Metodiky konzervování anorg. materiálů - kovy II. Ing. Alena Selucká Metodické centrum konzervace, Technické muzeum v Brně, Purkyňova 105, 612 00 Brno tel.: 541 421 452 e-mail:selucka@technicalmuseum.cz Železo - ferrum Fe nBod tání 1538 °C, měr. hmot. 7,85 g/cm3, barva bílá, magnetický kov (některé nerez oceli a korozní vrstvy železa jsou nemagnetické) nŽelezo ztrácí své feromagnetické vlastnosti při teplotě 770 °C zv. Curieho bod. nČisté železo je měkký, tvárný kov, s nízkou pevností. nJe to nejvýznamnější technický kov. – – n Mikrostruktura kovu Fe – polymorfní kov tj. krystalizuje ve dvou modifikacích Fe-α (T < 910 °C), Fe-ɤ (910 – 1400 °C) a Fe-δ (1400 – 1539 °C) n Fe-ɤ Fe-δ Fe-α Železo se v závislosti na teplotě vyskytuje ve dvou krystalových (alotropických) modifikacích: Fe alfa – s krystalovou kubickou prostorově centrovanou modifikací (bcc body centred), ktreá je stabilní při teplotách nižších než 910 °C), a Fe delta kubickou prostorově centrovanou, která je stabilní za 1400 – 1539 °C), modifikace Fe gama s kubickou plošně centrovanou (fcc), která je stabilní v rozmezí 910 – 1400 °C) Metastabilní soustava Fe – Fe3C n n n n n n n n n n n n n n nferitická struktura feriticko-perlitická C:\ALENA\Konzervace\Fe-C.jpg ferit-perlit.bmp D:\Alena-přednáška\06.JPG Litinabílástruktura1jpg Výroba železa se děje redukcí železné rudy uhlíkem. Ve vyrobeném materiálu je vždy přítomno větší čí menší množství uhlíku, ktreé významným způsobem ovlivňuje jeho vlastnosti. Ve slitinách železe s uhlíkem může být uhlík přítomen: •V Tuhém roztoku – ferit -α (intersticiální tuhý roztok uhlíku v železe alfa – prostorově centrovaná), za vyšších teplot je ferit σ, austenit – intersticiální tuhý roztok uhlíku v železe gama – plošně centrovaná‚stabilní za vyšších teplot) •Ve formě intermediální fáze se železem – cementit s chemickým vzorcem Fe3C – karbid železa •Ve formě grafifitu – C Chování systému Fe-C popisují dva typy diagramů – metastabilní diagram Fe – karbid železa Fe3C (je významnější, popisuje děje v ocelích, ). A stabilní diagram Fe - C (popisuje děje v grafitických litinách). Velmi důležitým bodem je bod jemuž odpovídá teplota 1147 °C a obsah uhlíku 2.1 % - max. rozpustnost uhlíku v austenitu a rozděluje diagram na oceli s obasahem uhlíku do 2,1 % a litiny s vyšším obdsahe uhlíku. Stabilní soustava Fe - C n n n n n n n n n n n n n grafitické (šedé) litiny n litina - ferit + grafit.jpg Stabilní diagram Fe-C se podobá metastabilnímu, liší se teploty přeměn a obsahy uhlíku ve významných bodech. Vyskytuje se zde nová fáze – uhlík v modifikaci grafitu. Popisují se jim chování litin , je sestavovan při nižších rychlostech ochlazování. Základní fáze ve struktuře Fe s C nferit – tuhý roztok uhlíku v Fe-α nebo Fe-δ (měkký) naustenit – tuhý roztok uhlíku v Fe-ɤ (měkký) ncementit Fe3C – intersticiální chem. slouč. (tvrdý a křehký) nperlit - lamely feritu a cementitu (tvrdší a pevnější než ferit) ngrafit - chemický volný krystalický C (stabilní fáze, měkký) nledeburit –směs austenitu a cementitu (tvrdý a křehký) n nmartenzit – přesycený tuhý roztok uhlíku v Fe-α (+ zbytkový austenit) nbainit – směs Fe-α a karbidických částic n Železo - ferrum Fe nSlitiny železa: –oceli do 2,1 % C –litiny nad 2,1 %C –Korozivzdorné oceli (nerez oceli) – Fe + Cr + Ni – –Oceli •nízkouhlíkové do 0,2 % - svářkové železo (do 0,1 % C) •oceli se středním obsahem uhlíku - 0,2 až 0,6 % C •vysokouhlíkové - 0,6 až 1,4 % –Litiny •šedé (obsahují grafit - C) •bílé (obsahují cementit, karbid železa - Fe3C) – – n Železo - ferrum Fe – – Fig4-Unglick-wrought-iron.gif •Svářkové železo (do 0,1 % C), korozní vrstvy mají texturu podobnou jako dřevo •Ocel nekorodovaná má stříbře šedou barvu Fig5-CCI-steel-putty-knife.gif •Litina – šedo-stříbřitá barva (pánev, kříže, nádobí, Fig6a-CCI-frying-pan.gif Fig7-CCI-stainless-steel.gif •Korozivzdorná ocel (nerez ocel) – stříbrná barva (kuchyňské náčiní, dekorativní architekt. prvky, průmysl) Železo - ferrum Fe – – Pomník Jana Palacha v Praze – Dům syna (nerez ocel) a Dům matky (patinující ocel) Corten – patinující ocel – nízkouhlíková ocel s mědí a fosforem se vyznačuje vznikem tvrdé ochranné korozní vrstvy. OCEL LITINA (kujné železo) pod 2,1 % C nad 2,1 % C tvárné, kujné křehké Zpracování železa – n §v ryzí formě se téměř nevyskytuje (pouze meteority – siderit, slitina železa a niklu = meteorické železo); §záměrná výroba – kolem roku 2000 př. n. l. v Anatólii, Blízký východ (nejprve luxusní předměty – zdobené dýky) §Tutanchamonova hrobka (pol. 14. stol. př. n. l.) – železné předměty (dýky z meteorického železa) §od 9. stol.př. n. l. výzbroj asyrské armády (dle písemných pramenů – hliněné tabulky) §postupně rozšíření do Řecka a dál na západ § 800px-Alaca_Hüyük_dagger.jpg Železná dýka se zlatou rukojetí, naleziště Alaca Höyük, Turecko – Muzeum v Ankaře; 2350 – 2150 BC) Dagger of King Tutankhamun Tutanchamonova dýka z meteorického železa (Fe + Ni + Co) zdobená zlatou pochvou a rukojetí, Egyptské muzeum v Káhiře, cca pol. 14. stol. BC) na našem území: 700 – 450 př. n. l. halštatské období 450 př. n. L. – konec starého letopočtu doba laténská (expanze Keltů) ve světě cca 1400 př. n. l. (Blízký východ) na našem území: 700 – 450 př. n. l. halštatské období 450 př. n. L. – konec starého letopočtu doba laténská (expanze Keltů) ve světě cca 1400 př. n. l. (Blízký východ) na našem území: 700 – 450 př. n. l. halštatské období 450 př. n. L. – konec starého letopočtu doba laténská (expanze Keltů) ve světě cca 1400 př. n. l. (Blízký východ) na našem území: 700 – 450 př. n. l. halštatské období 450 př. n. L. – konec starého letopočtu doba laténská (expanze Keltů) ve světě cca 1400 př. n. l. (Blízký východ) Zpracování železa – n •ve středomoří na ostrově Elba – etruská civilizace (od 9. st. př. n. l.) – šachtová pec cca 120 cm •hlavní rozvoj zpracování železa v Evropě – starší doba železná (halštat, 7. st. př. n. l. – 450 př. n. l. podle hornorakouského města Hallstatt; mladší doba železná – laténské období, 450 př. n. l. - poč. našeho letopočtu podle keltské stanice La Téne u Neuschatelského jezera ve Švýcarsku) •postupně nástup keltského železářství (Britské ostrovy, pevninská Evropa) – zbraně, výstroj, nástroje, šperky •na našem území - 400 př.n.l. – Keltové (šachtová pec se zahloubenou nístějí), kolem Prahy, Moravský kras •slovanské etnikum – 6. stol. n.l. – želechovická pec (u Uničova) § železná dýky vilanovská -bronzová pochva.jpg Železný meč, bronzová pochva, villanovská kultura – základ Etrusků Zpracování železa – n • § železný kozlík ke krbu - pozdně keltský typ.jpg železná keltská spona 10 - 8 st- př. n- L..jpg Železná keltská spona Železný kozlík ke krbu – pozdní keltský typ Přímá výroba svářkového železa • § C + O2 = CO2 CO2 + C = CO FeO + CO = Fe + CO2 Rekonstrukce železářské pece typu Podbořany A – stav před tavbou; 1. plášť pece; 2. podloží; 4. mychadlo; 5. dřevěné uhlí; 6. železná ruda; 7. sláma, nebo proutí; B – stav po tavbě; 8. zbytky paliva; 9. železná houba; 10. struska; 11. vyhořelé palivo (podle Pleinera 2000) https://edu.ceskatelevize.cz/video/1118-vyroba-kovu-v-historii Josefov Tavba 01.JPG Rekonstrukce hutnických postupů výroby svářkového železa na technické památce TMB – Stará huť v Josefově u Adamova Proces výroby dřevěného uhlí (v milířích) je vlastně tepelný rozklad dřeva bez přístupu vzduchu (ve skutečnosti s velmi malým přístupem vzduchu). Dřevo se skládá z mnoha látek, ale především z uhlíku, kyslíku, vodíku a dusíku. Po přeměně na dřevěné uhlí je toto složení asi 80 % uhlíku, 3 % vodíku a zbytek tvoří různé minerální látky původně obsažené ve dřevě (zdroj J. a V. Kmoškovi in Archeologia technica 20). Pec, T<1000oC Železná ruda Dřevěné uhlí Vzduch CO2 ,N2 Železná houba kování, nauhličování, kalení a popouštění Ocel Reakce g-s Přímá výroba svářkového železa železná houba.jpg Železná houba sejmout0002 j31 Železná lupa Železná hřivna, 9. – 10. stol., Slovácké muzeum Železná houba – spečenec železa, strusky a zbytků paliva v pevném těstovitém stavu. Metalurgie železa – n §od 12. stol. – použití vodního kola pro pohon hamerského kladiva a měchů – hamry kolem vodních toků (v Evropě rozvoj v rámci církevních řádů –Cisterciáci) § § Hamr 06.jpg interi_r_hamerny_4f57576f90.jpg schema chvostového hamru http://mve.energetika.cz/uvod/hamr.htm Hamr (z německého Hammer kladivo), neboli puchýrna, je ocelářská a kovářská dílna, která je vybavena kovacím strojem poháněným vodním kolem. Vybavení hamru bylo stejné jako u kovárny – výheň, měchy, kovadliny, svěráky, kladiva, sekáče, útinky, zápustky, kleště, ale navíc zejména vodou poháněné buchary. Kování na hamru bylo dříve jediný možný způsob, jak získat kujnou ocel z houbovitého polotovaru (podle čočkovitého tvaru nazývaného lupa) vznikajícího v dýmačce, jednoduché redukční peci používané před vynálezem vysoké pece. Metalurgie železa – n §později bylo možné redukované železo nauhličit tak, že se objevil i tekutý kov (v západní Evropě první vysoké pece od 13. stol. – výška asi 3 m; později 8 – 14 m); vysoká pec se do českých zemí dostává až v 16. století (1595 – Karlova huť v Podbrdsku) – začíná nepřímá výroba surové železa (3,5 % C), které se buď přímo odlévalo (děla…) nebo se dále zkujňovalo ve zkujňovacích pecí (snížení obsahu nežádoucích prvků a uhlíku , surové železo se mění na tvárnou a kujnou ocel) : § pudlovací pece (puddling = promýchávání vsázky) §1855 – H. Bessemer – zkujňování v konvertorech – ocel v tekutém stavu (tzv. plávková ocel) §1864 – Siemens-Martinská pec – zkujňování surového železa §1709 – Abraham Darby – užití koksu jako paliva další zdokonalení výroby železa (materiál a vsázky do pecí, předehřívání vzduchu…) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/61/Bessemer_converter.jpg Konvertor Vysoká šachtová pec – n Nepřímá výroba surového železa Ve vysoké pecí dochází k redukci oxidů železa v železné rudě oxidem uhelnatým (CO) a uhlíkem. Při redukci vznkají nejprve nižší oxidy Fe3O4 a FeO, teprve poté kvoové železo. Do vysoké peci je zhora dávkován koks (uhlík), železná ruda (oxidy železa) a vápenec CaCO3 – ten se ve vysoké peci rozkládá na oxid vápenatý a oxid uhličitý, jeho role spočívá v uvolnněí nezredukovaných oxidů železa a manganu z křemičitanů. Nauhličováním