五円硬貨。銅60-70%、亜鉛40-30%の黄銅製。

黄銅(こうどう、おうどう[1]: brass)は、亜鉛合金で、特に亜鉛が20%以上のものをいう。真鍮(しんちゅう)と呼ばれることも多い。

歴史編集

先史時代から使用されていたが[2]、製造時に使う亜鉛蒸気が金属として認識されてなかったため、銅亜鉛合金としての真の性質は中世後期まで理解されていなかった[3]

初期は、亜鉛が豊富に含まれる銅鉱石を精練して自然に得ていた考えられる[4]。ローマ時代までにはセメント化プロセスを使用したカラミンブラス英語版が開発され、19世紀半まで類似手法で製造されるようになった[5]。最終的には、16世紀にヨーロッパに導入されたスペルター英語版法に置き換えられた[4]

初期の歴史編集

紀元前3千年紀には、西アジアや地中海東岸地域でごく少数の痕跡が確認されている[6]。しかし、隔絶された痕跡として紀元前5世紀の中国で真鍮の例が知られる[7]

以前の文章編集

適度な強度、展延性を持つ扱いやすい合金として、約350年ほど前[いつ?]から広く利用されるようになった。青銅に比べて歴史が短いのは亜鉛の沸点約900 と低く、開放式の還元法では単体が得られなかったからである。

一方、史書のみで確認されている鉱物オリハルコンの正体の1つとも目されており、その仮説が正しかった場合は古代から何らかの形で利用されていたことになる。

物性編集

 
銅-亜鉛混合系の相図。横軸は銅・亜鉛混合比、縦軸は温度を示す。混合比によりα相,β相,γ相等の異なるをとる。

最も一般的な黄銅は、銅65%、亜鉛35%のものである。また、銅と亜鉛の割合によって物性が変化する。JISでは銅合金として扱われ、材料記号は頭文字Cで始まる4桁記号で表される。下記に例を示す。

  • C2600:七三黄銅(銅が約70%、亜鉛が約30%) イエローブラスとも言う。
  • C2801:六四黄銅(銅が約60%、亜鉛が約40%) 黄金色に近い黄色を示す。
  • C3604:快削黄銅(銅が57.0-61.0%、鉛が1.8-3.7%、が0.50%以下、鉄+錫が1.0%以下、亜鉛は残部) 被削性を高めるためにを添加している。
  • C3771:鍛造用黄銅(銅が57.0-61.0%、鉛が1.0-2.5%、鉄+錫が1.0%以下、亜鉛は残部)
  • C4600台:ネーバル(naval)黄銅(海軍黄銅とも言う) (すず)を添加し耐海水性を高めたもの。
  • CAC201:黄銅鋳物1種

一般的に亜鉛の割合が多くなるにつれて色が薄くなり、少なくなるにつれて赤みを帯びる。亜鉛の割合が増すごとに硬度を増すが、同時に脆さも増すため、45%以上では実用に耐えない。

いずれの黄銅も展延性に優れており、よく冷間加工で使用される。適度な硬さと過度ではない展延性によって、旋盤フライス盤などによる切削加工が容易でなおかつ価格もほどほどなので、微細な切削加工を要求される金属部品の材料としての使用頻度が高い[8]

特徴編集

黄銅の比較的低い融点(組成に応じて900〜940°C、1,650〜1,720°F)とその流動特性により、黄銅は青銅や亜鉛などより簡単に鋳造可能である。

物に当たっても火花が出ないため、火気厳禁の場所での工具に利用された。

リサイクル性
2002年の本によると90%回収されており、強磁性ではないため磁石によって容易に選別可能である[9]

用途編集

 
黄銅製の水洗便器のスパッド

前記の特性ゆえに、昔からまたは近年では紙幣の印刷機などの精密機械水洗便所給水管便器給水スパッド、理化学器械類や鉄道模型等の素材、弾薬の薬莢や金属模型などに広く使用されている。

日本では仏具、多くの金管楽器などに多用されている(金管楽器の別名であるブラス(brass)は黄銅の英名に由来している)。また、1948年から現在に至るまで、日本で発行されている五円硬貨(品位は銅60%-70%、亜鉛40%-30%)の素材としても使われている。

また、に似た美しい黄色の光沢を放つことから金の代用品にもされ、poorman's gold貧者の金)と呼ばれる。日本の時代劇において小道具として使われる偽の小判も真鍮製のものが多い。

日本では、黄銅の製法は18世紀江戸時代になって普及したとされてきたが[10][11][12]、2014年4月21日、12世紀平安時代に作られたとされる写経に黄銅が大量に使われていることが奈良大学東野治之教授たちの調査で判明した[10][11][12]。亜鉛は比較的、低温で蒸発してしまうため、精錬が難しく、日本では江戸時代まで黄銅を作ることが出来なかったとされていたが[11][出典無効]、既に12世紀には、黄銅は日本でも製造され、金の代用品とされていたことが新たに分かった[12][出典無効]寛永通宝にも真鍮製のものがあり、これは一文銭よりやや大型で裏面に波の模様があり、四文に通用した。

