Консервация и реставрация изделий из меди - Conservation and restoration of copper-based objects

В консервация и реставрация изделий из меди и медных сплавов это сохранение и защита предметов исторической и личной ценности, сделанных из медь или же медный сплав. Применительно к предметам культурное наследие, эта деятельность обычно осуществляется консерватор-реставратор.

Исторически предметы из меди или медного сплава создавались для религиозных, художественных, технических, военных и бытовых целей. Акт консервация и реставрация стремится предотвратить и замедлить ухудшение состояния объекта, а также защитить объект для будущего использования. Предотвращение и удаление поверхностной грязи и продуктов коррозии являются первоочередной задачей реставраторов-реставраторов при работе с изделиями из меди или медных сплавов.

Персей с головой Медузы, бронза, Бенвенуто Челлини, в галерее Лоджия деи Ланци на краю Пьяцца делла Синьория во Флоренции; Фотография сделана после очистки и реставрации статуи.

История

Медный век

Основная статья: Медный век
Корродированная медь слиток из Закрос, Крит, выполненный в виде типичной для той эпохи шкуры животного.

Медь встречается в природе как самородная медь и был известен некоторым из древнейших известных цивилизаций. Его история использования насчитывает не менее 10 000 лет, и, по оценкам, он был обнаружен в 9000 году до нашей эры на Ближнем Востоке;[1] медный кулон был найден в северном Ираке и датируется 8700 годом до нашей эры.[2] Есть свидетельства того, что золото и метеоритное железо (но не выплавка железа) были единственными металлами, которые использовались людьми до меди.[3] Считается, что история металлургии меди следовала следующей последовательности: 1) холодная обработка из самородная медь, 2) отжиг, 3) плавка, и 4) метод потерянного воска. В юго-восточной Анатолии все четыре металлургических метода появляются более или менее одновременно в начале неолита c. 7500 г. до н.э.[4] Однако так же, как сельское хозяйство было независимо изобретено в нескольких частях мира (включая Пакистан, Китай и Америку), выплавка меди была изобретена локально в нескольких разных местах. Вероятно, он был независимо обнаружен в Китае до 2800 г. до н.э., в Центральной Америке примерно в 600 г. н.э. и в Западной Африке примерно в 9–10 веке нашей эры.[5] Литье по выплавляемым моделям был изобретен в 4500–4000 годах до нашей эры в Юго-Восточной Азии.[1] и углеродное датирование установил добычу на Олдерли Эдж в Чешир, Великобритания с 2280 по 1890 год до нашей эры.[6] Эци-ледяной человек, мужчина, датируемый 3300–3200 гг. до н.э., был найден с топором с медной головкой чистотой 99,7%; высокий уровень мышьяк в его волосах предполагают его участие в плавке меди.[7] Опыт работы с медью помог развитию других металлов; в частности, плавка меди привела к открытию выплавка чугуна.[7] Производство в Старый медный комплекс в Мичиган и Висконсин датируется периодом от 6000 до 3000 г. до н.э.[8][9] Природная бронза, разновидность меди, сделанная из руд, богатых кремнием, мышьяком и (редко) оловом, стала широко использоваться на Балканах около 5500 г. до н.э. Раньше единственным инструментом, сделанным из меди, было шило, используемое для пробивания отверстий в коже и проделывания отверстий под колышки для соединения дерева. Однако внедрение более прочной формы меди привело к широкому использованию и крупномасштабному производству инструментов из тяжелых металлов, включая топоры, тесла, и топоры-тесла.[нужна цитата ]

Бронзовый век

Основная статья: Бронзовый век

Впервые легирование меди с оловом для получения бронзы было начато примерно через 4000 лет после открытия плавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «естественная бронза» стала широко использоваться. Бронзовые артефакты из Шумерский города и Египтянин артефакты из меди и бронзовых сплавов датируются 3000 годом до нашей эры.[10] В Бронзовый век началось в Юго-Восточной Европе около 3700 - 3300 гг. до н.э., в Северо-Западной Европе около 2500 г. до н.э. Он закончился началом железного века, 2000–1000 гг. До н.э. на Ближнем Востоке, 600 г. до н.э. в Северной Европе. Переход между Неолит период, и бронзовый век ранее назывался Энеолит период (медь-камень), с медными орудиями, используемыми с каменными орудиями. Этот термин постепенно потерял популярность, потому что в некоторых частях мира кальхолит и неолит совпадают с обоих концов. Латунь, сплав меди и цинка, возникла гораздо позже. Он был известен грекам, но во времена Римской империи стал важным дополнением к бронзе.[10]

Античность и средневековье

В алхимия символ меди был также символом богини и планеты Венера.
Энеолитический медный рудник в Тимна долина, Пустыня Негев, Израиль.

