00,0
Spettro 459,739,11,2
Spettro 528,471,70,0
Spettro 657,642,40,0
Spettro 775,724,30,0
Spettro 827,172,90,0
Spettro 947,452,60,0
Media49,550,20,3

Il rame e lo stagno sono rilevati in quantità molto elevate, la presenza del piombo è solo in tracce isolate, probabilmente il dato è dovuto alle “isolette” che il metallo forma per la sua immiscibilità con rame e stagno, che non si sono amalgamate con il resto del composto. Siamo pertanto in presenza di un bronzo ternario contenente rame, stagno e piombo. A causa dell’alto contenuto di stagno presenta particolari caratteristiche di fragilità.
Per osservare le microfratture si è eseguito un ingrandimento a 7000x, con sistema InLens e BS. Lo spessore di queste microfratture è sub-micrometrico con andamento inter- e intra-granulare (Figura 9). Si può ipotizzare che le fratture siano riconducibili a stress meccanici o stress di tipo termico.

 

Figura 9: InLens, particolare della frattura acquisito a 7000 ingrandimenti.
Figura 9: InLens, particolare della frattura acquisito a 7000 ingrandimenti.

 

Figura 10: BS, area di campionamento.
Figura 10: BS, area di campionamento.

 

Il passo successivo è quello di caratterizzare l’interno, il “cuore” del suberato dove ci si aspetta una diversa composizione del metallo; è stata scelta la zona fratturata perché ad una osservazione macroscopica appariva composta da lega differente (Figura 11).

Figura 11: Area di analisi del tondello interno.
Figura 11: Area di analisi del tondello interno.

Tabella 2: Stima della composizione interna della lega.

Atomic% CuAtomic% SnAtomic% Pb
Spectrum 169,430,60,0
Spectrum 280,817,81,5
Spectrum 374,125,90,0
Media74,824,70,5
σ4,75,30,7