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ウーツ鋼は、インドとスリランカで歴史的に生産されてきた超高炭素るつぼ鋼の一種で、強度、切れ味、特徴的な縞模様の微細構造で知られています。[ 1 ]少なくとも紀元前1千年紀半ばには起源を持ち、アジア、中東、ヨーロッパに広く輸出されていました。[ 2 ]
ウーツ鋼は、通常1.0%から2.0%の高い炭素含有量と、ゆっくりとした凝固と鍛造中に炭化物が偏析することによって形成される独特の縞模様が特徴です。[ 3 ]歴史的に、ウーツ鋼のインゴットは輸出され、中東でダマスカス鋼の刃に鍛造され、その機械的性能と模様のある外観で有名になりました。 [ 4 ]
ウーツという用語は、タミル語のurukku、カンナダ語のukku、テルグ語のukkuなど、南インドの鋼鉄を表す言葉を英語化したもので、「鋼鉄」または「溶融金属」を意味します。[ 5 ]
ウーツ鋼は紀元前1千年紀半ばにインドで誕生しました。テランガーナ、カルナータカ、タミル・ナードゥ、スリランカのゴルコンダで製造されました。[ 1 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]鋼は鉄の塊として輸出され、「ウーツ」として知られるようになりました。[ 9 ]製造方法は、炭炉内の密閉された粘土るつぼで炭素の存在下で黒磁鉄鉱を加熱し、スラグを完全に除去することでした。別の方法としては、まず鉱石を精錬して錬鉄を作り、次にそれを加熱してハンマーで叩いてスラグを除去する方法がありました。炭素源は竹やアヴァライなどの植物の葉でした。[ 9 ] [ 10 ]スリランカの地元住民は、紀元前5世紀までにチェーラ朝からウーツ鋼の製造方法を取り入れました。 [ 11 ]スリランカでは、この初期の製鋼法は、モンスーンの風を利用した独特の風炉を使用していた。アヌラーダプラ、ティッサマハーラーマ、サマナラウェワなどの場所で古代の生産地が発見されており、コドゥマナルから輸入された古代の鉄鋼製品もある。ヨダウェワ遺跡（マンナール地区）の最近の考古学的発掘調査（2018年）では、浸炭処理によるるつぼ鋼生産に関連する球形炉の下半分、るつぼの破片、蓋の破片が発見された。[ 12 ]スリランカ南東部には、古典期から島にもたらされた最古の鉄鋼製品と生産プロセスがいくつかある。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
アラビア海を経由したインドとスリランカ間の貿易により、ウーツ鋼がアラビアにもたらされた。イスラム以前およびイスラム初期のアラビア語で、muhannad مهند またはhendeyy هندي という言葉は、インド鋼で作られた剣の刃を指し、非常に高く評価され、アラビアの詩にも記録されている。さらに貿易が進み、この技術はダマスカスの街に広まり、そこでこの鋼で武器を作る産業が発展した。これがダマスカス鋼の開発につながった。12世紀のアラブの旅行家エドリシは、「ヒンドゥワニ」またはインド鋼を世界最高のものとして言及している。[ 17 ]アラブの記録には、「テリング」鋼の名声も記されており、これはテランガーナ地方を指していると考えられる。テランガーナのゴルコンダ地方は、ウーツ鋼を西アジアに輸出する中心地であったことは明らかである。[ 17 ]
ウーツ鋼は古代ヨーロッパとアラブ世界全体に広く輸出され、取引され、特に中東で有名になりました。現在のインドにあるカッチで製造された鋼は、グラスゴーやシェフィールドで製造されたものと同様に広く評判を得ていました。[ 11 ]ウーツ鋼の刃の評判を示す一つの例として、ペルシャ語の「インドの答え」という表現が残っています。これは「インドの剣で斬る」という意味です。[ 11 ]
1851年と1862年にロンドンで開催された国際博覧会には、インドのラージャたちが短剣やその他の武器の標本を送った。剣の柄は美しく装飾され宝石がちりばめられていたが、最も高く評価されたのは鋼の品質であった。シーク教徒の剣は、曲がったり折れたりしてもなお、精巧で鋭いと言われていた。[ 11 ]
考古学的および冶金学的証拠は、ウーツ鋼に関連するるつぼ鋼の生産が少なくとも紀元前1千年紀半ばまでにインド亜大陸で始まったことを示している。[ 18 ] [ 17 ]
最も古い確実な記録のあるるつぼ製鋼の生産地は、南インド、特にタミル・ナードゥ州とカルナータカ州で確認されており、発掘調査により、高炭素るつぼ製鋼の製造と一致するるつぼ、炉、スラグ、鋼鉄製品が発見されている。[ 1 ]
タミル・ナードゥ州のコドゥマナルにある工業遺跡の発掘調査により、紀元前3世紀頃から紀元後初期にかけてのものと推定されるるつぼの破片や冶金関連の遺物が発見された。発掘物の金属組織学的分析により、るつぼ製鋼技術に合致する高炭素鋼の製造が確認された。