В Греции медь была известна под названием мелки (χαλκός). Это был важный ресурс для римлян, греков и других древних народов. В римские времена он был известен как aes Cyprium, AES общий латинский термин для медных сплавов и Cyprium из Кипр, где было добыто много меди. Фраза была упрощена до медь, следовательно, английский медь. Афродита и Венера олицетворял медь в мифологии и алхимии из-за ее сияющей красоты, ее древнего использования для изготовления зеркал и ее связи с Кипром, который был священным для богини. Семь небесных тел, известных древним, были связаны с семью металлами, известными в древности, а Венера была связана с медью.[11]

Первое использование латуни в Британии произошло примерно в III – II веках до нашей эры. В Северной Америке добыча меди началась с незначительных разработок коренных американцев. Самородная медь, как известно, была добыта на участках в Остров Рояль с примитивными каменными орудиями между 800 и 1600 годами.[12] Медная металлургия процветала в Южной Америке, особенно в Перу около 1000 года нашей эры; на других континентах это происходило гораздо медленнее. Были обнаружены медные погребальные украшения 15 века, но коммерческое производство металла началось только в начале 20 века.

Культурная роль меди была важна, особенно в денежном выражении. Римляне в VI-III веках до нашей эры использовали куски меди в качестве денег. Сначала ценилась сама медь, но постепенно форма и внешний вид стали более важными. Юлий Цезарь имел свои монеты из латуни, а Октавиан Август Цезарь Монеты России были сделаны из сплавов Cu-Pb-Sn. Предполагаемый годовой объем производства около 15000 т. Добыча и выплавка меди в Риме достигли непревзойденного до времен Индустриальная революция; то провинции наиболее интенсивно добывались Hispania, Кипр и в Центральной Европе.[13][14]

Ворота Храм Иерусалима использовал Коринфская бронза изготовлены методом обеднения золочением. Это было наиболее распространено в Александрии, где, как считается, началась алхимия.[15] В древней Индии медь использовалась в целостной медицинской науке. Аюрведа для хирургических инструментов и другого медицинского оборудования. Древние египтяне (~ 2400 г. до н.э.) использовали медь для стерилизации ран и питьевой воды, а затем при головных болях, ожогах и зуде. В Багдадский аккумулятор с медными цилиндрами, припаянными к свинцу, восходит к 248 г. до н.э. - 226 г. н.э. и напоминает гальванический элемент, что наводит на мысль, что это была первая батарея; претензия не проверена.[16]

Современный период

Кислотный шахтный дренаж влияя на поток, бегущий из неиспользуемых Гора Парис медные рудники

В Великая Медная гора Это рудник в Фалуне, Швеция, который действовал с 10 века по 1992 год. Он производил две трети потребности Европы в меди в 17 веке и помог финансировать многие войны Швеции в то время.[17] Его называли национальной сокровищницей; Швеция имела валюта, обеспеченная медью.[18]

Использование меди в искусстве не ограничивалось денежными средствами: ее использовали эпоха Возрождения скульпторов, в фотографической технике, известной как дагерротип, а Статуя Свободы. Меднение и медная обшивка для корпусов кораблей было широко распространено; корабли Христофора Колумба были одними из первых, кто имел эту особенность.[19] В Norddeutsche Affinerie в Гамбурге был первый современный гальваника Завод начал свое производство в 1876 году.[20] Немецкий ученый Готфрид Осанн изобрел порошковая металлургия в 1830 г. при определении атомной массы металла; Примерно тогда же было обнаружено, что количество и тип легирующего элемента (например, олова) в медь влияют на тона звонка. Взвешенная плавка был разработан Оутокумпу в Финляндии и впервые подала заявку на Harjavalta в 1949 г .; на энергоэффективный процесс приходится 50% мирового производства первичной меди.[21]

