Консервация вместо реставрации

Михаил Сафронов

 

 

   Причины разрушения

 

 

 1. Коррозия металла

   2. Накопление солей внутри объекта и последующая коррозия

   3. Механические разрушения, вызванные ростом кристаллов.

   4. Механические разрушения, вызванные резким высыханием объекта.

   5. Механические разрушения, вызванные замерзанием воды в продуктах коррозии.

   6. Повреждение находок сельскохозяйственной техникой

   7. Разрушения, вызванные ростом корней деревьев и растений

   8. И, не маловажный фактор - человеческое незнание методов консервации/реставрации.

 

Коррозия

 

�По механизму разрушения различают химическую и электро�химическую коррозию. Химическая коррозия происходит при контакте металла с сухими газами или воздухом, в жидкостях - не электролитах, т.е. не проводящих электрический ток. К этому виду коррозии относится, в частности, окисление металлов - образование на поверхности тонкой пленки оксидов, приводящей к пассивности. Электрохимическая коррозия возникает при наличии физико-химической неоднородности поверхности металла или среды в присутствии жидкости, проводящей ток, - электролита�[1].

 

Так, например, коррозия �чистой� меди приводит к равномерному преобразованию поверхности (ровная коррозия), реже к образованию дырок и кратеров, язв (местная коррозия). По сравнению с �чистой� медью, коррозия её сплавов проходит обычно на интеркристальном уровне. Есть несколько разновидностей такой коррозии: селективная коррозия, когда разрушается более слабый метал (например: олово) и коррозия на границах между кристаллами металла. Селективная коррозия протекает участками. Например, в негомогенных местах сплава. Межкристаллическая коррозия характеризуется разрушением металла по границам кристаллитов. При этом прочность металла уменьшается, он становится хрупким, оставаясь внешне крепким.

 

При контакте разнородных металлов, например, инкрустация железа медью, серебром или золотом, серебряное покрытие на медном сплаве и др. возникает особый вид электрохимической коррозии - контактная коррозия.

 

Атмосферная коррозия меди

 

В атмосферных условиях, под действием кислорода медь окисляется, в результате чего образуется оксид меди (I). Цвет этого соединения коричнево-красный. При дальнейшей оксидации образуется чёрный оксид меди (II). Эти соединения защищают металл, но лишь в том случае, если оксидная плёнка не повреждена другими включениями. При этом оксид меди (II) является наиболее устойчивым.

 

Влажность и углекислый газ вызывают образование карбаната меди и гидрооксида меди (смесь их называется малахитом). Такие вещества, как арзен, NOx, сульфиды и хлориды,  находящиеся в воздухе или почве могут разрушить слой малахита.  Так, например, арзен вызывает появление трещин. В этих местах происходит контакт металла и солей с влажностью, что может вызвать коррозию, в  результате  которой металл и патина будут разрушаться. Присутствие NОx  в воздухе или почве вызывает образование нитратов. Так же, сульфиды и хлориды разрушают патину и тем самым вызывают дальнейшую коррозию[2].

 

�Все сформировавшиеся атмосферные патины содержат оксиды и соли. Окись меди - черного цвета, закись - красно-коричневого. Зеленые, синие и голубые цвета и оттенки патине придают различные медные минералы: сульфаты - брошантит, антлерит, средние сульфаты в виде кристаллогидратов с различным количеством кристаллизационной воды, которые являются промежуточными продуктами при образовании зеленой патины; карбонаты меди; малахит и азурит; нитраты; хлориды в виде атакамнта, паратакамита и боталлакита; иногда в патине обнаруживают хлористую медь и кристаллогидрат хлорной меди. Практически все оксиды и соли меди, образующие патину, нерастворимы в воде, негигроскопичны, нейтральны по отношению к металлической меди, за исключением хлористой меди, т.е. патина является естественной защитной и декоративной пленкой�[3].

