Restaurering og konservering av jernprodukter funnet under arkeologisk arbeid
Alle metallprodukter, med unntak av gull og platina, er utsatt for korrosjon i en eller annen grad. Korrosjon er ødeleggelse av metall forårsaket av miljøpåvirkninger. Ødeleggelsen begynner vanligvis ved overflaten av metallet og sprer seg gradvis dypere. Samtidig endrer metallet utseende: det mister glansen, den glatte overflaten blir ru og blir dekket med kjemiske forbindelser, vanligvis bestående av metall og oksygen, metall og klor osv. Korrosjonsarten og -hastigheten avhenger av sammensetning (legering) av metallet og fysiske og kjemiske miljøforhold. I jorda, i nærvær av natriumklorid, hvis klorion, spesielt i nærvær av vann, karbondioksid og humussyrer (finnes svært ofte i jorda), etc., raskt fører til ødeleggelse av jern, klor Det dannes først forbindelser med jern, som i nærvær av luft og fuktighet igjen gir nye forbindelser med jernhydroksider. Denne prosessen skjer ganske raskt i jorda og kan deretter fortsette under museumsforhold.
På jerngjenstander som går inn i restaurering, observeres ulike typer korrosjon: jevn overflate, spiss og interkrystallinsk - mellom krystaller.
Ensartet overflatekorrosjon dannes under påvirkning av komplekse kjemiske reagenser, i de fleste tilfeller på metall utsatt for friluft, og sprer seg jevnt over hele overflaten av metallobjektet i form av en film av oksider. Hvis denne filmen, kalt patina, dekker gjenstanden med et jevnt, glatt lag, forhindrer den ytterligere penetrering av gasser og væsker inn i metallet og forhindrer dermed ytterligere ødeleggelse. Patinaen på bronsegjenstander beskytter disse gjenstandene godt mot ytterligere ødeleggelse. Patinaen som dekker jerngjenstander har ikke de beskyttende egenskapene som nettopp er nevnt. Den inneholder mange porer og sprekker som gasser og væsker trenger relativt lett gjennom og forårsaker ytterligere korrosjon.
Det er tilfeller av gropkorrosjon, når ikke hele overflaten til en metallgjenstand er ødelagt, men bare enkelte små områder. I dette tilfellet går ødeleggelsen som regel dypt inn i metallet, og danner dype sår som fører til dannelse av utfall med skarpt definerte kanter.
Med interkrystallinsk korrosjon skjer ødeleggelsen av metallet på grunn av forstyrrelsen av bindingen mellom metallkrystallene og sprer seg dypt inne. Gjenstander som påvirkes av slik korrosjon blir sprø og smuldrer opp i stykker ved støt. Denne typen korrosjon er utvilsomt en av de farligste.
Svært ofte kan effektene av flere typer korrosjon observeres samtidig på ett objekt.
Jerngjenstander oppdaget under arkeologiske utgravninger er i de fleste tilfeller i en falleferdig tilstand. Fjerning av slike gjenstander fra bakken må behandles med stor forsiktighet. Hvis metallet er så skadet at det smuldrer, må det først og fremst ryddes så forsiktig som mulig med en kniv, myk børste eller børste og sikres. Først etter fiksering (impregnering og fullstendig fordampning av løsemidlet) kan gjenstanden fjernes til overflaten. For festing, bruk en 2--3% løsning av polyvinylbutyral. Butyralløsningen tilberedes som følger: 2 g polyvinylbutyralpulver oppløses i 100 kubikkmeter. cm blanding av like mengder alkohol og benzen. Metoden ble foreslått av Hermitage-forskeren E. A. Rumyantsev og testet i laboratorie- og feltforhold under utgravninger i Karmir-Blur-ekspedisjonen. Fiksering med butyral utføres gjentatte ganger, med en myk børste eller spraying fra en sprayflaske.
Hvis gjenstandene er i ganske god stand, må de renses på stedet for fremmedstoffer og alle slags vekster som forvrenger gjenstanden, og deretter fikses med samme butyralløsning. Tidligere brukte metoder for arkeologisk arbeid med å fylle sterkt skadede jerngjenstander med parafin, gips etc. bør vurderes til liten nytte, fordi et tynt lag parafin på grunn av sin skjørhet ikke kan fast fikse en ødelagt gjenstand og i tillegg parafin. forstyrrer videre behandling av objektet under restaurering.
Alle jerngjenstander som mottas av museet skal underkastes restaurering og konservering. Som nevnt ovenfor fortsetter prosessen med dannelse av forbindelser av klorion med jern, noe som forårsaker ødeleggelsen av metallet, som begynte i jorda, under museumsforhold. For å stoppe denne prosessen er det nødvendig å fjerne klorionet, som oppnås ved gjentatt vask og koking i destillert vann. Tilstedeværelsen av klorforbindelser i gjenstander kan lett oppdages ved å plassere gjenstandene i et fuktig kammer. Etter 10-12 timer er slike gjenstander dekket med små dråper vann, deretter øker disse dråpene i størrelse. Ved kjemisk analyse av disse dråpene er det lett å oppdage tilstedeværelsen av klorion i dem.
Før du fortsetter med restaureringen av en bestemt jerngjenstand, er det nødvendig å ta hensyn til sikkerheten, tilstedeværelsen av en metallkjerne, og deretter bruke en eller annen rengjøringsmetode. Følgende metoder anbefales på grunnlag av eksperimentelt praktisk arbeid, testet på mange og varierte materialer i restaureringsverkstedene til Eremitasjen. I henhold til graden av bevaring kan alle jerngjenstander som kommer til restaurering hovedsakelig deles inn i tre grupper:
- 1. Gjenstander ødelagt av korrosjon, uten metallbase, med forvrengt form og økt originalvolum.
- 2. Gjenstander hvis overflate er blitt alvorlig skadet av et tykt lag med såkalt "rust", men metallkjernen er bevart. Denne overflatekorrosjonen forvrenger den opprinnelige formen og volumet til gjenstander.
- 3. Gjenstander der metallet og formen er nesten fullstendig bevart, men overflaten er dekket med et tynt lag "rust".
For å rengjøre gjenstander fra den første gruppen kreves gjentatt vask i varmt destillert vann eller regnvann, samt mekanisk rengjøring med en skalpell for å fjerne tette vekster, etterfulgt av grundig tørking. For å kontrollere tilstedeværelsen av klorion, etter disse operasjonene er det nødvendig, som nevnt ovenfor, å plassere gjenstandene i et fuktig kammer. Hvis det etter 10-12 timer dukker opp uskarpe vanndråper på gjenstander, må vaskingen gjentas flere ganger. Først etter fullstendig fjerning av klorion kan du begynne å konservere og montere gjenstander. Kjemisk rengjøring bør ikke brukes i slike tilfeller, fordi under påvirkning av kjemiske reagenser oppløses de saltlignende forbindelsene som dannes under korrosjon, forbindelsen mellom individuelle fragmenter blir svak og gjenstanden kan smuldre i små biter. Dette kan føre til endelig ødeleggelse av varen. Ved vask av store gjenstander og i fravær av destillert vann, kan vask utføres i vanlig kokt vann.
Konservering (overflatefiksering) kan gjøres med en 3 % butyralløsning. Hvis gjenstanden består av flere fragmenter, blir enkeltdeler først belagt med butyralløsning, og deretter limes disse delene sammen. For å lime gjenstander laget av jern, kan du bruke BF-2-lim eller lim laget av samme butyral (8-9 g harpiks per 100 g løsemiddel [alkohol-benzen]).
