Long-term corrosion of 2,000-year-old ancient iron sword

2,000年前の古代鉄剣の長期腐食

三ツ井 誠一郎  ; 藤井 淳弘*; 樋口 めぐみ*; 西村 公助*

Mitsui, Seiichiro; Fujii, Atsuhiro*; Higuchi, Megumi*; Nishimura, Kosuke*

1997年1月に大阪府八尾市大竹西遺跡の弥生時代後期初頭(1世紀前半)の遺構面から出土した鉄剣は、鋳造鉄剣としては畿内最古級である。直線的な鎬の形状が明瞭に残存するなど、本鉄剣の遺存状態が極めて良好であったことから、その埋蔵環境と腐食状況に関する調査・分析を実施した。埋蔵環境として、湧水水質,酸化還元電位、溶存酸素濃度等の分析,鉄電極の腐食速度(プローブ腐食速度)等の測定を1997年2月に現地で実施した。鉄剣の腐食状況については、X線CT装置を用いた腐食層厚の計測、ポータブルX線回折・蛍光X線分析装置を用いた鉄剣表面の腐食生成物等の分析を実施した。その結果、鉄剣が酸化還元電位や溶存酸素濃度が低い環境に埋蔵されていたこと、最大腐食速度はプローブ腐食速度に比べ2桁程度小さいこと、腐食生成物として検出した菱鉄鉱が腐食反応を抑制していた可能性があることを確認した。

An ancient iron sword (ca 2,000 year old) excavated from Ohtake-nishi archaeological site in Osaka Prefecture, is one of the oldest cast iron swords in Japan. Because of a good state of preservation, we studied relationship between burial environment and corrosion. As environmental conditions, we investigated groundwater chemistry and corrosion rate with iron probe monitor, etc. As for corrosion state, we analysed corrosion depths with a X-ray CT and corrosion products with a portable XRD/XRF. As results, we found that the redox potential and dissolved oxygen level as environmental conditions were very low, and that the maximum corrosion rate evaluated from measured corrosion depths was smaller than the probe corrosion rate by two orders of magnitude and identified siderite as a corrosion product. The results suggested that the siderite precipitated on the surface of the iron sword inhibited corrosion reaction.