南インドのハルール、アディチャナルール、ガッティホサハリなどの初期の鉄鋼生産遺跡は、初期鉄器時代（紀元前1200～800年頃）に遡る高度な鉄加工技術を示しており、これはるつぼ製鋼法の発展に先行し、おそらくその発展に貢献したと考えられる。[ 19 ] [ 20 ]
スリランカでは、考古学的調査により、アヌラーダプラなどの遺跡で初期の鉄鋼生産が明らかになっており、鉄器製造は少なくとも紀元前900年にまで遡る。[ 21 ]これらの初期の冶金技術は後に、高度な炉システムを使用したるつぼ製鋼へと発展した。
サマナラウェワ地域やスリランカの他の遺跡での発掘調査により、紀元前3世紀から紀元1千年紀にかけての風力炉が発見された。これらの炉は高炭素鋼を生産する能力を有しており、自然のモンスーンの風を利用して1200℃を超える温度を達成し、機械式のふいごを使わずにるつぼ鋼の生産を可能にしていた。
2018年にスリランカのマンナール地区にあるヨダウェワで行われた最近の発掘調査では、るつぼの破片、炉の残骸、るつぼ製鋼に関連する冶金スラグが発見された。[ 22 ]放射性炭素年代測定によると、この遺跡での製鋼は西暦7世紀から11世紀の間に行われた。
これらの考古学的発見は、南アジアにおけるるつぼ製鋼が、それ以前の鉄器製造の伝統から発展し、初期の歴史時代までに技術的に高度な産業として確立されたことを裏付けている。
考古学的記録によれば、ウーツ鋼に関連するるつぼ鋼の生産は南アジアで始まり、その後中東に輸出され、そこでダマスカス鋼の刃に鍛造されたことが示されている。[ 23 ]
ウーツ鉱は、鉄のクラスターの帯によって生じる模様が特徴である。3 C粒子は、低レベルの炭化物形成元素の溶融によって作られます。 [ 24 ]ウーツ鋼は、一般的な鋳鋼よりも炭素質物質を多く含んでいます。浸炭によって製造され、その結果、特徴的な特性の原因となる炭化物バンドの微細構造が形成されたことが示されています。 [ 25 ]
鍛造によって作られるウーツ鋼の独特な模様は、細かい間隔の帯を持つ波模様、はしご模様、バラ模様である。しかし、ハンマー打ち、染色、エッチングによってさらにカスタマイズされた模様が作られる。[ 26 ]
ウーツ鋼の微細構造には、セメンタイトナノワイヤーとカーボンナノチューブの存在が確認されている。[ 27 ]また、鋼マトリックス中に超硬質金属炭化物が帯状に析出している可能性もある。
ウーツ鋼の剣は、その切れ味と頑丈さで有名だった。
THヘンリーによる、王立鉱山学校から提供されたウーツ鋼サンプルの組成分析には、以下の内容が含まれていた。
別の分析では、マイケル・ファラデーによる分析で、ウーツ鋼には0.01～0.07%のアルミニウムが含まれていると記録された。ファラデーと共著者は、アルミニウムはウーツ鋼の特性の一部を形成するために必要かつ重要であると仮説を立てた。しかし、THヘンリーは、これらの研究で使用されたウーツ鋼中のアルミニウムの存在は、ケイ酸塩として形成されたスラグによるものであると推論した。パーシーは後に、ウーツ鋼の品質はアルミニウムの存在に依存しないことを改めて述べた。[ 28 ]
19世紀には、ウーツ鋼を再現しようと、王立鉱山学校が1795年からウーツ鋼を深く研究した。[ 29 ] [ 30 ]
ロシアの冶金学者パベル・ペトロヴィチ・アノソフ（ブラート鋼を参照）は、古代のウーツ鋼をほぼすべての特性で再現することに成功し、彼が作った鋼は伝統的なウーツ鋼と非常によく似ていた。彼は伝統的な模様を示すウーツ鋼の4つの異なる製造方法を記録した。彼の「ブラート鋼について」と題された研究は、ロシアの鉱業ジャーナルに掲載された。[ 31 ]
20世紀後半、JD VerhoevenとAlfred Pendrayは現存するダマスカス鋼の刃を化学的に分析し、製造方法を再構築し、鉱石の不純物、特に炭化物形成におけるバナジウム（約0.005%）の含有の役割と、パターン作成における鍛造刃の繰り返し熱サイクルの必要性を証明し、古代の刃のパターンと顕微鏡的にも視覚的にも同一のパターンを持つウーツ鋼の刃を再現した。[ 32 ] [ 33 ]
2001年現在、一部の鍛冶屋は、古いパターンと見た目が全く同じウーツ鋼の刃を継続的に生産している。[ 34 ]
2009年に発表されたさらなる分析では、バナジウム、モリブデン、クロムなどの微量元素/不純物が、加熱、冷却、鍛造のサイクルでセメンタイトのナノワイヤーを包み込むカーボンナノチューブの存在が確認されました。これにより、可鍛性を維持した硬質の高炭素鋼が得られます。[ 35 ]
グルジア系オランダ人の甲冑師ゴチャ・ラギゼは、他の専門家と共に「グルジア・ダマスカス鋼」を再導入する新しい方法を開発し、その講習会を開いた[ 36 ] [ 37 ]。
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