Gjenstander fra den andre gruppen, som eksperimenter har bekreftet, anbefales å rengjøres med kjemiske reagenser. Før rengjøring vaskes gjenstander med varmt vann for å fjerne jord og andre forurensninger, hvoretter de legges i en 5-10% løsning av kaustisk soda i 10-12 timer for å myke opp det korroderte laget, fjerne fett og andre forurensninger. Etter behandling med kaustisk soda, må gjenstander vaskes under rennende vann, og deretter, ved hjelp av en skalpell, blir de delvis renset for "rust" vekster. Etter denne operasjonen legges gjenstandene i en 5% løsning av svovelsyre, som tilsettes 1-2% glyserin. En gjenstand plassert i syre må fjernes fra syren hvert 10.-15. minutt, vaskes i rennende vann og rengjøres med en myk børste og skalpell. Disse operasjonene gjør det mulig å kontrollere virkningen av syren og fremskynde rengjøringen, som avhenger av tykkelsen på laget og typen av "rust". Etter rengjøring i syre vaskes gjenstanden igjen med vann og legges igjen i en 5-10% løsning av kaustisk soda, hvor den får stå i 10-12 timer. Rengjøring utføres til brune jernoksider er fjernet. Mørke oksider (jernholdig oksid og jernoksid) utgjør ofte hoveddelen av varen og fjernes derfor best.
Når du rengjør gjenstander laget av jern fra den tredje gruppen, oppnås de beste resultatene ved å bruke en 10% løsning av sitronsyre. I dette tilfellet, før rengjøring, blir gjenstanden også vasket med varmt vann og plassert i en 5-10% løsning av kaustisk soda i 10-12 timer. Etter dette legges gjenstanden, vasket i rennende vann, i en 10% sitronsyreløsning. Etter 5-10 minutter fjernes gjenstanden fra syren, vaskes med vann med en myk børste og senkes igjen i syren. Operasjonen gjentas til rustflekkene er helt fjernet. Hvis "rusten" ligger i et tynt lag, er det bedre å bruke ammoniumsitrat i stedet for sitronsyre. For å gjøre dette tilsettes ammoniakk til en 10% sitronsyreløsning til en dråpe fenolftalein gir en litt rosa farge. Gjenstanden som skal rengjøres dyppes i løsningen tilberedt på denne måten. Renseteknikken er den samme som med sitronsyre.
I stedet for sitron- og svovelsyrer kan du bruke en 0,5-2% løsning av fosforsyre, men det bør huskes at fosforsyre har en mer aktiv effekt på jern, så det er uakseptabelt å la en gjenstand ligge i syre i lang tid. . I dette tilfellet er det nødvendig å overvåke fremdriften av rengjøringsprosessen til enhver tid. Arbeidsmetoden er den samme som med de ovennevnte syrene.
For å nøytralisere syrer, må rengjøring i alle tilfeller fullføres ved å legge gjenstander i en 5 % løsning av kaustisk soda, etterfulgt av skylling i varmt destillert vann og passende tørking i en termostat. Etter alle disse operasjonene må gjenstanden behandles på en roterende jern (stål) børste.
Som et konserveringsmiddel som beskytter gjenstander mot ytterligere ødeleggelse, brukes en 3-5 % løsning av butyral eller en 3-5 % løsning av polybutylmetakrylat.
For å bevare jerngjenstander i museet, er det nødvendig å eliminere årsakene som bidrar til rask dannelse av korrosjon. restaurering av korrosjonsmetallmuseum
- 1. Den relative luftfuktigheten i rommene der disse elementene er plassert bør ikke overstige 55 %.
- 2. Rommet må være rent, siden støv som legger seg på gjenstander holder på fuktigheten og dermed bidrar til dannelsen av "rust".
- 3. Når du flytter gjenstander, bør hendene alltid bruke hansker, siden syrene som finnes på huden på hendene, når de kommer i kontakt med jern, virker på metallet og bidrar til dannelsen av "rust"
Helt siden en person, som studerte livet til tidligere generasjoner, vendte seg til en seriøs studie av gamle monumenter, har spørsmålet alltid dukket opp foran ham: hvilke av egenskapene til monumentet som studeres bør betraktes som dets opprinnelige egenskaper, og hvilke av dem er resultat av senere påvirkninger av fysisk-kjemiske årsaker, i vid forstand Er dette i betydningen ordensord eller et resultat av menneskelig aktivitet i senere tid?
Klassifiseringen av egenskaper i disse kategoriene har alltid gått foran enhver annen vitenskapelig gruppering av dem, som har til oppgave å trekke visse konklusjoner og konklusjoner. Ved utgraving av for eksempel restene av en gammel bygning, søker en arkeolog å gjenkjenne arkitektoniske former, bestemme deres brudd under påvirkning av naturlige faktorer og gjenkjenne deler som er lagt til og gjenoppbygd senere.
Spørsmålene som oppstår når man bestemmer de eldste egenskapene er ofte blant de vanskeligste, og noen ganger til og med helt uløselige på grunn av mangelen på bevarte materialer. Er det for eksempel mulig å snakke med fullstendig sikkerhet om fargeleggingen av disse maleriene, hvis farger åpenbart har endret seg mye over tid?
Av hele settet med egenskaper til et arkeologisk objekt, er det mest verdifulle for vitenskapen vanligvis egenskapene som opprinnelig var iboende i det. Dette resulterer i et konstant ønske om å gjenkjenne dem og, i tilfelle av deres delvise eller fullstendige tap, å gjenopprette eller gjenopprette objektet i sin opprinnelige form.
Uansett hvor ærefull en slik oppgave kan være i seg selv, må det imidlertid sies at den svært ofte førte til katastrofale konsekvenser - forvrengning eller til og med fullstendig ødeleggelse av gjenstanden som ble restaurert. Årsakene til dette er todelt: for det første, de ovennevnte vanskelighetene med å fastslå den faktiske karakteren av de originale trekkene, deres tvetydighet, som fører til ubegrunnede antakelser, under hvilke restauratøren prøver å passe til objektet han behandler; for det andre vitenskapens spedbarnstilstand om metoder for å eliminere senere lag og forberede gjenstander for en ny, museumsperiode av deres eksistens.
Frem til moderne tid var restaureringskunsten i beste fall basert på noen få tradisjonelt bevarte, ofte ganske risikable teknikker, men for det meste var den et produkt av kreativitet og et resultat av barbarisk eksperimentering av vitenskapelig fullstendig uforberedte profesjonelle restauratører.
Restaurering og beskyttelse av fortidsminner er fortsatt i denne situasjonen ganske ofte til i dag i landene i Vest-Europa og Amerika. Imidlertid har en vending mot en vitenskapelig tilnærming til restaurering allerede begynt: i England, Frankrike, Tyskland, Danmark, Italia og Nord-Amerika dukker det opp spesielle vitenskapelige laboratorier og verksteder som publiserer rapporter om arbeidet deres.
I USSR er restaureringsarbeidet avgjørende rettet langs en ny vei: i mange museer (State Hermitage, State Tretyakov Gallery, etc.) er verksteder med laboratorier utstyrt, og for å utvikle den teoretiske siden av restaurering og finne nye vitenskapelig beviste metoder , Institute of Historical Technology State Academy of the History of Material Culture oppkalt etter. N. Ya. Marra driver omfattende eksperimentelt arbeid i sine laboratorier og har en spesiell avdeling og laboratorium for restaurering og konservering. Imidlertid er håndverksrestauratøren fortsatt mester i situasjonen i mange museer, for ikke å nevne det faktum at mange problemer som oppstår i arkeologisk praksis er langt fra løst. Dessuten er ikke arbeidet til det navngitte instituttet kjent for alle restaureringsarbeidere. Derfor må vi fortsatt dreie oss om spørsmålet om mål, veier og metoder for restaurering.