železa se snižuje jeho teplota tání a začnou se objevovat první kapičky surového železa. Vzniklé kapky surového železa stékají do nístěje a po cestě se setkávají se žhavým uhlíkem paliva.Zdroj: https://www.idnes.cz/technet/reportaze/ocelove-mesto-vysoke-pece-arcelor-mittal-v-ostrave-funguji-i -jako-cisticka-vzduchu.A120513_213940_tec_reportaze_rja Železná ruda Koks Horký vzduch CO, CO2 ,N2 Surové železo (Fe – Fe3C) Odlévání Surové železo (pig iron - asi 4 % uhlíku) Reakce g-l-s Vysoká pec, T>1200oC Koks se zejména používá jako palivo a jako redukční činidlo ve vysoké peci při výrobě surového železa.Zdroj: https://www.idnes.cz/technet/reportaze/koks-pro-ostravskou-hut.A150528_144406_tec_reportaze_rja Koks se vyrábí z nízko-popelnatých a nízkosirných koksovatelných druhů černých uhlí, ze kterých jsou v koksovacích komorách při procesu vysokoteplotní karbonizace bez přístupu vzduchu a teplotách nad 1 000 °C odstraněny prchavé složky.Zdroj: https://www.idnes.cz/technet/reportaze/koks-pro-ostravskou-hut.A150528_144406_tec_reportaze_rja Historická výroba železa (Technické muzeum v Brně) http://www.volny.cz/starahut/images/viska.jpg http://www.volny.cz/starahut/images/rano.jpg http://www.technicalmuseum.cz/pamatky.html Rekonstrukce hutnických postupů, Stará huť u Adamova, TMB Vysoká železářská pec – Františka, cca 10 m vysoká v bývalém hutnickém komplexu Lichtensteinů, 18. století – dnes národní technická památka TMB Stará huť u Adamova – národní kulturní památka TMB (pec Františka), 1. pol 18. stol. – hrabě Jan Adama z Lichtensteina., 10 m vysoká (Slované na huti, 25. 5. 2019) Vývoj hutnického zpracování železa DSC_0570.jpg 2.jpg 1000163747 - železárna - koksovna a vysoké pece VÃtkovice se souborem technického vybavenà Národní kulturní památka – Vysoké pece, koksovna a technické vybavení Vítkovických železáren Svářkové železo/ Litina/ocel 05_ironbridge_overview.jpg Ironbridge, litinový most přes řeku Severn, r. 1779 – symbol průmyslové revoluce v Anglii A051124_TOM_IVANCICE_1970_3V_V.jpg Ivančický viadukt, jeden z prvních celokovových mostů ze svářkového železa a litiny v Rakousko-uherské monarchii, r. 1870 (foto z r. 1978) Tepelné zpracování nOceli: –Žíhání (rekrystalizační, ke snížení pnutí, homogenizační atd.) –Kalení (martenzitické, bainitické) –Chemicko-tepelné zpracování: cementování nSurová železa a litiny –temperování, žíhání, kalení – n Povrchové úpravy - výzdoba nčernění, modření nRytí, lept ninleje npokovování (cínování, npoměďování, zlacení, stříbření,chromování, niklování, žárové stříkáné povlaky zinkem - šopování atd.) nsmaltování ndamask P101000.jpg Cínované středověké zámky, dle ing. J. Josefa, NM Praha DSCN1649.JPG Koroze železa •Fe ® Fe2+ + 2e- • •O2 + 2 H20 + 4 e- ® 4 (OH) - •2 H+ + 2 e- ® H + H ® H2 • •Fe 2+ + 2 OH - ® Fe(OH)2 •Fe(OH)2 + H2O + 1/2 O2 ® Fe(OH)3 n Redukce kyslíku nebo vylučování vodíku. Pourbaix diagram Fe Zohledňují vznik nerozpustných korozních produktů. Diagramy vymezují při dané konstatní teplotě oblasti oxidační schopnosti prostředí a hodnoty pH, v nichž je termodinamicky stabilní bu´D KOV (IMUNITA) , nebo jeho kationty popř. oxoanionty v roztkoku (aktivita – koroze) nebo nerozpustné oxidy či hyrdroxidy (pasivita). Diagramy také vymezují stabilitu vody. Nad čarou b je voda rozkládá za vývoje kyslíku, pod čarou a voda se rozkládá za vývoje vodíku. Železo je teoreticky použitelné díky pasivitě v