Die Beziehung zwischen yaki-ire und Wasserqualität——die Wissenschaft des Einflusses von Wassertemperatur, Härte und pH-Wert auf die Bildung des hamon
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Der Moment der Wasserabschreckung entscheidet über das Schicksal des Schwertes
Unter allen Arbeitsschritten der japanischen Schwertherstellung ist der Moment der yaki-ire derjenige, bei dem der tōkō am meisten unter Spannung steht. Die in einem Ofen auf etwa 850 bis 900 °C erhitzte Klinge wird entweder in Wasser (Wasserabschreckung) oder in Öl (Ölabschreckung) getaucht, um ausschließlich im Schneidenbereich durch Schnellabkühlung eine Martensitumwandlung auszulösen und diesen zu härten. Durch diese Schnellabkühlung entsteht der hamon — das Symbol der Schönheit des japanischen Schwertes.
Für tōkō, die die Wasserabschreckung verwenden, ist „welches Wasser verwendet wird" eine entscheidende Variable bei der Schwertherstellung. In den geheimen Überlieferungsschriften der tōkō aus der Edo-Zeit finden sich vereinzelt Aufzeichnungen über „die Wahl des Abschreckwassers", woraus hervorgeht, dass die tōkō auf Basis ihrer Erfahrung erkannten, dass Unterschiede in der Wasserqualität die Ergebnisse der yaki-ire beeinflussen. Welche Faktoren der Wasserqualität beeinflussen also die yaki-ire aus der Perspektive der modernen Wissenschaft?
Der Einfluss der Wassertemperatur——die grundlegendste Variable
Unter den Wasserqualitätsfaktoren bei der yaki-ire ist die Wassertemperatur derjenige mit dem größten Einfluss und gleichzeitig der am leichtesten kontrollierbare.
| Wassertemperatur | Einfluss auf die Schnellabkühlungsgeschwindigkeit | Entstehender hamon / Ergebnis | Risiko |
|---|---|---|---|
| Niedrig (15 °C und darunter) | Die Temperaturdifferenz zwischen Klinge und Wasser wird größer, die Schnellabkühlungsgeschwindigkeit steigt | Die Martensitumwandlung findet tiefer und gleichmäßiger statt, es bildet sich leicht ein harter hamon | Das Risiko von yaki-ware durch thermische Spannungen — Risse in der Klinge, ein fataler Fehler — steigt |
| Hoch (25 °C und darüber) | Die Schnellabkühlungsgeschwindigkeit sinkt | Die Martensitumwandlung bleibt auf einen flachen Bereich beschränkt, es entsteht leicht ein weicher hamon, der als nioi bezeichnet wird | Es besteht auch die Gefahr, dass die Härte des Schneidenbereichs unzureichend ist |
Viele traditionelle tōkō hatten auf Erfahrungsbasis gelernt, dass die folgenden Bedingungen für die yaki-ire geeignet sind.
- Brunnenwasser im frühen Frühling (niedrige Wassertemperatur)
- Wasser in Herbstnächten (niedrige Außentemperatur, stabile Wassertemperatur)
Dies sind Erfahrungsregeln zur Wassertemperaturkontrolle, die mit der modernen Wärmebehandlungswissenschaft übereinstimmen.
Der Einfluss der Härte (Mineralgehalt)——Kalzium und Magnesium
Die „Härte (hardness)" des Wassers wird durch die gelöste Menge an Kalzium (Ca²⁺) und Magnesium (Mg²⁺) bestimmt. Moderne materialwissenschaftliche Forschungen legen nahe, dass sich die Ergebnisse der yaki-ire zwischen weichem Wasser (niedrige Härte) und hartem Wasser (hohe Härte) unterscheiden.
- Einfluss von hartem Wasser: Hartes Wasser, in dem viel Kalzium und Magnesium gelöst ist, kann bei der yaki-ire auf der Klingenoberfläche eine dünne Mineralschicht (Ablagerung) bilden. Diese Ablagerung kann die Bildung des „Dampffilms" beeinflussen und die Eigenschaften der Abkühlungskurve verändern. Zerfällt der Dampffilm früh, steigt die Schnellabkühlungsgeschwindigkeit; hält der Dampffilm dagegen an, wird die Abkühlung langsamer.
- Einfluss von weichem Wasser: Weiches Wasser, das nicht durch Kalksteingebiete fließt (Wasser aus Bergregionen Japans und Granitgebieten), hat einen niedrigen Mineralgehalt. Es wird als möglicherweise kein Zufall betrachtet, dass die meisten Produktionsstätten japanischer Schwerter — Bizen (Okayama), Mino (Gifu) und Yamashiro (Kyoto) — relativ weiche Wasserregionen sind. Weiches Wasser ermöglicht eine gleichmäßige Schnellabkühlung und gilt als vorteilhaft für eine vorhersehbare hamon-Bildung.
Da der Einfluss der Härte jedoch komplex mit Wassertemperatur, Klingentemperatur und der Dicke des tsuchioki zusammenwirkt, ist kein einfaches Fazit wie „weiches Wasser ist immer besser" zu ziehen.
Der Einfluss des pH-Werts (Säure/Alkalität)——Zusammenhang mit der Korrosionsgeschwindigkeit
Der pH-Wert des Wassers beeinflusst die Korrosionsgeschwindigkeit von Metallen. Je größer die Abweichung von pH 7 (neutral), desto stärker wird die Korrosion von Eisen gefördert. Ob der pH-Wert bei dem momentanen Prozess der yaki-ire die hamon-Bildung direkt beeinflusst, ist umstritten, doch als indirekte Einflusspfade sind folgende denkbar.