I kampen mot det ukorrekte håndverket i restaureringsarbeidet, ondskapen som førte til ødeleggelsen av mange verdifulle monumenter fra antikken spart av tid, er det derfor først og fremst nødvendig å finne ut alt som angår selve oppgavene og målene som en vitenskapelig fungerende gjenoppretter må sørge for. Så, for eksempel, er det nødvendig å bestemme om det virkelig er nødvendig å strebe for enhver pris for å gi objektet sitt "opprinnelige utseende", eller om det ville være mer riktig å begrense oss til å bare bry oss om å eliminere faktorer som for øyeblikket er skadelige til den, så vel som forstyrrende faktorer, dens studie av lag, la den være i den formen den har kommet ned til oss. For å ta et spesifikt eksempel, spør vi: bør patina fjernes fra sølv-, kobber- eller bronsegjenstander hvis det ikke er bekymring for gjenstandens sikkerhet? Bør det ufarlige rødlige belegget, som ofte finnes på gullprodukter som har vært i bakken, fjernes hvis syrene som løser det opp sammen med det kan løse opp deler av ligaturen fra overflaten og dermed permanent endre fargen på selve metallet? Ville det ikke være mer riktig, tvert imot, å bevare alle slags naturlige patinaer og plaketter som ikke truer ødeleggelsen av gjenstanden, å betrakte dem som uavhengige tegn, hvis studie kan føre over tid til verdifulle resultater?
Det er ingen enhetlighet i å løse denne typen problemer ennå. I noen museer er det vanlig å rydde gjenstander til siste ytterlighet, i andre er det vanlig å holde dem så nærme som mulig. til et naturlig utseende.
Det andre og, selvfølgelig, det mest relevante og viktige aspektet ved saken er den vitenskapelig korrekte formuleringen og begrunnelsen av restaurerings- og konserveringsteknikker. Vitenskapen begynte å håndtere spørsmål av denne typen først ganske nylig og har så langt oppnådd svært lite. Årsaken til dette er at arkeologisk vitenskap og museumsarbeid så langt nesten utelukkende har vært i hendene på mennesker som har gått gjennom humanioraskolen og ikke er tilstrekkelig kjent med naturvitenskapens og laboratorieteknologiens metoder, og følgelig langt fra alt som angår den materielle essensen av beskyttede og studerte fag. Heldigvis er den riktige veien for å studere denne spesielle siden av dem allerede funnet. Studiet av materialer fra arkeologiske gjenstander, prosessene som skjer i dem under påvirkning av forskjellige forhold for deres eksistens, og sekundære formasjoner av senere opprinnelse har blitt gjenstand for vitenskapelig forskning basert på en kombinasjon av metoder for naturvitenskapelige vitenskaper, spesielt teknologi , på den ene siden, og på den andre, metoder for historisk vitenskap. Men arbeidet med restaurering, som hovedsakelig er av praktisk karakter, har så langt blitt utført ganske usystematisk; oppsummeringer av dem på enkeltområder er fortsatt nesten fraværende og kan bare i noen få tilfeller brukes av en museolog og arkeolog, til tross for at både En annen nå absolutt trenger å bli kjent med tilstanden til denne unge, men lovende kunnskapsgrenen. Tar dette i betraktning, Statens akademi for materiell kulturhistorie oppkalt etter. N. Ya. Marra og publiserer disse essayene om metodene for restaurering og bevaring av arkeologiske monumenter laget av metaller.
Disse essayene er en omarbeidelse med nødvendige tillegg og endringer av "Instruksjonene" utgitt av Akademiet i perioden 1924 til 1927 og som lenge har vært utsolgt. Denne omarbeidingen, spesielt i 1. kapittel - "Jernprodukter", er slik at den i hovedsak representerer relevante problemstillinger omarbeidet med involvering av nytt materiale, resultatene av eksperimentelt og praktisk arbeid ved Institutt for Historisk teknologi ved Akademiet i de siste årene, og dekningen av noen teoretiske spørsmål. I kapittelet "Jernprodukter" ble dette arbeidet utført av S. A. Zaitsev og N. P. Tikhonov. Kapittel 2 "Produkter laget av bronse, kobber og kobberlegeringer" og 4. "Produkter laget av gull, sølv og bly", satt sammen fra verkene til N. N. Kurnakov og. V. A. Unkovskaya fra forrige "Instruksjoner", samt kapittel 3 "Tinnprodukter og tinnpest", samlet på en gang for de samme "Instruksjoner" av I. A. Galnbek, supplert og nylig redigert av V.P.Danilevsky, N.P. Tikhonov og M.V. Farmakovsky.
For de samme formål har State Academy of the History of Material Culture nettopp publisert en oversettelse av A. Scotts verk "Rengjøring og restaurering av museumsutstillinger" og "Essays on the History of Painting Techniques and Paint Technology in Ancient Rus" av V. A. Shchavinsky.
I samme plan har vi til hensikt å publisere en rekke IIT-arbeider på andre områder for restaurering og konservering (stoffer, løsemidler for tørking av oljer, etc.).
Det er imidlertid nødvendig å ta forbehold om at det med alt dette på ingen måte er ment å legge i hendene på personer som er dårlig forberedt på presise laboratoriearbeidssamlinger av oppskrifter som er ubetinget anvendelige i praksis. Slik bruk av publisert materiale kan bare føre til triste resultater. Arkeologiske gjenstander er for forskjellige til å forvente, selv i fremtiden, utvikling av noen generelle standardordninger for håndtering av dem. Derfor, i tillegg til en generell kjennskap til egenskapene til et gitt materiale, er det i hvert enkelt tilfelle også nødvendig å nøye studere de individuelle egenskapene til hvert objekt, kun tilgjengelig for grundig teoretisk og praktisk trente laboratoriearbeidere. det er fortsatt nødvendig å understreke at de publiserte samlingene kan og bør være til stor tjeneste for å løse den generelle oppgaven med behovet for å heve til et nytt, høyere nivå - på et vitenskapelig grunnlag - restaurering og bevaring av kolossale museumsverdier i USSR av hensyn til bedre beskyttelse av sovjetisk museumssosialistisk eiendom og bedre studier av dem som monumenter av materiell kultur, for å gjenskape den historiske fortiden i felles interesse for å bygge sosialisme.
Basert på hvilken type metaller som brukes i produksjonen av produkter, kan de deles inn i tre arkeologiske grupper med klare morfologiske egenskaper.
1 - produkter laget av jern, støpejern, stål og deres sammensetninger - den arkeologiske gjenstanden har en overflate med en karakteristisk rød, brun farge, hovedsakelig bestående av jernhydroksider, limonitt, goetitt, etc., preget av tilstedeværelsen av disse mineralene og sedimentære bergarter / sand, leire, organiske inneslutninger og mineralogiske konkresjoner / på den modifiserte, metamorfoserte overflaten av selve objektet, med eller uten en jernkrystallinsk kjerne. Et arkeologisk stoff kan gjenta seg i forstørret skala / epitaksial vekst / en form som er typologisk lik objektet eller danne et vanskelig å beskrive konglomerat med det.
2 - produkter laget av kobber og kobberholdige metaller / bronse, messing, tombac, etc. / - den arkeologiske gjenstanden har en overflate med en karakteristisk grønn-blå farge, bestående av basiske kobberoksider og mineraler azuritt, lapis lazuli, atacamite, etc., mineraliserte overflater og skorpelag Sammenlignet med arkeologiske gjenstander av jern har de vanligvis en mer identifiserbar form og dimensjoner nær de opprinnelige.
