Хаммерскейл
Молотковая окалина , также известная как молотковая окалина , представляет собой чешуйчатый или сфероидальный побочный продукт процесса железа ковки (современный эквивалент см. в разделе « мельничная окалина »). Чешуйку молота почти повсеместно обнаруживают в ходе археологических раскопок в районах, где железная руда очищалась и ковка. Хаммерскейла Магнитный характер также помогает в его восстановлении и картировании более крупных объектов с помощью исследований магнитной восприимчивости. [ 1 ] Hammerscale может предоставить важную информацию об археологическом объекте, например, о функции объекта . [ 2 ]
Описание
[ редактировать ]Физические атрибуты
[ редактировать ]Молотчатая чешуя встречается в двух формах: чешуйки и полые сфероиды. Чешуйки могут сильно различаться по внешнему виду и размеру; однако их цвет варьируется от темно-черного до блестящего синего или серого, а толщина — от одного до пяти миллиметров. Как и хлопья, сфероиды также довольно малы, но их размер может варьироваться. Их цвет обычно варьируется от серого до темно-черного или синего. [ 3 ]
Химический состав
[ редактировать ]Химический состав молотковой чешуи является спорным и сильно различается. Большинство источников сходятся во мнении, что молотковая чешуя состоит из некоторой формы оксида железа . Магнетит является общепринятой формой, придающей чешуе молотка ее заметный магнитный характер. Однако химический состав чешуи молотка может меняться в зависимости от того, на какой стадии процесса очистки железа она получена; для чешуек и сфероидов ранних стадий состав будет в значительной степени смешанным, тогда как чешуйки поздних стадий будут представлять собой более чистые формы оксида железа. [ 4 ] В конечном счете, некоторые до сих пор утверждают, что химические компоненты чешуи молотка, помимо железа, сильно различаются, помимо ионизированного кислорода , образующего оксид металла. [ 5 ]
Производство
[ редактировать ]
Чешуйчатая чешуйка образуется в результате быстрого окисления горячего железа на воздухе. На нагретом куске железа образуется внешний слой оксида железа, который затем может отделиться от исходного куска из-за удара молотком или дифференциального теплового сжатия . [ 6 ]
Чешуйчатая молотковая чешуя производится в больших количествах на нескольких этапах кузнечного процесса. Чтобы создать чистое железо, необходимое для ковки, кузнец должен сначала очистить железную руду. Плавка руды создает « блум », пористую смесь шлака и металла. Затем кузнец несколько раз нагревает и кует блюм, чтобы удалить загрязнения. Эта техника создает молотковую чешуйку различного состава. По мере продолжения процесса очистки содержание железа в чешуе молотка увеличивается. [ 4 ]
Дополнительная молотковая чешуя образуется во время ковки чистого железа в результате нагрева и ковки, необходимых для придания формы изделию. Окалина, полученная на этом этапе, имеет сине-черный цвет и имеет тенденцию быть тоньше и темнее из-за высокого содержания оксида железа. [ 6 ]
Археологи полагают, что сферическая молотковая чешуя образуется в основном в процессе, известном как огневая сварка. Этот метод, также известный как кузнечная сварка , используется для соединения двух кусков металла путем нагревания их до высокой температуры и сдавливания их вместе с помощью молотка или другого инструмента. Чтобы этот метод был успешным, поверхность каждого куска металла должна быть расплавлена. Когда кузнец сковывает детали вместе, часть металла выталкивается между ними, часто в виде расплавленной струи, которая охлаждается на воздухе, образуя сфероидальную чешуйку молота. [ 6 ]
Также возможно образование сфероидальной молотковой чешуи во время очистки блюмовой стали. Оксид железа может соединяться с кремнеземом из сырой руды, образуя шлак . По мере ковки и очистки блюма расплавленный шлак вытесняется. Когда шлак остывает, образуется сфероидальная молотковая чешуя. [ 7 ] [ циклическая ссылка ]
Использование в археологии
[ редактировать ]Металлообработка
