Chinese geschiedenisEdit
Cupronikkel-legeringen stonden bij de Chinezen sinds ongeveer de derde eeuw v.Chr. bekend als “wit koper”. Sommige wapens die tijdens de Warring States periode werden gemaakt, waren gemaakt met Cu-Ni legeringen. De theorie van de Chinese oorsprong van Bactrisch cupronikkel werd in 1868 geopperd door Flight, die ontdekte dat de munten die als de oudste tot dusver ontdekte cupronikkelen munten werden beschouwd, van een legering waren die sterk leek op de Chinese paktong.
De auteur-onderzoeker, Ho Wei, beschreef het proces van het maken van cupronikkel nauwkeurig in ongeveer 1095 AD. De paktong legering werd beschreven als zijnde gemaakt door kleine pillen van natuurlijk voorkomend yunnan erts toe te voegen aan een bad van gesmolten koper. Wanneer zich een korst van slak vormde, werd salpeter toegevoegd, de legering werd geroerd en de staaf werd onmiddellijk gegoten. Zink wordt genoemd als ingrediënt, maar er zijn geen bijzonderheden over het tijdstip waarop het werd toegevoegd. Het gebruikte erts is volgens het verhaal uitsluitend verkrijgbaar in Yunnan:
“San Mao Chun was in Tanyang tijdens een hongersnoodjaar toen veel mensen stierven, dus nam Ying bepaalde chemicaliën en projecteerde deze op zilver, waardoor dit in goud veranderde, en hij transmuteerde ook ijzer in zilver – waardoor het leven van velen kon worden gered.
In de late Ming en Qing literatuur is zeer weinig informatie te vinden over paktong. Het wordt echter voor het eerst specifiek bij naam genoemd in de Thien Kung Khai Wu van circa 1637:
“Wanneer lu kan shih (zinkcarbonaat, calamine) of wo chhein (zinkmetaal) wordt gemengd en gecombineerd met chih thung (koper), krijgt men ‘geel brons’ (gewoon messing). Wanneer phi shang en andere arseenhoudende stoffen ermee worden verhit, krijgt men “wit brons” of wit koper: pai thong. Wanneer aluin en niter en andere chemicaliën met elkaar worden vermengd, krijgt men ching thung: groen brons.”
Ko Hung verklaarde in 300 na Chr.: “Het Tanyang koper ontstond door een kwikhoudend elixer in Tanyang koper te gooien en te verhitten – er wordt dan goud gevormd.” De Pha Phu Tsu en de Shen I Ching beschrijven echter een beeld in de westelijke provincies als zijnde van zilver, tin, lood en Tanyang koper – dat op goud leek, en gesmeed kon worden voor het plateren en inleggen van vaten en zwaarden.
Joseph Needham e.a. stellen dat cupronikkel op zijn minst bekend was als een unieke legering bij de Chinezen tijdens het bewind van Liu An in 120 v. Chr. in Yunnan. Bovendien werd de Yunnanese staat Tien in 334 v. Chr. gesticht als een kolonie van de Chu. Waarschijnlijk was de moderne paktong onbekend bij de Chinezen van die tijd – maar de natuurlijk voorkomende cupronikkellegering uit Yunnan was waarschijnlijk een waardevol handelsartikel voor de binnenlandse handel.
Grieks-Bactrische muntslagEdit
In 1868 ontdekte W. Flight een Grieks-Bactrische munt van 20% nikkel die dateerde van 180 tot 170 v. Chr. met de buste van Euthydemus II op de voorzijde. Munten van een soortgelijke legering met bustes van zijn jongere broers, Pantaleon en Agathocles, werden rond 170 v. Chr. geslagen. De samenstelling van de munten werd later geverifieerd met behulp van de traditionele natte methode en röntgenfluorescentiespectrometrie. Cunningham stelde in 1873 de “Bactrische nikkel theorie” voor, die suggereerde dat de munten het resultaat moeten zijn geweest van handel over land van China via India naar Griekenland. Cunningham’s theorie werd gesteund door geleerden als W. W. Tarn, Sir John Marshall, en J. Newton Friend, maar werd bekritiseerd door E. R. Caley en S. van R. Cammann.
In 1973 suggereerden Cheng en Schwitter in hun nieuwe analyses dat de Bactrische legeringen (koper, lood, ijzer, nikkel en kobalt) sterk overeenkwamen met de Chinese paktong, en van de negen bekende Aziatische nikkel afzettingen, konden alleen die in China de identieke chemische samenstellingen leveren. Cammann bekritiseerde het artikel van Cheng en Schwitter met het argument dat de afname van de nikkel-cupronikkel valuta niet samen zou moeten vallen met de opening van de Zijderoute. Als de Bactrische nikkeltheorie waar zou zijn, dan zou volgens Cammann de Zijderoute het aanbod van koper-nikkel hebben vergroot. Het einde van de Grieks-Bactrische munt van koper-nikkel zou echter aan andere factoren kunnen worden toegeschreven, zoals het einde van het Huis van Euthydemus.
Europese geschiedenisEdit
De legering schijnt door het Westen herontdekt te zijn tijdens experimenten in de alchemie. Met name Andreas Libavius, in zijn Alchemia van 1597, vermeldt een aan de oppervlakte gewit koper aes album met kwik of zilver. Maar in De Natura Metallorum in Singalarum Part 1, gepubliceerd in 1599, werd dezelfde term toegepast op “tin” uit Oost-Indië (het huidige Indonesië en de Filippijnen) en kreeg het de Spaanse naam, tintinaso.