В Межправительственный совет стран-экспортеров меди, образованная в 1967 году с Чили, Перу, Заиром и Замбией, играла для меди такую ​​же роль, как и ОПЕК делает для масла. Он никогда не достиг такого же влияния, особенно потому, что второй по величине производитель, США, никогда не был членом; он был распущен в 1988 году.[22]

Металлургия

Коррозия

Сохранение

Исторические объекты

Документация

Систематическая и хорошо управляемая документация сегодня является важной предпосылкой для качественно выполненных консервационных и реставрационных работ, включая документирование состояния объектов до, во время и после обработки. Идентификация материалов и процедур, используемых для создания объекта, и результатов любого научного исследования также должны быть частью документации. И последнее, но не менее важное: неотъемлемой частью документации должны быть рекомендации по дальнейшему уходу за объектом.

Исследование

  • идентификация металлов, сплавов и металлических покрытий
  • идентификация других органических / неорганических материалов
  • идентификация продуктов и процессов коррозии
  • идентификация технологии, используемой для производства объекта

Принимать решение

При разработке стратегии проекта консервации металлов очень важен междисциплинарный подход. Подразумевает участие как можно большего количества специалистов, как минимум мы можем взять куратора (археолог, историк, искусствовед), ученых, специализирующихся на коррозии металлических предметов культурного наследия, и консерватора-реставратора.

Уборка

ХимическаяЭлектрохимическийМеханическийУльтразвуковойЛазерПлазма
Цитрат аммония 5% / pH 9[23]

Лимонная кислота 20% + 4% тиомочевина[24]

Фосфорная кислота 10-20% + 1% тиомочевина[24]

ЭДТА 4% pH 10[24]

Тартрат калия натрия 25%

NaOH 120 г / 40 г глицерина / 1 л воды[24]

Полиметакриловая кислота 10-15% pH 4,5 - 5,5[25]

NaOH 2-5%, аноды из нержавеющей стали + измерение Ecorr!Смесь осажденного мела и воды

скальпель

микромотор и стальные / щетинные щетки

установка микропескоструйной обработки

струйная обработка сухим льдом

4-6 г карбоната натрия / 6-8 г фосфата натрия

10-12 г метасиликата натрия 1 л дистиллированной воды 2–5 минут, затем хорошо промыть и повторить при необходимости.

Может быть использован[26]

[27] [28]

Может быть использован[29][30]

Укрепление

Стабилизация

Защитные покрытия

  • лаки - Паралоид Б-72 - Incralac - Ormocer - Покрытие Everbrite - Pantarol A
  • воски - Воск Возрождения - Cosmolloid 80 H - Динитрол 4010 - Poligen ES 91009
  • комбинации - Paraloid B-72 + верхнее покрытие Renaissance Wax и т. д.

Объекты археологии

Бронзовый хуэй до и после консервации

Документация

Исследование

Принимать решение

Уборка

  • механический

-Микропескоструйная очистка

-Сухая струйная обработка льда

-Скальпель или скребок

Высокоскоростной микромотор

-Стальные или керамические боры и фрезы

-Абразивные диски

-Проволочные щетки

-Кисти и ручки из стекловолокна

-Установочный молоток

Укрепление

Стабилизация

  • удаление хлоридов
  • ингибиторы коррозии

-бензотриазол.[31]

-4 метилимидазол[32]

-танин[33]

-сульфид аммония[34]

Защитные покрытия

  • лаки - Паралоид Б-72 - Incralac - Ormocer - Покрытие Everbrite - Pantarol A
  • воски - Воск Возрождения - Cosmolloid 80 H - Динитрол 4010 - Poligen ES 91009
  • комбинации - Paraloid B-72 + верхнее покрытие Renaissance Wax и т. д.