[ редактировать ]Из-за большого количества чешуйчатых чешуек и сфероидных раковин, образующихся в ходе обычных процессов обработки железа, археологи часто используют их присутствие для идентификации кузниц и плавильных заводов по производству железа. Накипь легко обнаруживается благодаря ее составу и магнитной природе, что позволяет легко извлечь ее с помощью магнита . [ 8 ] Кроме того, опять же из-за своей магнитной природы, он очень полезен при проведении исследования магнитной восприимчивости объекта. И хотя как готовые железные изделия, так и шлак также часто восстанавливаются на бывших местах обработки железа, молотковая чешуя, возможно, является более надежным способом восстановления. Из-за своего размера железные предметы и находки шлака, скорее всего, были удалены или повторно использованы, тогда как небольшие чешуйчатые чешуйки или сферы, скорее всего, не были удалены. [ 9 ]
Кроме того, распределение чешуи молотка внутри археологического объекта можно использовать для частичного определения функции каждой области объекта. В частности, участки с повышенным содержанием чешуйчатых чешуек позволяют предположить наличие наковальни очага , поскольку чешуйки образовывались либо при ковки железных предметов, либо отламывались при нагревании железа разной степени чистоты. Напротив, наличие большого количества шлака в подтвержденной кузнице или плавильном заводе менее убедительно, хотя и может указывать на кучи отходов. [ 10 ] [ 11 ]
Помимо распространения, химический состав и физические характеристики конкретных образцов чешуи молотка могут помочь археологам определить назначение изделия обработки железа. В частности, некоторые образцы, такие как сфероидальная молотковая чешуя, производятся только на определенных ранних стадиях процесса очистки железа, что свидетельствует о плавильной деятельности. Более узнаваемые, блестящие и более крупные формы отщепов возникают почти исключительно в результате ковки готовых железных предметов. Изучая различные типы молотковой чешуи и ее распространенность, опытный металлург может определить как назначение каждой области объекта, так и более широкую цель всего объекта (например, кузницу или плавильню). [ 12 ]
Методы сбора
[ редактировать ]Из-за небольшого размера и часто более темного цвета молотковую чешую трудно обнаружить при проведении простых археологических процессов, таких как сухое или мокрое просеивание . Вместо этого, когда есть явные доказательства того, что на каком-либо участке, таком как яма , использовалась какая-либо обработка железа, археологам рекомендуется сформировать сетку и собрать почву с этого участка для дальнейшего анализа. Это позволяет обученным металлургам анализировать тип молотковой чешуи и ее распространенность в структуре. Это все еще редкая практика из-за нехватки времени или опыта, но, тем не менее, рекомендуется, а если это несостоятельно, образцы почвы все равно следует протирать магнитом, чтобы собрать чешуйки молотка на месте. [ 12 ]
История и примеры раскопок
[ редактировать ]Поскольку это, казалось бы, естественная часть более ранних методов обработки железа, находки чешуи молотка были отмечены во время многочисленных археологических раскопок во многих регионах мира, таких как Северная Европа , Великобритания и Левант . [ 6 ] [ 10 ] [ 12 ] [ 13 ]
Самое раннее упоминание о чешуе молота в археологическом контексте произошло из исследования 1941 года построенного римлянами форта в Великобритании, расположенного на стене Адриана . В ходе раскопок в 1960 году на римском участке обработки железа в Норфолке также была обнаружена чешуя молотка. В более поздних раскопках восстановление молотковой чешуи проводилось более систематическим образом с использованием метода сетки, упомянутого выше . Например, при раскопках 1992 г. путем установления сетки и сбора местных образцов было установлено прежнее расположение очага и наковальни, несмотря на отсутствие прямых остатков того и другого. [ 1 ] Арне Йоуттиярви пишет о трех участках, на которых чешуйчатые отложения и их концентрация использовались для картирования территорий кузниц в пит-хаусах эпохи викингов в современных Дании и Норвегии. Например, он пишет, как «кузнец сам заслонял пол, на котором стоял, оставляя «тень» в распределении чешуи молота». [ 12 ] Таким образом, распределение чешуи молота может не только помочь определить местонахождение предметов в мастерской, но также может сообщить ученым, где находились сами кузнецы.