なお、エッチングして艦船模型に使用される場合もあるほか、市販されている金色の塗料の多くには黄銅の微粉末が使われている。ただし、塗料については、経年により黒く変色し輝きを失うことがあり、ラテックス類・生ゴムに塗ると黄銅の成分(銅と亜鉛)によりゴムを分解腐食させてしまう欠点がある。

文化編集

英語の慣用句で、組織のトップを top brass、高級将校を brass hat と言う。また「真鍮色の」という意味の brazen は、「恥知らず、図々しい」という意味をもつ。

アンモニアによる腐食
インドのイギリス軍内部で、夏場に厩舎に保管されていた弾薬の薬莢がクラックしていたのが発見された。調査の結果、夏場の熱さで厩舎内のアンモニアが蒸発し、それによって弾薬に使用される真鍮を腐食させたと判明した。特定の季節に発生したことからシーズンクラッキング英語版
プレート
教会などのに寄進されるプレート(モニュメンタル・ブラス英語版)に使用された。13-16世紀のイギリスでプレートに彫られた文字や絵画をプレートの上に紙を置いた後に炭などで擦り複写する技法である乾拓することが流行り、ブラスラビング英語版(直訳すると黄銅擦り)と呼ばれた。

脚注編集

  1. ^ 「こうどう」は漢音、「おうどう」は呉音
  2. ^ Thornton, C. P. (2007) "Of brass and bronze in prehistoric southwest Asia" in La Niece, S. Hook, D. and Craddock, P.T. (eds.) Metals and mines: Studies in archaeometallurgy London: Archetype Publications. 1-904982-19-0
  3. ^ de Ruette, M. (1995) "From Contrefei and Speauter to Zinc: The development of the understanding of the nature of zinc and brass in Post Medieval Europe" in Hook, D.R. and Gaimster, D.R.M (eds) Trade and Discovery: The Scientific Study of Artefacts from Post Medieval Europe and Beyond London: British Museum Occasional Papers 109
  4. ^ a b Craddock, P.T. and Eckstein, K (2003) "Production of Brass in Antiquity by Direct Reduction" in Craddock, P.T. and Lang, J. (eds) Mining and Metal Production Through the Ages London: British Museum pp. 226–7
  5. ^ Rehren and Martinon Torres 2008, pp. 170–5
  6. ^ Thornton 2007, pp. 189–201
  7. ^ Zhou Weirong (2001). “The Emergence and Development of Brass Smelting Techniques in China”. Bulletin of the Metals Museum of the Japan Institute of Metals 34: 87–98. オリジナルの2012-01-25時点によるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20120125061916/http://sciencelinks.jp/j-east/article/200112/000020011201A0425152.php. 
  8. ^ 金属の切削加工材としては、金や純銅などの軟らかい金属は展延性がありすぎて粘りが強く、硬い金属は削りにくく割れやすくどちらも微細な切削加工はしにくい。
  9. ^ M. F. Ashby; Kara Johnson (2002). Materials and design: the art and science of material selection in product design. Butterworth-Heinemann. pp. 223–. ISBN 978-0-7506-5554-5. https://books.google.com/books?id=-RN57euC7x8C&pg=PA223 2011年5月12日閲覧。. 
  10. ^ a b “平安期の金字経から真ちゅう 制作者、費用ごまかす?”. 日本経済新聞. (2014年4月21日). http://www.nikkei.com/article/DGXNASDG2104C_R20C14A4CR8000/ 2014年4月21日閲覧。 
  11. ^ a b c “平安の金字経に黄銅 利ざや稼ぐ? 発色のため?”. 東京新聞. (2014年4月22日). オリジナルの2014年4月22日時点によるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20140429205011/http://www.tokyo-np.co.jp/article/national/news/CK2014042202000144.html 2016年10月7日閲覧。 
  12. ^ a b c “真鍮合金、平安期に - 定説覆す発見/奈良大が分析”. 奈良新聞. (2014年4月22日). http://www.nara-np.co.jp/20140422090033.html 2014年4月29日閲覧。 

参考文献編集

関連項目編集

  • 丹銅(たんどう):亜鉛が5~20%未満、赤みが強い。ゴールドブラスとも言う。
  • 洋白(銅と亜鉛とニッケルの合金)
  • 青銅(銅と錫の合金)
  • 砲金(銅と錫の合金)
  • 白銅(銅とニッケルの合金)
  • 赤銅(銅と金の合金)
  • セバ屑(銅含有量が65%、亜鉛含有量が35%位の板の新くず)
  • コーペル屑(銅含有量が60%、亜鉛含有量が40%位の板の新くず)
  • 脱亜鉛腐食

外部リンク編集