Профилактическая консервация

Предметы следует хранить в помещениях, защищенных от загрязненного воздуха, пыли, ультрафиолетового излучения и чрезмерной относительной влажности - идеальными значениями являются температура от 16 до 20 ° C и до 40% (35-55% по последним данным Канадского института охраны природы. рекомендации) относительной влажности с учетом того, что если металл сочетается с органическими материалами, относительная влажность не должна быть ниже 45%. Археологические объекты должны храниться в помещениях (или пластиковых ящиках) с очень низкой относительной влажностью, а в случае особо ценных вещей - в камерах с азотом или аргоном. Изделия из меди или медных сплавов с активной коррозией до 35% относительной влажности. Полки в кладовых должны быть из нержавеющей стали, пластика без хлора и ацетата или из стали с порошковым покрытием. Следует избегать древесины и изделий из дерева (ДСП, фанера). Также не используйте резину, войлок или шерсть. При работе с металлическими предметами всегда надевайте чистые хлопчатобумажные перчатки. Уровень освещенности должен быть ниже 300 люкс (до 150 люкс для лакированных или окрашенных предметов, до 50 люкс для объектов из светочувствительных материалов).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б "CSA - Руководства по открытию, Краткая история меди". Csa.com. Получено 2008-09-12.
  2. ^ Райнер В. Гессе (2007). История ювелирного дела: энциклопедия. Издательская группа «Гринвуд». п. 56. ISBN  0-313-33507-9.
  3. ^ "Медь". Elements.vanderkrogt.net. Получено 2008-09-12.
  4. ^ Ренфрю, Колин (1990). До цивилизации: радиоуглеродная революция и доисторическая Европа. Пингвин. ISBN  978-0-14-013642-5. Получено 21 декабря 2011.
  5. ^ Коуэн, Р. «Очерки геологии, истории и людей, глава 3:« Огонь и металлы: медь ». Получено 2009-07-07.
  6. ^ Тимберлейк, С. и Праг А.Дж.Н.В. (2005). Археология Олдерли-Эдж: исследование, раскопки и эксперименты в древнем горном ландшафте. Оксфорд: Джон и Эрика Хеджес Лтд., Стр. 396.
  7. ^ а б «CSA - Руководства по открытию, краткая история меди». Руководства CSA Discovery. Получено 29 апреля 2011.
  8. ^ Pleger, Thomas C. "Краткое введение в старый медный комплекс Западных Великих озер: 4000–1000 гг. До н.э.", Материалы двадцать седьмого ежегодного собрания Ассоциации истории леса Висконсина, Оконто, Висконсин, 5 октября 2002 г., стр. 10–18.
  9. ^ Эмерсон, Томас Э. и МакЭлрат, Дейл Л. Архаические общества: разнообразие и сложность на Среднем континенте, SUNY Press, 2009 г. ISBN  1-4384-2701-8.
  10. ^ а б Макнил, Ян (2002). Энциклопедия истории техники. Лондон; Нью-Йорк: Рутледж. С. 13, 48–66. ISBN  0-203-19211-7.
  11. ^ Рикард, Т. А. (1932). «Номенклатура меди и ее сплавов». Журнал Королевского антропологического института. Королевский антропологический институт. 62: 281. Дои:10.2307/2843960. JSTOR  2843960.
  12. ^ Мартин, Сьюзан Р. (1995). «Состояние наших знаний о древней добыче меди в Мичигане». Мичиганский археолог. 41 (2–3): 119. Архивировано с оригинал на 2016-02-07. Получено 2012-12-11.
  13. ^ Hong, S .; Candelone, J.-P .; Patterson, C.C .; Бутрон, К. Ф. (1996). «История загрязнения древней медной плавкой в ​​римские и средневековые времена, зафиксированная во льдах Гренландии». Наука. 272 (5259): 246–249 (247f.). Bibcode:1996Наука ... 272..246H. Дои:10.1126 / science.272.5259.246.
  14. ^ де Каллаташ, Франсуа (2005). «Греко-римская экономика в сверхдлительной перспективе: свинец, медь и кораблекрушения». Журнал римской археологии. 18: 361–372 (366–369).
  15. ^ Якобсон, Д. М .; Warman, John M .; Barentsen, Helma M .; ван Дейк, Маринус; Zuilhof, Хан; Sudhölter, Эрнст Дж. Р. (2000). "Коринфская бронза и золото алхимиков" (PDF). Макромолекулы. 33 (2): 60. Bibcode:2000МаМоль..33 ... 60С. Дои:10.1021 / ma9904870. Архивировано из оригинал (PDF) 29 сентября 2007 г.