- Bei saurem Wasser (pH < 7): Es besteht die Möglichkeit, dass eine feine Korrosion der Klingenoberfläche zu Beginn der Schnellabkühlung auftritt. Es wird darauf hingewiesen, dass dies einen minimalen Einfluss auf das Martensitbildungsmuster der Oberfläche haben könnte, doch empirische Daten sind begrenzt.
- Bei alkalischem Wasser (pH > 7): Das Grundwasser aus Kalksteingebieten zeigt häufig alkalische Werte. Alkalisches Wasser fördert die Ablagerung von Mineralschichten und kann ähnliche Dampffilmveränderungen wie das zuvor erwähnte harte Wasser bewirken.
Hinter dem Beharren traditioneller tōkō auf einer bestimmten Wasserquelle verbirgt sich vermutlich eine erfahrungsbasierte Erkenntnis, die als „mizu no kuse" (Eigenart des Wassers) bezeichnet werden kann — eine Kombination aus pH-Wert, Härte und Wassertemperatur. Die Einschätzung, dass das Wasser aus Regionen, die als bekannte Produktionsstätten gelten, „für Schwerter geeignet" sei, könnte diesen chemischen Hintergrund haben.
Gelöster Sauerstoffgehalt——der dritte Faktor, der mit Wassertemperatur und Schnellabkühlungsgeschwindigkeit verknüpft ist
Die im Wasser gelöste Sauerstoffmenge (gelöster Sauerstoffgehalt, DO: Dissolved Oxygen) verändert sich ebenfalls in Verbindung mit der Wassertemperatur. Kaltes Wasser enthält mehr gelösten Sauerstoff, warmes Wasser weniger. Es besteht die Möglichkeit, dass gelöster Sauerstoff an den elektrochemischen Reaktionen beteiligt ist, die bei der yaki-ire an der Grenzfläche zwischen Klinge und Wasser ablaufen, doch die Forschung auf diesem Gebiet befindet sich an der vordersten Front der Materialwissenschaft und ist noch nicht vollständig aufgeklärt.
Als eine Hypothese gilt, dass in kaltem Wasser mit hohem gelösten Sauerstoffgehalt unmittelbar nach der yaki-ire eine feine Oxidation der Klingenoberfläche auftritt und dass diese die Mikrostruktur des hamon (Partikelverteilung von nie und nioi) beeinflussen könnte. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt bleibt dies jedoch eine Hypothese.
Unterschiede im Wasser nach Produktionsstätte——warum traditionelle Produktionsstätten bestimmtes Wasser verwendeten
Die drei großen Produktionsstätten japanischer Schwerter — Bizen (Okayama), Mino (Seki, Gifu) und Yamashiro (Kyoto) — verfügten jeweils über unterschiedliche Wasserqualitätsumgebungen.
| Produktionsstätte | Wassersystem / Wasserqualität | Zusammenhang mit Schwertern / Forschung |
|---|---|---|
| Bizen | Das Wasser des Yoshii-Flusssystems und des Asahi-Flusssystems ist hauptsächlich weiches Wasser, das durch Granitgebiete fließt, und gehört zu den führenden „Weichtwassergebieten" Japans | Es besteht die Möglichkeit, dass hinter der hoch geschätzten Schönheit der jihada der Bizen-Schwerter und der Fülle der nie-deki im hamon gleichmäßige Abkühlungsbedingungen durch weiches Wasser standen |
| Mino | Das Wasser des Kiso-Flusssystems ist etwas härter als in Bizen, fällt aber noch in die Kategorie des weichen Wassers | Es gibt noch wenige wissenschaftliche Studien, die den Zusammenhang zwischen der herausragenden Schärfe der Mino-Schwerter und der Wasserqualität untersuchen |
| Yamashiro (Kyoto) | Das Kamo-Flusssystem fließt durch eine Geologie mit gemischtem Granit und Tonschiefer, die Härte schwankt von weich bis mittelhoch | Es wird angenommen, dass die Wasserqualität in den Schmiedezentren Awataguchi und Sanjo in Kyoto jeweils leicht unterschiedlich war |
Die Praxis moderner tōkō——Integration von Wissenschaft und Erfahrung
Viele moderne tōshō achten streng auf die Kontrolle der Wassertemperatur, und die Praxis variiert je nach Person.
- tōkō, die das Abschreckwasser mit einem Thermometer bei etwa 15 bis 20 °C halten
- tōkō, die Eis verwenden, um die Wassertemperatur zu senken
- tōkō, die weiterhin lokales Quellwasser oder Brunnenwasser verwenden
Einige forschungsorientierte tōkō und Schwertforscher versuchen, den pH-Wert und die Härte des verwendeten Wassers zu messen und diese als Schwertherstellungsaufzeichnungen festzuhalten. Wenn sich solche empirischen Ansätze ansammeln, könnte eines Tages eine wissenschaftliche Antwort auf die Frage möglich werden: „Warum weist der hamon dieses tōkō diese spezifischen Eigenschaften auf?"
Wasser, ein überall in Japan vorhandenes Material, tritt in Wechselwirkung mit der Technik der tōkō, der lokalen Geologie und dem jahreszeitlichen Klima und erzeugt so die Individualität japanischer Schwerter. Die Aufklärung dieser komplexen Wechselwirkungen ist eine Aufgabe an der vordersten Front der Schwertforschungswissenschaft und ein Forschungsbereich, der eine Brücke zwischen Tradition und moderner Wissenschaft ermöglicht.
