Történeti aranyozott ezüstfonalak készítéstechnikai vizsgálata

Történeti aranyozott ezüstfonalak készítéstechnikai vizsgálata

Gherdán K., Weiszburg T., Járó M., Tóth A., Ratter K., Zajzon N., Bendő Zs., Varga G. és Szakmány Gy.

10 µm

100 µm

Azonosíthatók-e a korabeli fémfonalkészítési technikák?

Aranyművesműhely (1450 körüli metszet) 16. századi aranyművesek aranyozott ezüstlemezt kalapálnak

Rekonstruálható-e az aranyozás módja? Dróthúzás a 17. század első felében

A walesi hercegnő vázát aranyoz, 1874

Milyen a fonalak finom textúrája, rétegszerkezete?

?

Milyen vastag a felületi aranyréteg? Hogyan változik a kémiai összetétel a rétegeken keresztül: van-e az aranyozási technikára utaló elemdúsulás (Cu, Hg) az arany/ezüst réteghatáron?

KORÁBBI VIZSGÁLATOK FELÜLETI ELEMZÉSEK

KERESZTMETSZETI ELEMZÉSEK

EPMA , AES, PIXE+RBS, SIMS

 rétegek mélységprofilja?

EPMA hagyományosan vágott és polírozott keresztmetszeti felületeken a rétegszerkezet roncsolódása

rétegen belüli inhomogenitás?

IGÉNY: „MIKROTÁRGYAK” JELLEMZÉSE NANOLÉPTÉKBEN

AZ ÚJ MÓDSZER: ELEKTRONSUGARAS MIKROELEMZÉSSEL KOMBINÁLT FIB/SEM ANALÍZIS

A MÓDSZER

mintaelőkészítés: cm – mm

A MÓDSZER

új, a mintaelőkészítés során kialakult él

mintaelőkészítés: mm – μm

eredeti, a 15. századi aranyműves vágta él

A MÓDSZER

mintaelőkészítés: μm – nm Pt-lerakás, ionmegmunkálás

EREDMÉNYEK - az ezüst (alapfém)

aranyozott ezüstdrót

két oldalon aranyozott (aranyozott ezüstdrótból hengerelt) szalag

egy oldalon aranyozott ezüstszalag

EREDMÉNYEK - az ezüst (alapfém) wt% at% Cu 22,11 32,51 Ag 77,89 67,49 Cu-gazdag terület

wt% at% Cu 3,16 5,25 Ag 96,84 94,75 Cu-szegény terület

Cu

wt% at% Cu 9,23 14,73 Ag 90,77 85,27 teljes térképezett terület


400 nm

finom,orientált eutektikus szerkezetek hidegmegmunkálás

100 nm

EREDMÉNYEK - az ezüst (alapfém) új, a mintaelőkészítés során kialakult él

eredeti, a 15. századi aranyműves vágta él

wt% at% Cu 5,6 9,15 Ag 94,4 90,85 2x2 µm2 terület

wt% at% Cu 1,33 2,25 Ag 98,67 97,75 2x2 µm2 terület

Cu


fenn-nőtt ezüst-szulfid és ezüst-klorid kristályhalmazok


Pt

Au

Hg Ag Pt aranyozott ezüstszalag

Hg

Ag


Cu

Cu

Cu aranyozatlan ezüstszalagok


Pt Cu Cl

Pt Cu O aranyozatlan ezüstszalagok

KÖVETKEZTETÉSEK I - az ezüst (alapfém) •az alapfém minden esetben réztartalmú: izometrikus szemcsék (visszamaradt szilárd szemcsék és eutektikus szételegyedések) orientált, nyúlt, cseppszerű lencsék: eutektikus szételegyedések korróziós üregek szegényedett

környezetében

az

alapfém

rézben

•a korróziós üregek egy részében fenn-nőtt ezüst-klorid és ezüstszulfid kristályhalmazok találhatók •az alapfémben higany nem mutatható ki