oblasti stability vody, nelze jej ale používat v kyselém prostředí. K pasivaci vede jak změna hodnoty pH, tak i změna oxidační schopnosti prostředí, resp. potenciálu Korozní produkty železa nFe(OH)2 nFeO(OH) nFeCl2 nFeO.Fe2O3 …. černý magnetit Fe3O4 nFe3O4.H2O …. zelený hydratovaný magnetit nFe2O3 .3H2O …. hnědo-oranž. rez nFe2O3 nFeCl3 nFeCl3.H2O n nFeS - černý sulfid železnatý –Fe 2+ + H2S = FeS + 2H+ ….. (anaerobní koroze, např. bahenní depozity, mořská voda) n na Fe2O3 –červený hematit (nad 200°C, např. žárové hroby) nß-FeO(OH) – akaganeit (aktivní chloridová koroze) – nFe3(PO4)2.8H2O –modročerný vivianit (přítomnost fosfátů) n n běžně se vyskytuje v korozních vrstvách železa: Fe3O4 / Fe2O3 .3H2O (a FeO(OH) – geotit + γ FeO(OH) – lepidokrocit) FeOOH - oxidhyrdoxid Koroze železa nrozsah koroze C:\ALENA\Obrázky\OBR2.BMP C:\ALENA\Obrázky\OBR3.BMP C:\ALENA\Obrázky\OBR4.BMP povrchová koroze korozní produkty + kovové jádro zachované objemné korozní produkty - velmi slabé kovové jádro; tvar předmětu je tvořen korozními produkty Rozsah koroze Fig18-George-1990-WDM-autos.gif Fig21a-CCI-flash-rusting.gif Fig20b-Bart-Fe_Handprint.gif Fig21b-Bart-Fe_corrosion.gif Fig22b-CCI-weeping-from-boo.gif Canadian Conservation Institute Koroze archeologických nálezů 7.3.11.jpg hlína a sedimenty směs α-FeO(OH) goethit, γ-FeO(OH) lepidocrocit s cizorodými příměsemi směs α-FeO(OH) goethit, γ-FeO(OH) lepidocrocit Fe3O4 magnetit β-FeO(OH) akaganeit kovové jádro prázdné prostory cervena s teckama fialova s teeckama černa oranžova šediva srafy hlína Schematický řez korozními vrstvami dle ing. D. Perlíka, Středočeské muzeum v Roztokách Aktivní koroze železa E:\Sbírky - evidence\MCK\pro Alenu\Kovy\Výuka\001.bmp Fe + Cl- +O2 + H2O = FeCl3 FeCl3 + 3H2O =Fe(OH)3 + 3HCl 1) Akaganeit - ß-FeOOH, krystaly na rozhraní kov-rez; 2) „pocení/slzení kovu“- koncentrace chloridových solí na povrchu FeCl3, FeCl2 Vzhledem k časté přítomnosti chloridů v korozním prostředí, je možný, a pro snadnost reakcí méně energeticky náročný, tzv. chloridový mechanizmus anodického rozpouštění kovů: Mad. + Cl- = MCl + e- MClad = MCl^+aq. + e- MCl+ = M+ + Cl- Pokud při žádném kroku v tomto mechanizmu anodického rozpouštění nevzniká meziprodukt, který by umožňoval vznik nerozpustného produktu (např. bazický chlorid), pak tento mechanizmus pouze usnadňuje anodické rozpouštění kovu a anion se vrací zpět do reakce ve stejné formě, v jaké do reakce vstoupil a působí tedy jako katalyzátor. Obdobné rovnice platí např. i pro síranový mechanismus anodického rozpouštění kovů, který se uplatňuje zejména u železa v atmosférických podmínkách. Akaganeit – ß-FeOOH Fig21b-Bart-Fe_corrosion.gif V momentě odkrytí nálezů většina chloridových iontů vytváří chlorid železnatý, který dále oxiduje na chlorid železitý. V případě přístupu kyslíku dochází k jeho oxidaci a hydrolýze na akaganeit: 2Fe + 4HCl + O2 = 2FeCl2 + 2H2O 2FeCl + 3H2O + O2 = 2Fe00H + 4HCl Na rozhraní kov-korozní vrstva vzniká jasně oranžová tuhá fáze – akaganeit, která růstem nadzvedává vnější korozní vrstvu a projevuje se jako jasné oranžové krystaly v trhlinách korozních vrtev po odloupnutí vnějších korozních produktů. nebo žlutý roztok obsahující železnaté, železité a chloridové ionty. Akaganeit – tetragonální (čtverečná)krystalová struktura s chemisorbovanými chloridovým ionty (struktura je stabilizována chloridovými ionty, roste pouze pokud má dostatečné