3 - produkter laget av høyverdig sølv og sølvholdige legeringer - en arkeologisk gjenstand laget av sterling, høyverdig sølv har en lett mineralisert overflate av mørkegrå eller lysegrå farge, bestående av sølvsulfid og klorid. I lavverdige sølvprodukter med høyt innhold av kobber, tinn og andre legeringsadditiver, er kobberholdige mineraler og klorargeritt til stede i den mineraliserte overflaten; slike gjenstander har store forvrengninger av den opprinnelige formen og som regel store strukturelle endringer (1).
En spesiell gruppe bør omfatte relativt korrosjonsbestandige metaller, som høyverdig gull og dets legeringer (elektrum). Platina og platinagruppemetaller.
På grunn av den spesifikke karakteren av korrosjonsprosesser - tinn, sink, bly og deres legeringer.
For alle metaller, til tross for forskjellen i kjemi, dynamikk og originalitet av korrosjonsprosesser, er det nødvendig å merke seg de generelle fysiske og teknologiske egenskapene til materialer som bestemmer deres strukturelle styrke og korrosjonsmotstand: Mekanisk komprimering av krystallgitteret under smiing, rulling, tegning. Komprimering av de ytre lagene av metallet og dermed bedre korrosjonsbestandighet av tykkveggede støpegods, til tross for selektiv korrosjon og metallets flerkomponentsammensetning. Det er et direkte forhold mellom hastigheten på strukturell nedbrytning av materialet og pakningstettheten til atomene i overflatelaget til metallet, homogeniteten og tilstedeværelsen av dislokasjoner i metallets krystallinske struktur, graden av polering, ruhet (Boilby-lag). For slavisk arkeologi og sølvskatter er faktumet med naturlig sprøhet og aldring av sølv-kobbersystemet utenfor korrosive forhold interessant (1)
og mange andre faktorer.
Stadier av forskning og vitenskapelig
bevaringsarbeid
1. Vitenskapelig forberedelse. Evaluerende. På grunn av den komplekse morfologien til både det arkeologiske objektet i seg selv og den komplekse stratigrafien til mineraliserte overflater, er det nødvendig, ved hjelp av forskningsmetoder, å avklare objektets typologi og dets strukturelle trekk, tilstedeværelsen av en solid metallkjerne og dens grenser, arten og egenskapene til korrosjon og mineralisering, tilstedeværelsen av kompositter (den mest representative typen forskning er tolkningen av resultatene av elektronmikroskopi (SEM), kombinert med spektrometri av arkeologiske prøver (XES) og Auger-mikroskopi, etc. Noen ganger den eneste Metoden som gir et pålitelig bilde av de strukturelle egenskapene til de studerte prøvene er metallografiske, mikrostrukturelle studier ved bruk av et metallografisk mikroskop. at i dette vitenskapelige og praktiske forskningsområdet har det blitt samlet enorm erfaring og det er en kolossal mengde informasjon tilgjengelig. til forskere.
2. Vitenskapelig dokumentasjon. Tegning av et topografisk diagram og plan - et kart over arbeidet med bevaringstiltak: vasking og fjerning av mineraliserte lag, knuter og inneslutninger; stabilisering av monumentet; full avsløring til metallkjernen eller delvis til stabile beskyttende oksider, slik som den "edle patinaen" på kobber; passivering, inhibering, beskyttende belegg eller impregnering, og muligens dyp konservering av hele den mineraliserte eller metamorfoserte gjenstanden uten å trenge inn i den.
Mangelen på en fullstendig forståelse av det arkeologiske objektet, arten av dets ødeleggelse eller en felles ekspertuttalelse fra en arkeolog, en spesialistforsker og en restauratør angående tilstanden til objektet og mulige metoder for å utføre arbeid er tilstrekkelig for ikke å utføre bevarings- og restaureringsarbeid
Praktisk vernearbeid
1- Rengjøring – skylling i vann. Det utføres i destillert vann ved romtemperatur med tilsetning av et fuktemiddel (3-5% metanol eller etanol) for å forberede for beising, hjelper til med å fjerne lette etsende avleiringer og biologiske inneslutninger. Kalsiumavleiringer fjernes i en 5-10 % løsning av natriumheksametafosfat ved hjelp av børster eller vattpinner. Den kjemiske aktiviteten til vann under langvarig bløtlegging i 1-2 dager er tilstrekkelig til å ødelegge limbindinger og fjerne organiske inneslutninger og svake mineralavleiringer; dette forenkles i stor grad av en 10 % tilsetning av kalium, natriumtartrat eller etylendiamintetraeddiksyresalt (EDTA, Trilon). -B, Chelaton). Det er mulig å gjenta vaskingen flere ganger, vekselvis fjerne svekkede mineraliseringsprodukter med en børste eller stabel, og ta spesielt vare på tynnveggede og sprø gjenstander. Merk: - Vasking i vann eller vandige løsninger av salter er umulig i tilfelle fullstendig eller delvis ødeleggelse av metallet, spesielt tynnveggede, som et resultat av selektiv eller intergranulær og andre typer korrosjon på grunn av muligheten for tap av metallet. originalt lag med smykker og spesielt fin dekorasjon (forgylling, niello, hakk , filigran, emaljer, lakk), og noen ganger til og med selve uedelt metall. I disse tilfellene innledes vask med et stadium av konsolidering eller fragmentarisk styrking av objektet. 2- vask er vanskelig å utføre dersom den arkeologiske gjenstanden har gjennomgått feltkonservering ved bruk av syntetisk og naturlig voks, polymer syntetisk vann-uløselig eller delvis løselig harpiks, lakk eller andre materialer som gjør det vanskelig å bruke vann som løsemiddel. I disse tilfellene brukes løsemidler som tilsvarer at konserveringsmidlene fjernes: renset bensin og parafin (mettede og umettede hydrokarboner) for parafin- og voksholdige belegg, aceton, toluen, etanol (ketoner, alkoholer, etere) etc. for harpikser. , syntetiske harpikser, lim, lakk, samt organiske konserveringsmidler og lim, som skjellakk, dammara, copal. Ved bruk av alle typer løsemidler, spesielt flyktige, er det ønskelig å bruke en trinnvis metode for å påvirke konserveringsmidlet - fra en lett løselighetstest, eksponering for løsemiddeldamper i en lukket beholder eller "Petenkofer-pose", til nedsenking i løsemidlet og bløtlegging i lang tid. Det er nødvendig å arbeide med fullskalaprøver og få en skala for dynamikken i løseligheten til polymere eller organiske materialer, spesielt med tanke på muligheten for "svelling" (7), snarere enn fullstendig løselighet av noen polymer, spesielt nedbrutt, materialer.
2- I alle tilfeller av bruk av løsemidler for å fjerne konserveringsmidler, bør man gå ut fra sikkerheten til disse operasjonene for å bevare selve gjenstanden, som en enkelt åndelig, historisk, vitenskapelig eller kunstnerisk helhet. Alle stadier av rengjørings- eller restaureringsarbeid er nøye dokumentert(4).