EREDMÉNYEK - az aranyréteg - geometria folytonosság





aranyozott(?) ezüstdrót



EREDMÉNYEK - az aranyréteg - geometria vastagság

EREDMÉNYEK - az aranyréteg - geometria határvonal




EREDMÉNYEK - az aranyréteg - kémia WDX világos Cu Ag Au Hg total

WDX szürke Cu Ag Au Hg total

wt% at% 3,32 8,07 25,67 36,72 69,13 54,17 1,35 1,04 99,47

wt% 3,16 83,93 10,60 0,17 97,86

at% 5,64 88,17 6,10 0,10

aranyozott ezüstszalag

EREDMÉNYEK - az aranyréteg - kémia

Pt

aranyozott ezüstszalag

Au

Au Hg

Hg

Au Hg Pt

EREDMÉNYEK - az aranyréteg - kémia összehasonlító minta aranyszalag

Ag

Cu

Hg

Au wt% Cu Ag Au Hg total

at% 3,02 17,65 77,21 1,29 99,17

wt% 7,79 26,85 64,31 1,06

at% 3,16 17,56 77,43 2,28 100,43

8,05 26,39 63,72 1,84

KÖVETKEZTETÉSEK II - az aranyréteg •az aranyréteg felületi nanofilmként van jelen •az aranyréteg felszíni határfelülete és az arany/ezüst réteghatár geometriája eltérő a húzott drót ok és a megnyúlásra merőlegesen erősen deformált (kalapált vagy hengerelt) szalagok esetében •a felületi aranyréteg kis mennyiségű higanyt tartalmaz, de jelenléte nem az aranyozási eljáráshoz, hanem az arany feldolgozásához köthető

EREDMÉNYEK - mechanikai megmunkálás alul, felül üllőszerűen túlnyúló szegélyek elkeskenyedő, vágásnyomokkal szabdalt él



KÖVETKEZTETÉSEK III – mechanikai megmunkálás • megnyúlás irányával párhuzamosan változó felszíni morfológia és kémiai heterogenitás (vastagabb és vékonyabb aranyréteggel borított sávok) dróthúzás •a szalagok peremének geometriája üllőszerű

hengerlés

vágásokkal szabdalt, elkeskenyedő él

kalapálás

KÖVETKEZTETÉSEK IV - az aranyozási technika •arany/ezüst réteghatáron sem higany, sem réz dúsulása nem volt kimutatható hegesztés (nem forrasztás, nem tűzi aranyozás) •az egy oldalon aranyozott ezüstszalagok réztartalma a drótokénak mintegy kétszerese - szándékos technológiai jellegzetesség?

?

réztartalmú forraszanyag használata helyett magasabb réztartalmú (alacsonyabb olvadáspontú) ezüst alkalmazása?

ÖSSZEFOGLALÁS Az ionsugaras megmunkálással kombinált nagyfelbontású SEM, valamint EDX, WDX vizsgálatok most először adtak lehetőséget a történeti textíliákat díszítő fémfonalak keresztmetszetének vizsgálatára. Ennek során direkt megfigyelésekkel megismerhettük a fémfonalak nanotextúráját, kémiai összetételét, a felületi aranyréteg vastagságát, és a korábbiaknál közvetlenebb következtetéseket vonhattunk le az aranyozás technikájára. A FIB/SEM vizsgálatok a fémfonalak nanoléptékű erős texturális és kémiai inhomogenitása miatt a korábban használt felületi mikroanalitikai vizsgálatok mellett nagyon jelentős szerepet tölthetnek be a készítéstechnika feltárásában.

TERVEK - mechanikai megmunkálás

EBSD… jön

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg (a támogatás száma TÁMOP 4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0003). Köszönjük az Aurolux Kft. segítségét!

Köszönjük a figyelmet!

at%

ÖSSZEHASONLÍTÁS A FELÜLETI EPMA-VIZSGÁLATTAL 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Cu Ag Au

30kV

20kV

15kV

10kV

5kV

90 80

at%

70 60 50

Cu

40

Ag

30

Au

20 10 0 30kV

20kV

15kV

10kV

5kV

Cu/Ag=0.05—0.58

ÖSSZEHASONLÍTÁS A FELÜLETI EPMA-VIZSGÁLATTAL

10000 AuL CuK 1000

AgL PtL GaK

mélység (μm)

0,39

0,37

0,34

0,32

0,29

0,27

0,24

0,22

0,20

0,17

0,15

0,12

0,10

0,07

0,05

0,02

100 0,00

beütésszám

100000

ÖSSZEHASONLÍTÁS A FELÜLETI EPMA-VIZSGÁLATTAL beütésszám

100000

10000

AuL CuK AgL

1000

PtL GaK 0,00 0,02 0,05 0,07 0,10 0,12 0,15 0,17 0,20 0,22 0,24 0,27 0,29 0,32 0,34 0,37 0,39

100

mélység (μm)

Pt

Au

Ag

Cu

Történeti aranyozott ezüstfonalak készítéstechnikai vizsgálata

Recommend Documents