množství chloridových iontů). „Pocení/slzení (sweating/weeping) kovu“ E:\Sbírky - evidence\MCK\pro Alenu\Kovy\Výuka\01.jpg E:\SaOSF\Přednáška\Hřebík č. 67.JPG Chloridové soli na povrchu ve formě žluto-hnědých kapiček, po vyschnutí - puchýře Hollow shells characteristic of weeping iron. žlutý roztok obsahující železnaté, železité a chloridové ionty. Pro Rh nad 55 % - kapalina, při poklesu RH – vznikají puchýře Konzervace železa nPrůzkum –dochovalo se kovové jádro? –stanovit rozsah odstranění korozních vrstev – (kde je původní povrch předmětu?) – odstranění – korozních produktů / zachování korozních prod. –dochované zbytky jiných kovů, org. látek, nátěrů apod.? nMetody čištění –mechanicky (broušení, otryskávání) –fyzikálně - laser –chemicky (odrezovací lázeň) –elektrolyticky –plazmochemicky nStabilizace –nepřímá (kontrola RV, T, silikagel, vypařovací inhibitory, odstranění O2 ) –tanátování –desalinace nPovrchová úprava –pasivace –lakem (např. Paraloid B72),voskem (např. včelí vosk) n D:\Meč Jakub\Před konzervací\Mikro textil.jpg Detail povrchu čepele s fragmenty textilu Průzkum Bez názvu 13b.jpg RTG – jezdecké třmeny, plátováno mědí Fragmenty mineralizované textilii a dřeva na železném předmětu D:\Meč Jakub\Rentgeny\01.jpg RTG snímek kordu z 16. stol. Metalografická analýza „trojnožka“, Brno 2001 D:\Alena-přednáška\1159.jpg D:\Alena-přednáška\1159b.jpg D:\Alena-přednáška\06.JPG D:\VybaveníLaboratoře\mikroskop.TIF metalografický mikroskop Tomografie CT náholenic DSCN8416 římské náholenice Čištění povrchu nMechanicky: nA) znečištění prachem/ slabá povrchová koroze –otření prachu, vysávání, ofukování vzduchem –jemné silonové kartáče –ocelová vata 00-00 + olej – nB) hrubší korozní vrstva –ocelové kartáče, rotační nástroje, zubotechnické brusky –tlaková voda/pára –vibrační nástroje – ultrazvuk (lokální skalpely) –otryskávání (abrasivo – korund (oxid hlinitý), skleněná balotina) – https://www.autodoplnky.cz/picture/shop/zbozi/full/detailing-prislusenstvi-21.jpg Mechanické čištění G:\Dočasné soubory\Selucká\kap 1 Teorie konz a res\pro pavlu\1.10.jpg G:\Dočasné soubory\Selucká\kap 1 Teorie konz a res\pro pavlu\1.14c.jpg 1.13a.JPG Mikrootrýskávací zařízení – Středočeské muzeum v Roztokách u Prahy https://www.autodoplnky.cz/picture/shop/zbozi/full/detailing-prislusenstvi-21.jpg Mechanické čištění otryskteorie A – kulaté abrazivo (balotina) B – ostré abrazivo (korund) Čištění povrchu H 9893-2-01.jpg 06-04-44.JPG 57-03-H9893-1.JPG M101-44.jpg Čištění povrchu nChemicky: –Voda a vodné prostředí (tenzidy neionické např. Syntapony – odstraňování hydrofobních nečistot tj. oleje, saze –Organická rozpouštědla – odmašťování a odstraňování konzervačních vrstev a nefunkčních nátěrů –Alkalické roztoky (NaOH, Pragolod) - odstraňování organických nátěrů –Kyselé roztoky (dříve na bázi kys. fosforečné) – čištění od korozní vrstvy –Komplexotvorná činidla - dvojsodná sůl kyseliny EDTA - Chelaton III Tenzidy (detergenty) neionické – povrchově aktivní látky, ve vodě nedochází k disociaci na ionty. Chelaton – ve vodě rozpustné chemické sloučeniny, které tvoří s ionty kovů vodorozpustné kompexy (kationtu kovu jsou vázány do stabiního komplexu, rouzpouští tedy korozní produkty , ale ne kov v nulovém oxidačním stupni (pozor rozpouští vměstky svářkového železa!) Chemické čištění nČištění chemickou reakcí –Alkalické roztoky (NaOH, čpavková voda; komerční Pragolod) – čištění