3- Stabilisering av et arkeologisk objekt - dette betyr å utføre ulike forberedende arbeid før selve konserveringen, hvis formål er å skape i strukturen og på overflaten av det arkeologiske objektet fysiske og kjemiske forhold som er gunstige for bevaring med dens pålitelighet. Ofte avhenger stabiliseringstiltak direkte av den valgte eller eksisterende metodikken for å utføre bevaringsarbeid og deres teknologiske parametere. Det skal bemerkes at strengt obligatorisk PH-testing for kjemisk syrefrihet eller nøytralitet av alle materialer og arbeidsflater, i alle stadier av konserveringsarbeid, bruk av sertifiserte restaureringsmaterialer Det er alltid en fare for at forberedende arbeid (drenering, oppvarming, avfetting , etc.) kan ha en negativ innvirkning på gjenstandens styrkeegenskaper (5). Skap forutsetninger for akselerert aldring av materialer, både selve det arkeologiske objektet, og akselerer korrosjonsprosesser som endrer overflatens morfologi (for eksempel epitaksial vekst på grunn av akselerert dannelse av hydroksyder ved høy luftfuktighet eller tilbakevendende korrosjon under et filmbelegg (6 Muligheten for strukturell nedbrytning bør også tas i betraktning materialer som tidligere er brukt til konservering, hvis noen i objektets struktur. Når alle slags risikofaktorer under stabilisering er vanskelige å kontrollere, kan metoder for jevn endring av parametere med trinnvis kontroll av egenskaper brukes For dehydrering brukes hydrofile buffermaterialer (papirmasse, kationbytterharpiks, anionbytterharpiks, silikagel, etc. .).For fukting brukes metoden for fjernfukting. For regenerering, for eksempel lakk , bruker de langvarig eksponering av objektet i løsemiddeldamp (Petenkofer-pakken) Spesielle teknikker: vakuumoppvarming, frysing, avionisering i et gassutladningskammer (lavtemperatur plasmaionisator), laserteknologier og andre brukes i nærvær av strenge laboratoriedata fra foreløpige studier til fordel for bruk av slike teknikker og er som regel godkjent av restaureringsråd med deltakelse av ledende spesialister - restauratører, arkeologer og forskere. Utførelse av bevaringsarbeid i sluttfasen - en arkeolog eller restauratør som utfører bevaringsarbeid må alltid huske hovedreglene for restaureringsaktiviteter: "Save" og "Do No Harm", som er knyttet til det grunnleggende metodologiske prinsippet for restaurerings- og konserveringsaktiviteter - "ethvert arbeid med et objekt er restaurering - bevaringspraksis bør kulminere i bevaringstiltak. Dette prinsippet dannet grunnlaget for bevaringsaktiviteter på grunn av eksistensen av termodynamikkens andre lov (WLT) og fenomenet entropi. Enhver innvirkning på et åpent system, som er ethvert objekt for materiell kultur, forårsaker en fluktuasjon i systemets mulige likevekt og til slutt en økning i entropi eller graden av uorden i systemet. Til syvende og sist oppstår akselerert strukturell nedbrytning eller aldring av objektets materialer, noe som svekker molekylære og interatomiske bindinger, noe som fører til fullstendig ødeleggelse. Derfor er graden av isolasjon av et objekt fra det ytre miljøet, sammen med den interne dynamiske komponenten i aldringsprosessen, de viktigste målbare faktorene som gjør det mulig å kontrollere aldringsprosessen eller, mer presist, ikke å akselerere den. Det som faktisk er oppgaven med konserveringspraksis er å isolere systemet fra de ytre påvirkningene av negaentropi og oppnå en likevektstilstand i systemet.(8) Det er derfor, å ha optimalt forberedt strukturen til materialet og å ha redusert redoksen. , energiutvekslingsprosesser på overflaten, går de videre til å isolere den fra det ytre miljøet ved å bruke isolerende belegg som er tilstrekkelig ugjennomtrengelige for gass, fuktighet og energi. Slike belegg kan være polymerfilm, organisk film: oljefilm, voks, organisk silisium opp til rent silisiumdioksid på overflaten, etc. Valget avhenger av de strukturelle egenskapene til objektet og alvorlighetsgraden av effektene av miljømessig negentropi. Det er generelt akseptert at forhold med lav luftfuktighet opptil 35-40% og mulige fuktighetssvingninger på ikke mer enn 10% er egnet for langtidslagring av en arkeologisk metallgjenstand.
Vitenskapelig forskning de siste årene viser at etableringen av optimale klimatiske forhold under lagring, utstilling og transport er utilstrekkelige tiltak for å opprettholde stabiliteten til arkeologiske gjenstander i tilfeller med spontane ukontrollerte nedbrytningsprosesser som ender i selvdesintegrasjon - total ødeleggelse av strukturen. I disse tilfellene brukes eksepsjonelle bevaringstiltak:
å plassere en gjenstand i et miljø med en inert gass, skape en indre ramme som styrker strukturen til gjenstanden, ved å bruke impregnering med flytende polymerløsninger med påfølgende herding eller organosilisiumpolymerløsninger, opp til dannelsen av transparente monoblokker. Disse eksepsjonelle tiltakene opphever på ingen måte et av de viktigste restaurerings- og konserveringsprinsippene - reversibiliteten til alle restaureringsprosesser, diktert av den relative skjørheten til selve restaureringsmaterialene. Behovet for å sikre et objekt av spesiell åndelig, vitenskapelig, kulturell og historisk betydning, for å beskytte det mot de negative konsekvensene av mulige restaureringsfeil. På grunn av ufullkommenhet i menneskelig kunnskap og dens antatte konstante vitenskapelige utvikling. Det som er gjort bra i dag kan bli gjort bedre i morgen.
MERK:
1 Ekstrapolasjonsberegning viser at kobberfrigjøringshastigheten langs korngrensene er 10 mikron per år ved romtemperatur (Schweizer og Meyers, 1978), tatt i betraktning korrosjonsdynamikken til Ag-Cu-legeringen, kan vi snakke om oksygensprøhet av alle kobberholdige sølvartefakter som hovedproblemene ved arkeologisk sølv, i tillegg til det velkjente problemet med den korrosive aktiviteten til klorider.
2 Den historiske skjebnen til et arkeologisk funn er kompleks og bestemmes ofte av monumentets virkelige verdi, som blir til et ønskeobjekt for både erobreren og samleren. Gud forby at du havner på feil sted til feil tid. Dette er svært viktig for overlevelsen til både mennesker og deres menneskeskapte verk. For eksempel har slavisk og gammelrussisk arkeologi lenge lagt merke til overfloden av svært kunstneriske funn i skatter fra det 11. - 13. århundre. gjennom hele territoriet til det gamle Russland, spesielt i lagene av urbane bosetninger i nordøst og sørvest. Mange monumenter bærer spor av branner, tilhørende strukturelle endringer og skader, noe som er perfekt bekreftet i arkeologisk materiale av det særegne ved perioden med innbyrdes kriger og tatarisk-mongolske erobringer (se N.P. Kondakov "Russiske skatter"). Skjebnen til "Kong Priams skatter", funnet av Heinrich Schliemann i 1873 under utgravningene av Troja, i Hellas, er veldig bemerkelsesverdig. En enorm skatt når det gjelder antall funn, og uvurderlig når det gjelder vitenskapelig betydning, som i tillegg til to tiaraer, alene, gullringer, inneholdt over åtte tusen. Den gikk ikke til Hellas, og gikk tapt i mange år for verdens vitenskapelige miljø. Så langt, veldig spredt og ufullstendig, har ikke skatten dukket opp i Sovjet-Russland, i Pushkin-museet. Bare takket være holdbarheten til hovedmaterialet til produktene - høyverdig gull, har det nådd oss i en god bevaringstilstand. Her er det verdt å nevne funnens lykkelige skjebne. Metropolitan of Kiev og All Rus' St. Alexy (1292-1378), som kroniske kilder nevner, fant emaljepellets i restene av St. Michael's Golden-domed Monastery, noen av dem ble en del av dekorasjonene til hans fremtidige sakkos, TK -1, Armory Chamber of the Moscow Kreml.
3 Dr. Scott David A. Scott. Gamle metallgjenstander, metallografi og mikrostruktur, 1986, CAL, Smithsonian Institution, Washington, DC, USA.; Plenderleith H.J. og Werner A.E.A. The Conservation of Antiquities and Works of Art, 1971, London, Oxford; Dowmann E. Conservation in Field Archaeology, 1970, M & Co. etc.