Находки в кузницах с чешуей-молотом хорошо задокументированы, и, как правило, большое количество чешуи-молота считается достаточным, чтобы идентифицировать находку как кузницу. Есть даже свидетельства молотковой чешуи на стоянке бронзового века в Аппер-Баклбери, Западный Беркшир, что позволяет предположить, что в Британии существовала ранняя обработка железа. [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Дангуорт, Д. и Р. Уилкс. «Расследование чешуи молота». английскийheritigage.org, 2007. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 июля 2015 г. Проверено 14 июля 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Вельдхейзен, Х. Александр. «О шлаке и чешуе; Микростратиграфия и микромагнитный материал на металлургических раскопках». Институт археологии UCL. 2009. hdl : 1887/15866 .
- ^ Дангуорт, Дэвид; Уилкс, Роджер (2009). «Понимание чешуи молотка: использование высокоскоростной пленки и электронной микроскопии». Историческая металлургия . 43 (1): 33–46.
- ^ Перейти обратно: а б Пейн, Себастьян. «Тень в старой кузнице». Британская археология. Март 2010 г. http://www.archaeologyuk.org/ba/ba111/science.shtml. Архивировано 23 сентября 2015 г. в Wayback Machine .
- ^ Янг, Тим. «Некоторые предварительные наблюдения за молотковой чешуей и ее значение для понимания сварки». Британская и ирландская археологическая библиография. 2011. http://www.biab.ac.uk/contents/202232 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Дорлинг, П. «Нью-Вейр-Форг, Витчерч, Херефордшир: отчет о раскопках в 2009 и 2010 годах». Херефордширская археология. Декабрь 2011. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 июля 2015 г. Проверено 14 июля 2015 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Блумери — Arc.Ask3.Ru» . ru.m.wikipedia.org . Проверено 18 апреля 2020 г.
- ^ Френги, Джованна. «Археология металлообработки: Практическое руководство для полевых работников». Британские археологические рабочие места и ресурсы. 2014. http://www.bajr.org/BAJRGuides/35.%20Metalworking/35MetalworkingGuide.pdf .
- ^ Старлинг, Дэвид. «Чешуйка Молота». Историческое металлургическое общество. Апрель 1995 г. http://hist-met.org/images/pdf/hmsdatasheet10.pdf .
- ^ Перейти обратно: а б Грант, Джим, Горин, Сэм и Нил Флеминг. Учебник археологии: введение в темы, места, методы и навыки. Нью-Йорк: Рутледж, 2015.
- ^ Киз, Линн. «Железный шлак на археологических памятниках: введение». Историческое металлургическое общество. http://hist-met.org/hmsslagintro.pdf
- ^ Перейти обратно: а б с д Йоуттиярви, Арне (2009) «Тень в кузнице», Материалы и производственные процессы». Тейлор и Фрэнсис. 1 сентября 2009 г. https://www.academia.edu/1775682/The_Shadow_in_the_Smithy .
- ^ Пауэлл, Эндрю Б., Стефани Найт, Лоррейн Мефам, Крис Дж. Стивенс и Сара Ф. Уайлс. «Полевая система среднего и позднего железного века и элементы постсредневекового сада в Стедлин Ретрит, Линстед, Кент». Кентское археологическое общество. (дата публикации неизвестна.) http://www.kentarchaeology.ac/archrep/lynsted01.pdf .
- ^ «Ранняя обработка железа в Аппер-Блаклберри, Западный Беркшир». Котсуолдская археология. 2003. http://www.cotswoldarchaeology.co.uk/highlight-3/