organických nečistot, odmašťovače kovů –Kyselé roztoky (odstraňování korozních produktů) – kyseliny sírová, dusičná, fosforečná; organické kyseliny – DSC_0066.jpg Elektrochemické čištění Obr.6 Schéma zapojení při elektrolytické redukci olova.jpg E:\SaOSF\pro Alenu\Ag-náramky\DSCN9593.JPG E:\SaOSF\pro Alenu\Ag-náramky\DSCN9607.jpg Čištění povrchu •Laser – laserový paprsek způsobí prudké změny teploty a tlaku, čímž dojde k objemovým změnám povrchových nečistot (povrchová část krusty je převedena do stavu plazmatu) https://narran.cz/wp-content/uploads/2017/03/laserove-cisteni-princip.jpg Zdroj: https://narran.cz/laserove-cisteni/ Plazmochemická metoda nRedukce atomárním vodíkem v plazmovém výboji (vysokofrekvenční výboj) nTeplota uvnitř aparatury do 170°C nOšetření železných nálezů, stříbra, olova n 7.3.25.jpg Plazmochemická aparatura ve Středočeském muzeu v Roztokách u Prahy Redukce probíhá v plynném prostředí za sníženého tlaku pomocí redukčního činidla – atomárního vodíku, který vzniká v plazmovém výboji – ionizovaném plynu. Redukce vyšších oxidů na nižší oxidy je doprovázena objemovou změnou a tím dochází k jejich uvolňování (snazší následné mechanické čištění, při teplotách do 200 °C ale nedojde k odstranění chloridových iontů) Stabilizace korozních vrstev nDesalinace: –alkalická (siřičitanová) metoda (siřičitan sodný, hydroxid sodný, 60°C) – 0,05 M Na2SO3 + 0,5 M NaOH –zahřívaná destilovaná voda (cca 60 – 100 °C) –kys. askorbová (kys. askorbová, dihydrogenfosforečnan draselný, hydrogenfosforečnan sodný) –hydrazinhydrát (hydrazinhydrát, kys. benzoová) –elektrochemické (anody z upraveného titanu, prim. fosforečnan draselný, sek. fosforečnan sodný, benzoan sodný) –alkoholová (alkoholový roztok LiOH (1%) – nStabilizátory rzi (konvertory rzi) - taniny – Desalinace nOdstranění chloridových solí E:\SaOSF\Přednáška\DSCN4555.JPG E:\SaOSF\Přednáška\DSCN4559.JPG elektrolytická desalinace železných nálezů Desalinace nKvalitativní test chloridových iontů v roztoku (0,2 M AgNO3) nCl- + Ag+ + NO3- AgCl(s) + NO3- n n P1010001 nTanátování - stabilizace rzi archeologických a historických železných předmětů Taniny v konzervaci kovů kt.5230 obj.5567.JPG 101-04 338 ič.61.JPG fence-during-far.jpg fence-during.jpg 7.3.21.JPG Barokní kříž, Muzeum Českého Krasu, dle A. Havlínové nTanátování - stabilizace rzi u podkorodovaných barevných (malba na železe) Taniny v konzervaci kovů 7.3.21.JPG Barokní kříž, Muzeum Českého Krasu, dle A. Havlínové C:\Alena II\AMG-Komise\KOVY\seminář výzdobné techniky\2015\Příspěvky\Foto Fogaš-Selucká\Obr. 4-2.jpg Ukřižování z Kobylí, poč. 20. stol. Co jsou to taniny? Taniny – třísloviny: •organické látky rostlinného původu •polyfenolické látky •hydrolyzovatelné taniny (gallotaniny a ellagotaniny) •kondenzované taniny (flavonoidy) zlabatka_dubenkova2.jpg kyselina galová.jpg duběnky (Galla) tannic-acid.gif kyselina gallová kyselina taninová Konzervátorské postupy Vysoušení nPředměty sušíme v elektrické sušárně po dobu minimálně 5 hod. a při teplotě 110°C nNásledně musí předměty zchladnout v exsikátoru se silikagelem. nPředměty s objemnou korozní vrstvou je nutno vysušovat postupně (teplota vzrůstá od 20 až ke 110°C). n Lepení, tmelení npro lepení kovů lze použít: akrylátová lepidla, glykoldiakrylátová lepidla, kyanoakrylátová lepidla, lepidla na bázi chloroprenového kaučuku, epoxidová lepidla, polyurethanová a silikonová elastomerní lepidla