4 De mest ensartede statlige kravene til prinsippene for bevaring av arkeologiske gjenstander og samlinger gjenspeiles i de britiske standardene (Standards in the Museum Care of Archaeological Collections. 1992, Museums & Galleries Commission) og UKIC-anbefalingene (British Institute of Conservation, Veiledning for bevaringspraksis, 1983).
5 Konsolidering eller styrking, styrking av strukturen til en gjenstand i individuelle deler eller som helhet, er strengt nødvendig i tilfelle potensiell fare for at den arkeologiske gjenstanden mister informasjonsfelt: deler av dekoren, inskripsjoner eller andre paleografiske trekk.
Hva kan skje både i prosessen med halshugging (lag-for-lag fjerning av korrosjons- og mineraliseringsprodukter), og i prosessen med naturlig strukturell nedbrytning av objektet under lagring, før og etter bevaring og restaureringstiltak. I streng forstand er det hovedaktiviteten under feltkonservering av et objekt. Se bevaring - konsolidering
6 Filmkonserverende belegg krever som regel en tørket og oppvarmet overflate, en ruhet tilstrekkelig for limkontakt og kjemisk nøytral. Strukturen til objektet skal ikke inneholde overflødig ubundet vann, være elektrokjemisk passiv og ikke bidra til separasjon av det isolerende filmbelegget på grunn av ufullstendig omvendt osmose under gassdannelse og tilbakevendende korrosjonsprosesser - dvs. stabil.
7 Under feltkonservering ble det ofte brukt butylfenolimpregneringsløsninger, polyvinylacetat, akryl og organosilisium for konsolidering. Samtidig er det vanskelig å bestemme deres tilstedeværelse i strukturen fra det generelle utseendet til objektets overflate. Det er dette som gjør det nødvendig å ha streng dokumentasjon på fremdriften i alt vernearbeid under in situ feltkonservering.
8 På grunn av VNT kan ikke entropien Si i et lukket system reduseres (loven om ikke-avtagende entropi) dSi > eller = 0, hvor i er den interne entropien som tilsvarer det lukkede systemet. I stasjonære (likevekts) systemer dSo< 0 т.е. изменение энтропии отрицательно, нет её оттока из системы. Но есть приток в систему так наз. "негэнтропии", обратной величины. Если постоянно dS >0, og veksten av intern entropi ikke kompenseres av "negentropi" fra utsiden, så beveger hele systemet seg til nærmeste likevektstilstand i det stasjonære systemet, når
dS = 0 mens den dynamiske komponenten av intern entropi opprettholdes. Å oppnå en slik likevektstilstand i systemet er hovedoppgaven for alle vitenskapelige og praktiske aktiviteter for bevaring og restaurering.
Den totale endringen i entropi til et åpent system er dS+dSi+dSo.
9 I verdensvernpraksis, ved stabilisering av arkeologiske gjenstander laget av jern, har bruken av vandige og alkoholholdige løsninger av tannin for å skape et inert og stabilt lag av jerntannat på overflaten, kjemisk og elektrokjemisk passivering av overflater, inhibering osv. bevist seg selv.Se - "Praktiske akademiske kurs restaurering."
Så den tekniske holdbarheten til polymerfilmbelegg, unntatt noen organosilisiumbelegg, er fire til fem år, hvoretter gjenoppbygging utføres - fjerning av de gamle og påføring av nye beskyttende belegg.
Bonus for de som leser: http://wn.com/bainite
Et stort problem ved restaurering er bevaring av funne gamle jerngjenstander. Alle vet at jern oksiderer ganske raskt, blir dekket av rust og blir ødelagt i lag. Hvordan lagre en gammel gjenstand funnet?
Alternativ metode for rengjøring av strykejern
I dag skal vi se på en alternativ metode som ennå ikke har eksperimentelle, tidstestede resultater. Faktumet med restaurering og konservering av en jerngjenstand er åpenbart, men det er ikke kjent hva som vil skje med gjenstanden om 5-10 år. Det må sies: dynamikken og kvaliteten på utvinning og bevaring av jern er ganske stor og lovende.
Hovedfasene av restaurering av gamle metallgjenstander
Det må sies at hovedideen med denne restaureringsmetoden er bruken av Anacrol eller Anaterm polymer. Det vil si at vi impregnerer gjenstanden i et vakuumkammer.
- I utgangspunktet skal jerngjenstanden avsaltes. Hvordan gjør vi dette? Plasser gjenstanden i en beholder med destillert vann i flere dager for å avsalte og løsne rustflak.
- Deretter tørkes gjenstanden ved en temperatur på 100 grader. Forfatteren av teknologien foreslår å tørke gjenstander i ovner med døren på gløtt.
- Polymerimpregnering i vakuum. Hvordan skjer dette? Vi tar en rusten gammel gjenstand funnet i bakken og legger den helt i et kammer fylt med polymer. Deretter begynner vi å suge luften ut av kammeret; under denne prosessen oppstår en prosess med koking og syding. Etter at luften er pumpet ut, fyller polymeren alle hulrommene i kroppen til det rustne jernet.
- Etterpå settes gjenstanden igjen i ovnen i 1 time ved en temperatur på 120 grader for tørking (ved 90-100 grader stivner polymeren til en glasslignende konsistens).
- Det siste punktet er mekanisk rengjøring.
Mer detaljerte teknologier og ideer for denne typen restaurering kan sees i vedlagte video.
Interessant nettstedmateriale
Eiere av patent RU 2487194:
Oppfinnelsen angår området konservering av metallprodukter, spesielt arkeologiske funn laget av jern og dets legeringer, og kan brukes i arkeologi og museer. Metoden inkluderer rengjøring av den arkeologiske gjenstanden, dens hydrotermiske behandling i en fortynnet alkalisk løsning ved en temperatur på 100-250°C og et trykk på 10-30 atm i minst 1 time, vask til den er helt fri for klorioner og tørking, etterfulgt av påføring av et beskyttende belegg. I denne metoden, etter vask, overvåkes tilstedeværelsen av klorioner i den forberedte arkeologiske gjenstanden. Oppfinnelsen gjør det mulig å øke sikkerheten til arkeologiske funn laget av jern og dets legeringer og informasjonen som finnes i dem, samtidig som den forenkler og reduserer kostnadene ved metoden. 1 lønn fly, 2 ave.
Oppfinnelsen angår området konservering av metallprodukter, spesielt arkeologiske funn laget av jern og dets legeringer, og kan brukes i arkeologi og museer.
Nesten alle metaller som man har å forholde seg til i arkeologi er utsatt for korrosjon, som følge av langvarig eksponering mot bakken er de utsatt for varierende grad av mineralisering. Arkeologiske funn fra jern og dets legeringer krever spesiell oppmerksomhet, siden arkeologisk jern er mer utsatt for ødeleggelse enn andre metaller og har en kompleks ødeleggelsesmekanisme. Den vanligste ødeleggeren er natriumklorid, som vanligvis finnes i store mengder i jorda. En arkeologisk metallgjenstand akkumulerer et høyt innhold av Cl - ioner i porene og kanalene til metallet og korrosjonslagene. I dette tilfellet kan konsentrasjonen av klorider i porene til en gjenstand være høyere enn i den omkringliggende jorden, på grunn av deres bevegelse til metallet under prosessen med elektrokjemisk korrosjon.
Vanskeligheten med å arbeide med arkeologiske funn av metall skyldes funnenes varierende grad av bevaring, kompleksiteten i korrosjonssystemet som arkeologisk metall representerer, samt det høye ansvaret for å arbeide med unike utstillinger og behovet for å bevare som mye som mulig informasjonen i den gamle gjenstanden.