  16. ^ «Тайны мира - странные артефакты, Багдадская батарея». World-Mysteries.com. Архивировано из оригинал 5 мая 2011 г.. Получено 22 апреля 2011.
  17. ^ Линч, Мартин (2004-04-15). Горное дело в мировой истории. п. 60. ISBN  978-1-86189-173-0.
  18. ^ «Золото: цены, факты, цифры и исследования: краткая история денег». Получено 22 апреля 2011.
  19. ^ «Медная история». Получено 2008-09-04.
  20. ^ Стелтер, М .; Бомбах, Х. (2004). «Оптимизация процесса электрорафинирования меди». Передовые инженерные материалы. 6 (7): 558. Дои:10.1002 / adem.200400403.
  21. ^ "Outokumpu Flash Smelting" (PDF). Оутокумпу. п. 2. Архивировано 24 июля 2011 года.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
  22. ^ Карен А. Мингст (1976). «Сотрудничество или иллюзия: экспертиза межправительственного совета стран-экспортеров меди». Международная организация. 30 (2): 263–287. Дои:10.1017 / S0020818300018270.
  23. ^ Х. Бринч-Мадсен, "Die Reinigung von Eisen mit Ammoniakalischer Citronensaure", Arbeitsblatter fur Restauratoren 2/1974
  24. ^ а б c d Стамболов, Т.; Эйхельманн, Н.; Блек, Р.Д. Коррозия и консервация фонов искусства и культуры / I, Веймар, 1987.
  25. ^ Никитин, М.К .; Мелиникова, Е.П. Химия в реставрации, Ленинград 1990.
  26. ^ 1.Купер, М. (2002) Лазерная очистка металлических поверхностей: обзор. Документ, представленный на конференции UKIC Metals Section «Назад к основам: обработка поверхностей» (Ливерпуль, октябрь 1999 г.). Опубликовано в издании «Back to Basics, The Metals Section», 34–39.
  27. ^ Сиано, С. Врата рая: физическая оптимизация подхода к лазерной очистке, Исследования в области сохранения 46/2001.
  28. ^ Дракаки, ​​Э. и др. Оценка лазерной очистки древнегреческих, римских и византийских монет, Анализ поверхности и границ раздела, 42 (6-7), 671 - 674., 2010.
  29. ^ Saettone, E.A.O., Matta, J.A.S., Alva, W., Chubaci, J.F.O., Fantini, M.C.A., Galvão, R.M.O., Kiyohara, P. и Tabacniks, M.H., 2003. Плазменная очистка и анализ археологических артефактов из Сипана. Журнал физики D: Прикладная физика 36: 842-848. Дата обращения 13.02.2015.
  30. ^ http://www.plasmaconservation.cz/soubory/2012/prednaska-pppt-2012-krcma.ppt Дата обращения 13.02.2015.
  31. ^ Стамболов, Т.; Блек, Р.Д .; Эйхельманн, Н. Коррозия и консервирование от Kunst und Kulturgut aus Metall, Веймар I / 1987 г., II / 1988 г.
  32. ^ http://www.medal-project.eu/11-Copper_conservation.swf[постоянная мертвая ссылка ]
  33. ^ Щемаханская М.С.; Леменовский Д.А.; Ломоносова М.В.; Несмеянова А.Н.; Брусова Г.П. Новые методы в реставрации археологического металла // Вестник реставрации музейных ценностей 1/11, Москва, 2008.
  34. ^ Белкин А.П., Нацкий М.В. Метод обработки очагов "бронзовой болезни" медных сплавов сульфидами амония // Реставрация памятников истории и культуры / ГЭЛ, Информкультура / Экспресс-информация. Москва, 1987.С. 3. -S.6-8

дальнейшее чтение

Книги

  • Селвин, Л. Металлы и коррозия - Справочник для специалистов по консервации, Оттава 2004.
  • Скотт, Д.А. Металлография и микроструктура древних и исторических металлов, Санта-Моника 1991.(онлайн)
  • Скотт, Д.А. Древние и исторические металлы - сохранение и научные исследования, Санта-Моника 1994.(онлайн)
  • Скотт, Д.А. Медь и бронза в искусстве - коррозия, красители, консервация, Лос-Анджелес 2002.
  • Кронин, Дж. Элементы археологической консервации, Лондон 1990 г.
  • Роджерс, Б. Руководство археолога по сохранению - Руководство по нетоксичной стабилизации артефактов с минимальным вмешательством, Нью-Йорк 2004.
  • Ла Племянница, С. и Крэддок, П. Металлическое покрытие и патинирование: культурные, технические и исторические события, Бостон 1993.