Richard Watson van Cambridge schijnt de eerste te zijn geweest die ontdekte dat cupronikkel een legering van drie metalen was. In een poging om het geheim van witkoper te herontdekken, bekritiseerde Watson Jean-Baptiste Du Halde’s Geschiedenis van China (1688) als verwarrend voor de term paktong’, Hij merkte op dat de Chinezen van zijn tijd het niet als een legering vormden, maar eerder gemakkelijk beschikbaar onbewerkt erts smolten:
“….bleek uit een grote reeks experimenten die in Peking werden uitgevoerd – dat het van nature voorkwam als een erts dat in de regio werd gedolven – het meest bijzondere koper is pe-tong of wit koper: het is wit wanneer het uit de mijn wordt gedolven en van binnen zelfs nog meer wit dan van buiten. Het is wit wanneer het uit de mijn wordt gehaald en van binnen nog witter dan van buiten. Uit een groot aantal experimenten in Peking is gebleken dat de kleur niet het gevolg is van een mengsel; integendeel, alle mengsels doen afbreuk aan de schoonheid ervan, want wanneer het op de juiste manier wordt verwerkt, lijkt het precies op zilver en als er niet een beetje tutenag of een dergelijk metaal aan toegevoegd moest worden om het zachter te maken, dan zou het nog zoveel meer buitengewoon zijn, omdat dit soort koper nergens anders wordt gevonden dan in China en dan nog alleen in de provincie Yunnan”. Niettegenstaande wat hier is gezegd, dat de kleur van het koper niet het gevolg is van een mengsel, is het zeker dat het Chinese witte koper zoals het ons is gebracht, een gemengd metaal is; zodat het erts waaruit het is gewonnen, uit verschillende metallische substanties moet bestaan; en uit zulk een erts dat het natuurlijke orichalcum, als het ooit heeft bestaan, is gemaakt.”
Tijdens de piek in de Europese import van Chinees witkoper van 1750 tot 1800, werd er meer aandacht besteed aan het ontdekken van de bestanddelen ervan. Peat en Cookson ontdekten dat “de donkerste 7,7% nikkel bleek te bevatten en de lichtste niet te onderscheiden van zilver met een karakteristieke bel-achtige resonantie wanneer geslagen en aanzienlijke weerstand tegen corrosie, 11,1%”.
Een andere proef door Andrew Fyfe schatte het nikkelgehalte op 31,6%. Het giswerk eindigde toen James Dinwiddie van de Macartney Ambassade in 1793, met aanzienlijk persoonlijk risico (het smokkelen van paktong erts was een halsmisdaad door de Chinese Keizer), een deel van het erts terugbracht waarvan paktong werd gemaakt. Cupronikkel werd algemeen begrepen, zoals gepubliceerd door E. Thomason, in 1823, in een voordracht, later verworpen omdat het geen nieuwe kennis was, aan de Royal Society of Arts.
De pogingen in Europa om de Chinese paktong exact te dupliceren mislukten door een algemeen gebrek aan het vereiste complexe kobalt-nikkel-arseen natuurlijk voorkomende erts. Het district Schneeberg in Duitsland, waar de beroemde Blaufarbenwerke kobaltblauw en andere pigmenten maakten, bezat echter als enige in Europa de vereiste complexe kobalt-nikkel-arseenertsen.
In diezelfde tijd loofde de Pruisische Verein zur Beförderung des Gewerbefleißes (Vereniging voor de Verbetering van de Bedrijvigheid/Industrie) een prijs uit voor de beheersing van het proces. Niet verrassend wonnen Dr. E.A. Geitner en J.R. von Gersdoff uit Schneeberg de prijs en lanceerden hun merk “Duits zilver” onder de handelsnamen Argentan en Neusilber (nieuw zilver).
In 1829 haalde Percival Norton Johnston Dr. Geitner over om een gieterij op te richten in Bow Common achter Regents’ Park Canal in Londen, en verkreeg er ingots nikkel-zilver met de samenstelling 18% Ni, 55% Cu en 27% Zn.Tussen 1829 en 1833 was Percival Norton Johnson de eerste persoon die cupronikkel raffineerde op de Britse Eilanden. Hij werd een rijk man met een productie van meer dan 16,5 ton per jaar. De legering werd hoofdzakelijk verwerkt tot bestek door de firma William Hutton uit Birmingham en verkocht onder de handelsnaam “Argentine”.
Johnsons meest serieuze concurrenten, Charles Askin en Brok Evans, bedachten onder leiding van de briljante chemicus dr. EW Benson, bedachten sterk verbeterde methoden voor de suspensie van kobalt en nikkel en brachten hun eigen merk nikkel-zilver op de markt, “British Plate” genaamd.
In de jaren 1920 werd een koper-nikkel kwaliteit van 70-30 ontwikkeld voor marine condensors. Spoedig daarna werd een legering van 2% mangaan en 2% ijzer, nu bekend als legering C71640, geïntroduceerd voor een krachtcentrale in het Verenigd Koninkrijk, die een betere erosiebestendigheid nodig had vanwege de hoeveelheid meegevoerd zand in het zeewater. Een legering van 90-10 kwam voor het eerst beschikbaar in de jaren 1950, aanvankelijk voor zeewaterleidingen, en is nu de meer gebruikte legering.