I tillegg til behovet for å bevare arkeologiske funn på tidspunktet for direkte utvinning fra bakken under utgravninger, er det problemet med rekonstruksjon av museumsutstillinger eller gjenstander som er lagret i arkiver.
Arbeidet som for tiden utføres innen bevaring av arkeologiske funn i form av eldgamle metallprodukter er hovedsakelig av anvendt karakter, og eksisterende konserveringsteknologier er basert på en rekke empirisk utviklede teknikker, ofte ganske risikable, derfor ingen av de kjente og nåværende brukte metoder kan absolutt anbefales. For tiden brukte passive bevaringstiltak (beskyttende belegg, impregnering) sikrer ikke langsiktig bevaring av objektet. Mangfoldet av arkeologiske gjenstander krever studiet av de individuelle egenskapene til hver gjenstand i kombinasjon med utviklingen av vitenskapelig baserte tilnærminger til bevaring av den.
Vanskeligheten med å utføre konserverende behandling ligger også i det faktum at samtidig med å gi motstand mot korrosjon, er det nødvendig å bevare integriteten og formen til den arkeologiske gjenstanden, individuelle detaljer om overflaten, egenskapene til funnet; om nødvendig, et bestemt korrosjonslag må bevares på overflaten.
For tiden er en rekke metoder kjent for å bevare metallprodukter, spesielt arkeologiske funn.
Det er en kjent metode for langsiktig beskyttelse av metalloverflaten til monumenter mot atmosfærisk korrosjon (RU 2201473, publisert 27. mars 2003), som består i å sprøyte metallpulver i form av et porøst lag på den beskyttede metalloverflaten og impregnering av dette laget med en korrosjonsinhibitor. Den kjente metoden er ineffektiv for arkeologiske funn laget av metall, spesielt jern, siden den ikke stopper de destruktive korrosjonsprosessene i gjenstandens indre lag. I tillegg vil påføring av et beskyttende lag av et annet metall på et arkeologisk funn (for eksempel sink for å beskytte gjenstander laget av stål og støpejern) endre egenskapene til bevaringsobjektet og dets utseende; etter slik behandling kan ikke funnet være et historisk dokument som inneholder informasjonen i det, mens den kjente metoden er irreversibel.
Det finnes en metode for bearbeiding av jernarkeologiske gjenstander (RU 2213161, publisert 27. september 2003), som består i at gjenstandene etter foreløpig rengjøring utsettes for kobberplettering, etterfulgt av etsing med syreløsninger. Ulempen med denne kjente metoden er sannsynligheten for ødeleggelse av metallet til den arkeologiske gjenstanden, en endring i fargen når den etses med salpetersyre, samt behovet for først å fjerne korrosjonslag som gjentar relieffet av funnet. I tillegg er den kjente metoden ikke anvendelig for arkeologiske steder med høy grad av mineralisering.
Det er en kjent metode for å bevare metallprodukter, spesielt arkeologiske funn, for langtidslagring (RU 2280512, publisert 27. juli 2006), som inkluderer foreløpig klargjøring av produktet ved vakuumavgassing og påfølgende påføring av et beskyttende belegg med en løsning eller smelte av en organisk polymer. Den kjente fremgangsmåten gir ikke tilstrekkelig effektiv beskyttelse på grunn av den lave penetrasjonsevnen til løsninger eller polymersmelter inn i porer og overflatedefekter, samt på grunn av vanskeligheten med å fjerne løsningsmidlet som brukes fra porene, noe som kan initiere korrosjon av produktet.
Den nærmest påståtte tekniske løsningen er en metode for å oppnå beskyttende belegg på overflaten, i vanskelig tilgjengelige porer og defekter av metallprodukter, som gir muligheten til å behandle arkeologisk metall med varierende grader av mineralisering (RU 2348737, publisert 03/ 10/2009), som inkluderer forbehandling ved vakuumavgassing av overflateproduktene ved temperaturer fra 200 til 600°C, metning av overflaten med gassformige stoffer, deres polymerisering i et glødeutladningsplasma av likestrøm eller vekselstrøm uten tilgang til luft, etterfulgt av påføring av et beskyttende belegg fra en løsning eller smelte av en organisk polymer.
Imidlertid gir den kjente metoden ikke en tilstrekkelig høy grad av bevaring av arkeologiske gjenstander, siden ukontrollerbarheten til prosessene med vakuumavgassing og polymerisering i glødeutslippsplasma, samt eksponering for høye (opptil 600 °C) temperaturer (selv kortsiktig) kan føre til metallografiske endringer i strukturen til arkeologisk metall, med I dette tilfellet mister det arkeologiske funnet informasjonen som finnes i det, for eksempel om produksjonsmetoden, teknologien for behandlingen, og kan ikke lenger være et historisk dokument. I tillegg er teknologien til den kjente metoden ganske kompleks og krever dyr maskinvare.
Målet med oppfinnelsen er å lage en metode for bevaring av arkeologiske funn laget av jern og dets legeringer med varierende grader av mineralisering, for å sikre maksimal sikkerhet under bearbeiding og effektiv beskyttelse mot ytterligere ødeleggelse.
Det tekniske resultatet av metoden er å øke sikkerheten til arkeologiske funn og informasjonen i dem under behandlingen av dem, samtidig som metoden forenkles og reduseres.
Det spesifiserte tekniske resultatet oppnås ved en metode for bevaring av arkeologiske funn laget av jern og dets legeringer, inkludert rengjøring og klargjøring av den arkeologiske gjenstanden med påfølgende påføring av et beskyttende belegg, der, i motsetning til det kjente, forberedelse av den arkeologiske gjenstanden utføres ved hydrotermisk behandling i en fortynnet alkalisk løsning ved en temperatur på 100-250°C og et trykk på 10-30 atm, etterfulgt av vasking og tørking, mens etter vask overvåkes tilstedeværelsen av klorioner i den forberedte arkeologiske gjenstanden .
For det meste brukes en 0,01-0,1 M løsning av natriumhydroksid NaOH som en alkalisk løsning, som, gitt de angitte parametrene for hydrotermisk behandling, gjør det mulig å bevare strukturen til det arkeologiske objektet og informasjonen i den med minimale tap.
Som kjent er en av hovedfaktorene som kompliserer bevaringsbehandlingen av arkeologiske funn fra jern og dets legeringer tilstedeværelsen av jernoksohydroksid β-FeOOH (akagenitt), som binder klorioner i sin krystallstruktur (L.S.Selwyn, P.J.Sirois, V. Argyropoulos. Korrosjonen av utgravd arkeologisk jern med detaljer om gråt og akaganeitt // "Studies in Conservation" nr. 44, 1999. S.217-232).
For å gi kjemisk stabilitet og mekanisk styrke til arkeologiske funn (arkeologiske gjenstander) laget av jern og dets legeringer for en periode med langtidslagring, er det nødvendig å ødelegge strukturen til oksohydroksidet β-FeOOH og den påfølgende komplette frigjøring av den arkeologiske gjenstanden fra klorholdige salter, uten hvilke behandlingen er utilstrekkelig. Ellers, etter påføring av et beskyttende belegg under påvirkning av Cl-ioner, kan ødeleggelsen av objektet fortsette med en høyere hastighet.
I den foreslåtte metoden utføres stabiliseringen av et arkeologisk funn laget av jern eller dets legering under en forberedende operasjon ved hydrotermisk behandling av objektet i en alkalisk løsning, som sikrer implementering av fasetransformasjoner i korrosjonsproduktene til arkeologisk jern ( ødeleggelse av β-FeOOH-strukturen) og samtidig fullstendig fjerning av klorioner Cl - fra porene og kanalene til metallet og korrosjonslagene til det spesifiserte objektet.
Metoden implementeres som følger.
