Abstract

Pewter, a tin-rich alloy, has been widely used for ornamental and utilitarian purposes for the last 400 years because it is durable, relatively easily worked, resistant to corrosion, and similar to silver in appearance. Pewter plates and implements have been recovered and examined from what is believed to be the wreck site of the Queen Anne’s Revenge, flagship of the pirate Blackbeard, that sank near Beaufort, North Carolina in 1718. All of the pewter artifacts from the site display a surface veneer of corrosion products and may be viewed as experiments on tin corrosion that have been continuously in operation for more than 280 years. Mineralogical examination of the pewter samples has revealed that the corrosion products are composed of romarchite (SnO), hydroromarchite [Sn3O2(OH)2], and abhurite [Sn21Cl16(OH)14O6]. The corrosion generally develops in crudely concentric layers, with an inner layer of abhurite in contact with the pewter; the overlying outer layers consist of romarchite and hydroromarchite. Romarchite, hydroromarchite, and abhurite occur as irregular grains and laths up to 100 micrometers in length. Abhurite also occurs as masses of equant grains with abundant small inclusions of residual pewter. Thermodynamic considerations reveal that romarchite may be a metastable phase, and is present as the result of sluggish kinetics in the process of the formation of cassiterite (SnO2), the most stable tin oxide in most natural environments. Observation and identification of these phases will be useful in understanding the stability of tin in the weathering environment and the nature of the metal’s corrosion products.

Abstract

L’utilisation d’alliages d’étain a été répandu au cours des 400 dernières années dans les applications ornamentales et utilitaires à cause de leur durabilité, la facilité avec laquelle on peut les travailler, leur résistance à la corrosion, et leur ressemblance à l’argent. Des assiettes et des outils en étain ont été récupérés et examinés d’une épave qui serait celle du Queen Anne’s Revenge, navire major du pirate Blackbeard, qui a fait naufrage près de Beaufort, en Caroline du Nord en 1718. Tous les artéfacts en étain provenant de ce site ont un placage de produits de corrosion; on peut ainsi les considérer comme témoins d’une expérience en corrosion de l’étain qui dure depuis plus de 280 ans. Un examen minéralogique de ces échantillons d’étain a révélé la nature de ces produits de corrosion: ils contiennent romarchite (SnO), hydroromarchite [Sn3O2(OH)2], et abhurite [Sn21Cl16(OH)14O6]. La corrosion se développe en général en couches à peu près concentriques, avec une couche interne d’abhurite en contact avec l’étain; les couches externes contiennent romarchite et hydroromarchite. Romarchite, hydroromarchite, et abhurite se présentent en grains irréguliers et en tablettes atteignant 100 μm en longueur. L’abhurite se présente aussi en masses de grains équidimensionnels avec de nombreuses petites inclusions de l’étain original. D’après les considérations thermodynamiques, la romarchite pourrait être métastable, et serait présente à cause de la cinétique lente du processus de formation de la cassitérite (SnO2), le produit d’oxydation le plus stable dans la plupart des milieux naturels. L’observation et l’identification de ces phases seront utiles pour bien comprendre la stabilité de l’étain dans des milieux de météorisation et la nature des produits de corrosion de ce métal.

(Traduit par la Rédaction)

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