Mit „Bronze“ für sich allein bezeichnet man Legierungen des Kupfers mit Zinn. Ist der Name eines anderen Metalls vorangestellt – wie beispielsweise bei Aluminiumbronze, Phosphorbronze oder Berylliumbronze – meint man Kupferlegierungen mit dem erwähnten Element. Zinkbronze allerdings gibt es nicht, man nennt sie Messing.
Möglicherweise steht das Wort Bronze in Zusammenhang mit der süditalienischen Stadt Brindisi, die in der griechisch-römischen Antike ein wichtiges Bronzezentrum war. Und „Brindisi“ könnte vom altpersischen „birindsch“ abgeleitet sein, was „Kupfer“ bedeutet.
Historisch wichtig ist Bronze, weil sie dank ihrer Härte, Elastizität, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit seit ihrer sicher zufallsbedingten Erfindung zum strategischen Material wurde. Mit einem Zinngehalt von zehn bis fünfzehn Prozent (häufig auch mit dem damit verwechselten Blei), verdrängte die Kupferlegierung Bronze die bisherigen, aus Stein gefertigten Werkzeuge und Waffen. Zudem gab die Bronze einem ganzen Zeitalter der Menschheitsgeschichte ihren Namen.
Unentbehrliche Bronze
Nicht nur in der Bronzezeit, auch heute noch sind die Bronzen kommerziell wichtige Kupferlegierungen. Viele der oft überschwänglich dekorierten, französischen „pendules“ aus dem 18. und 19. Jahrhundert bestehen aus gegossener Bronze. Unentbehrlich ist Bronze zur Fertigung von Glocken, Statuen, Plastiken und metallischen Kunstgegenständen. Im Bereich der Stichwaffen und Geschütze hingegen, hat die Bronze längst ausgedient.
Die ältesten Bronzegegenstände, die wir kennen, fanden Archäologen in rund 5000 Jahre alten ägyptischen Gräbern. Zu Beginn des dritten vorchristlichen Jahrtausends war die Bronze auch in Mesopotamien bekannt. Ein halbes Jahrtausend später prägte sie die Hochkulturen des Industals. Bis nach China dauerte der Transfer der Bronzetechnologie sehr lange, wurden doch die ersten chinesischen Bronzegegenstände auf 1800 v.Chr. datiert. Nur wenig älter ist die Bronzezeit in der Ägäis, auf Kreta sowie in Mykene, Italien und Spanien.
Ein göttliches Bronzeschild
Anfang des zweiten Jahrtausends kam die Bronze nach Mittel- und Nordeuropa, wo die äusserst kostspieligen Importe bald durch eine eigenständige Produktion ersetzt wurden. Kupferhaltige Erze gab es besonders in Deutschland, doch die Herkunft des Zinns (in Form von Cassiterit, d.h. Zinnoxid) bleibt ein Rätsel. Die längst erschöpften, einst sehr umfangreichen Lagerstätten in Cornwall hatte man noch nicht entdeckt, man tippt darum eher auf Kleinasien.
Die erste Publikation zur Bronzemetallurgie schrieb der altgriechische Dichter Homer um 850 v.Chr. In seiner Ilias wird nämlich berichtet, dass Hephästus, Gott des Feuers und der Schmiedekunst, Kupfer, Zinn, Silber und Gold in seinen Ofen warf, um die Legierung für das Schild des Achilles zu erschmelzen. Die Edelmetalle hatten wohl nur „kosmetische“ Funktionen, doch wusste man schon damals, dass sie in der Natur stets mit Kupfer vergesellschaftet sind. Je ein bis drei Prozent Gold und Silber findet man jedenfalls auch in antiken Bronzestatuen. Hephästus muss die Menge Zinn, die er dem Kupfer beimischte, genau abgewogen haben. Die physikalischen Eigenschaften der Bronze sind nämlich stark von ihrem Zinngehalt abhängig. Die Festigkeit der Legierung erreicht zwischen zehn und fünfzehn Prozent Zinn bereits ein Maximum. Die Härte hingegen nimmt mit dem Zinngehalt stetig zu, während die Dehngrenze bei 20 Prozent Zinn ihr Maximum erreicht.
Bronzen und Sonderlegierungen
Bronze aus der Bronzezeit weist durchwegs einen Zinngehalt von 10 bis 20 Prozent auf. Bei den heutigen Zinnbronzen gibt es drei Kategorien; Knetlegierungen mit maximal neun Prozent Zinn, Gusslegierungen mit neun bis dreizehn Prozent Zinn und Glockenbronze mit 20 bis 22 Prozent Zinn. Für spezielle Anwendungen sind Zusätze von Nickel, Blei oder Zink erforderlich. Phosphorbronze mit 0,5 Prozent Phosphor weist eine besonders hohe Festigkeit auf.
Die sogenannten Sonderbronzen enthalten anstelle von Zinn andere Metalle. Die für Federn und Schiffspropeller bevorzugte Aluminiumbronze mit fünf bis zehn Prozent Aluminium ist seewasserbeständig und verschleissfest. Bleibronze mit bis zu 26 Prozent Blei weist gute Gleiteigenschaften auf und wird für Gleitlager und den Formguss eingesetzt. Manganbronze mit bis zu zwölf Prozent Mangan ist hitzebeständig und eignet sich für elektrische Widerstände. Siliciumbronze ist bei hoher Leitfähigkeit mechanisch besonders fest, darum wird sie für elektrische Oberleitungen und Schleifkontakte verwendet.
Berylliumbronze mit ein bis zwei Prozent Beryllium ist sehr hart und elastisch, aber giftig; man fertigt daraus Federn und funkenfreie Werkzeuge. Es gibt auch Bronzen mit mehreren zulegierten Metallen, beispielsweise den Rotguss mit gesamthaft 10 bis 20 Prozent Zinn, Zink und Blei sowie die für elektrische Freileitungen verwendete Leitbronze mit insgesamt 3 Prozent Zink, Cadmium und Magnesium. Gemeinsamer Nenner praktisch aller Bronzen ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