Først blir det arkeologiske funnet renset og vasket. Rengjøring inkluderer mekanisk rengjøring for å fjerne fremmedlegemer, sand, jord, jordansamlinger fra gjenstanden og, om nødvendig, påfølgende kjemisk eller elektrokjemisk rengjøring, som velges avhengig av tilstanden og materialet til funnet, under hensyntagen til kravene til dets utseende . Den rengjorte gjenstanden vaskes i destillert vann.
Det arkeologiske funnet plasseres deretter i en reaktor for hydrotermisk behandling. Reaktoren er en anordning som opererer på prinsippet om en autoklav, med et arbeidsmedium i form av en fortynnet alkalisk løsning, fortrinnsvis 0,01-0,1 M vandig løsning av natriumhydroksid NaOH. Oppvarming utføres til en temperatur på 100-250°C ved et trykk på 10-30 atm og holdes ved spesifiserte parametere i minst 1 time, etterfulgt av avkjøling sammen med reaktoren. En nødvendig betingelse for behandling er tilstedeværelsen av trykk skapt av utvidelsen av arbeidsløsningen ved oppvarming. Den hydrotermiske behandlingsmodusen ved en temperatur på 100-250°C og forhøyet trykk sikrer stabilisering av arkeologisk jern og dets legeringer på grunn av fasetransformasjoner i korrosjonsprodukter, som et resultat av at strukturen til oksohydroksidet β-FeOOH blir ødelagt, som er ledsaget av frigjøring av klorioner Cl - fra krystallgitteret og deres påfølgende fjerning i en arbeidsløsning av natriumhydroksid.
Etter hydrotermisk behandling og avkjøling av den arkeologiske gjenstanden, vaskes den i destillert vann ved romtemperatur til den er helt fri for klorioner for å forhindre ytterligere mulige korrosjonsprosesser. Overvåking av tilstedeværelsen av klorioner i en arkeologisk gjenstand utføres ved å bestemme deres konsentrasjon i vaskevannet ved titrering eller kromatografi.
Etter at det arkeologiske funnet er fullstendig frigjort fra klorioner, tørkes det ved en temperatur som ikke overstiger 100 °C, og deretter påføres et beskyttende belegg på overflaten ved hjelp av en av de mulige metodene: impregnering med løsninger, impregnering med et smeltet stoff, adsorpsjon av hydrokarbonforbindelser fra gassfasen, er det også mulig å bruke kombinerte metoder.
Dermed gjør den foreslåtte metoden det mulig å bevare metallprodukter fra jernlegeringer med varierende grader av mineralisering for langtidslagring, samtidig som den opprinnelige strukturen bevares så mye som mulig, samt informasjonen i dem, med minimale tap, som er svært viktig for arkeologien.
Nedenfor er spesifikke eksempler på implementering av metoden.
Bevaring av det arkeologiske funnet "Arrowhead", gjenfunnet under utgravninger av Gorbatka-bosetningen i Primorsky-territoriet, den estimerte alderen på funnet er 800-900 år. Objektet hadde en metallkjerne og heterogene korrosjonslag på overflaten med et stort antall porer og defekter.
Tidligere ble gjenstanden utsatt for mekanisk rengjøring og vasking i destillert vann for å fjerne fremmede forurensninger og ansamlinger fra jorda. Deretter ble den nedsenket i en reaktor for stabilisering av hydrotermisk behandling med et arbeidsmedium i form av en 0,1 M NaOH-løsning. Reaktoren ble oppvarmet med en hastighet på 10°C/min til en driftstemperatur på 250°C, og et trykk på ca. 30 atm ble skapt i reaktoren. De ble holdt i driftsmodus i 1 time, hvoretter de ble avkjølt.
Etter behandling i hydrotermisk reaktor og avkjøling ble den arkeologiske gjenstanden vasket i destillert vann under normale forhold inntil klorioner var fullstendig fjernet. Tilstedeværelsen av klorioner i vaskevannet ble overvåket ved gass-væskekromatografi.
Deretter ble den arkeologiske gjenstanden tørket ved en temperatur på 85°C i 1 time.
Faseanalyse av prøven oppnådd fra overflaten av prøven ble utført på et automatisk røntgendiffraktometer D8 Advance (Cu K α-stråling) før og etter hydrotermisk behandling. Før bearbeiding av det arkeologiske funnet ble det funnet at korrosjonsproduktene inneholdt α-FeOOH (goetitt) og β-FeOOH (akagenitt) som hovedfaser. Etter behandlingen var β-FeOOH-fasen helt fraværende, hovedfasen i korrosjonsproduktene var goetitt.
Belegget ble påført på basis av Paraloid B-72 akrylharpiks ved impregnering ved bruk av en 5% løsning av nevnte akrylharpiks i aceton.
Bevaring av et fragment av det arkeologiske funnet "Metal Plate", gjenfunnet under utgravninger av Lazovsky-bosetningen i Primorsky-territoriet, den estimerte alderen på funnet er 800 år. Objektet er sterkt mineralisert, men metallkjernen er bevart, korrosjonslagene er svært betydelige, løse, med et stort antall porer og defekter. Etter passende rensing ble funnet nedsenket i en reaktor for stabilisering av hydrotermisk behandling; arbeidsmediet i reaktoren var en 0,01 M NaOH-løsning. Reaktoren ble oppvarmet med en hastighet på 10°C/min til en driftstemperatur på 100°C, mens et trykk på ~10 atm ble opprettet i reaktoren, holdt i driftsmodus i 1 time, hvoretter den ble avkjølt. Etter behandling i reaktoren ble det løse laget av korrosjonsprodukter betydelig tettere. Faseanalyse av en prøve hentet fra overflaten av en arkeologisk gjenstand etter bearbeiding i en hydrotermisk reaktor og vasking i destillert vann viste fravær av β-FeOOH oksohydroksid i korrosjonsproduktene, mens hovedfasen i prøven var goetitt α-FeOOH . Deretter ble det arkeologiske funnet behandlet i samsvar med eksempel 1.
1. Fremgangsmåte for å konservere produkter laget av jern og dets legeringer i form av arkeologiske gjenstander, inkludert rengjøring og klargjøring av den arkeologiske gjenstanden med etterfølgende påføring av et beskyttende belegg, karakterisert ved at forberedelsen av den arkeologiske gjenstanden utføres ved hydrotermisk behandling i en fortynnet alkalisk løsning ved en temperatur på 100-250°C og et trykk på 10-30 atm i minst 1 time, etterfulgt av vasking til den er helt fri for klorioner og tørking, og etter vasking, tilstedeværelsen av klorioner i forberedt arkeologisk gjenstand overvåkes.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en 0,01-0,1 M natriumhydroksidløsning anvendes som alkalisk løsning.
Lignende patenter:
Oppfinnelsen angår ikke-brennbare sammensetninger omfattende en fluorert forbindelse bestående av 1,1,1,3,3-pentafluorbutan, 1,2-dikloretylen og en effektiv mengde av en fluorert forbindelse stabilisator eller 1,2-dikloretylen, hvor mengden stabilisator er mindre enn 0,5 vekt%.
Oppfinnelsen angår bearbeiding av metalltråd eller -tape for å fjerne avleiring, rust, oksidfilmer, organiske smøremidler, forskjellige forurensninger og overflateinneslutninger fra deres overflate ved bruk av en elektrisk lysbueutladning i vakuum med foreløpig mekanisk, kjemisk eller mekanokjemisk overflatebehandling.
Oppfinnelsen vedrører rensing av metalloverflater fra fettforurensninger og kan brukes i maskinteknikk, instrumentfremstilling og andre industrier ved klargjøring av metalloverflaten før påføring av maling og lakk.