nna lepení kovů se nedoporučuje používat lepidla na bázi polyvinylacetátu (nebezpečí uvolnění kyseliny octové – Pb, Cu) ntmel – lepidlo + plnivo (např. balotina) + anorg. pigmenty n Závěrečná konzervace nPARALOID B 72 (max. 10 % roztok v xylenu, acetonu, etanolu atd.) nVEROPAL D 709 (max. 10% roztok v toluenu nebo xylenu) nMikrokrystalické vosky - REVAX 30, COSMOLOID H 80 atd. (nejčastěji naředěné v benzinu nebo solventní naftě) –Vrstvy se nejčastěji kombinují tak, že první vrstvu tvoří akrylátový lak, druhou mikrokrystalický vosk. –Vhodné je použití impregnace za sníženého tlaku n Uložení nRV < 60 %, teplota 18 - 25 °C, osvětlenost do 200 lx energie UV pod 75 mW/lm nKontrola stavu cca za 2 roky nOchranný obal – dle charakteru předmětu (např. PE fólie) – lze přidat prostředky pro vysušení mikroklimatu (silikagel) nebo vypařovací korozní inhibitory n DSC_0055.jpg Literatura nBURSÍKOVÁ, Miluše: Rekonzervace a restaurování unikátního laténského meče, Sborník z konzervátorského a restaurátorského semináře. Brno 1998, s. 51 - 57. nDAŇKOVÁ, Aranka – HAVLÍNOVÁ, Alena: Desalinace ve vodném roztoku s obsahem hydrazinhydrátu. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. nFARKE, Heidemarie: Příspěvek ke stanovení organických zbytků na půdních nálezech z kovu, Zajímavosti a novinky z konzervátorské, restaurátorské a preparátorské praxe, Metodický list. Brno 1997, s. 98 - 102. nHAVLÍNOVÁ, Alena – PERLÍK, Dušan: Siřičitanová desalinace. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. nHAVLÍNOVÁ, Alena - PERLÍK, Dušan:Využití plazmatické redukce ve Středočeském muzeu - podmínky ošetření železných nálezů a následná konzervace, Zajímavosti a novinky z konzervátorské, restaurátorské a preparátorské praxe, Metodický list. Brno 1997, s. 60 - 62. nHAVLÍNOVÁ, Alena: Optimalizace konzervačního postupu při zpracování železných archeologických sbírek, Sborník z konzervátorského a restaurátorského semináře. Brno 1998, s. 70 - 73. nHAVLÍNOVÁ, Alena: Restaurování laténského meče v pochvě s využitím plazmochemického ošetření. In: Konzervace a restaurování kulturního dědictví z pohledu mezinárodní etiky, Metodický list. Brno 1995, s. 71 - 72. nKREISLOVÁ, Kateřina. Konzervace kovů a konzervační prostředky. In Sborník z konzervátorského a restaurátorského semináře. Technické muzeum v Brně, Brno 1999, s. 69-72. n Literatura nRUSNÁK, Vlado: Desalinace hydroxidem lithným II. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. nSELUCKÁ, Alena – RICHTROVÁ, Antonie – HLADÍK, Jaromír: Elektrolyická desalinace. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. nSIGLOVÁ, Václava: Desalinace hydroxidem lithným I. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. nŠILHOVÁ, Alena – PRAŽÁK, Milan: Stabilizace železných archeologických nálezů. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 9-12, ISBN 80-86413-13-6. nŠILHOVÁ, Alena – PRAŽÁK, Milan: Způsoby desalinace užívané v současné době. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. nŠILHOVÁ, Alena. Stabilizace železných archeologických předmětů siřičitanem sodným v alkalickém prostředí. In Sborník z konzervátorského a restaurátorského semináře. Technické muzeum v Brně, Brno 1999, s. 53-57. nŠIMČÍK, Antonín – VYKOUKOVÁ, Jitka: Desalinace roztokem kyseliny askorbové a vyluhováním v destilované vodě. In: Stabilizace železných archeologických nálezů, Brno 2003, s. 19-22, ISBN 80-86413-13-6. n n