 

Почвенная коррозия

 

Состояние объекта, находящегося в грунте в первую очередь зависит от pH- фактора этого грунта, так как на скорость электрохимической коррозии влияет концентрация водородных ионов в растворе электролита (т.н. рH среды). Чем кислее или щелочней почва, тем быстрее и больше разрушается объект из меди и её сплавов[4]. Так, например, в глинистой почве с большим содержанием сульфида, находки, сохраняются очень плохо. В нейтральной почве предметы сохраняются лучше всего.

 

В меньшей степени сохранность зависит от того, насколько почва пропускает кислород и влагу.

 

Так же, негативно на сохранность, влияют микроорганизмы, находящиеся в большом количества в гумусе. В результате их жизнедеятельности они вырабатывают сероводород, который разрушает защитную плёнку[5].

 

Кроме состава почвы и находящихся в ней элементов, на сохранность объекта сильно влияет сам материал, из которого изготовлен предмет, а так же технология, применяемая при изготовлении сплава/объекта. Так, например, находящиеся в сплаве неблагородные металлы (такие как: цинк, олово) вызывают образование локальных элементов. Это можно объяснить так: когда сплав находится в жидком состоянии, то все металлы перемешаны достаточно гомогенно. При остывании происходит неравномерная кристаллизация, так как температура плавления у металлов различная. Такое явление можно наблюдать и у обычных жидкостей, таких как греческая водка �Узо�.  Поставьте водку в морозильник и через некоторое время происходит появление кристаллов воды. Концентрация спирта возрастает, а льдинки "пучкуются". Если кто-то всё-таки сумеет полностью заморозить водку, а затем рассмотреть это под техноскопом, то он обнаружит, что ледяная глыба довольно не однородна.

 

У сплава, как и у греческой водки, в связи с этим процессом, при застывании не образуется гомогенная структура. Так, при остывании бронзы, вначале образуются кристаллы меди и лишь затем, при понижении температуры, образуются оловосодержащие кристаллы. Два различных металла, находящиеся в одном объекте друг против друга называются локальными элементами. При появлении влажности и электролита (р-р солей) возникает электрохимический процесс. В результате, происходит разрушение неблагородного металла (в случае с бронзой: олова).

Таким образом, процесс электрохимической коррозии приближенно можно уподобить процессу, происходящему в простом гальваническом элементе.

 

При контакте разнородных металлов, например инкрустация железа медью, серебром или золотом, возникает особый вид электрохимической коррозии - контактная коррозия.

 

�По величинам потенциалов двух металлов в данном электролите можно указать, какой из них будет замедлять коррозию другого, а какой ускорять: металл, имеющий положительный потенциал, т.е. стоящий правее в ряду напряжений, ускоряет катодный процесс и способствует коррозии металла, с которым находится в паре. В реальных условиях металлы могут покрываться оксидными пленками, что меняет их электрохимическое состояние, и опытные данные могут противоречить теоретическим предсказаниям. При контакте металлов коррозия наиболее интенсивно происходит вблизи места соединения двух разнородных металлов. Контактом разных металлов объясняется быстрое химическое разрушение спаянных изделий именно по месту спайки. Кроме того, на скорость коррозии анодного металла в контактной паре оказывает влияние соотношения анодных и катодных площадей. Например, в случае соединения медных листов стальными заклепками последние за короткое время подвергаются ному разрушению. При обратной картине, когда стальные листы соединены медными заклепками, наблюдается незначительный рост коррозии вблизи медных заклепок. Известно покрытие железа цинком и оловом. Исходя из электрохимического ряда напряжений цинк должен защищать железо, тогда как олово - усиливать коррозию. Оловянное покрытие чисто механически защищает железо и достаточно в одном месте нарушить цельность олова, как, железо начинает разрушаться. Иначе обстоит дело с цинковым покрытием: до тех пор, пока не растворится весь цинк, железе не корродирует�[6].

 

Коррозия бронзы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрохимическая очаговая коррозия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Атмосферная коррозия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коррозия бронзы

 

 

 

 

 

 

Коррозия бронзы

 

 

 

 

 

Коррозия бронзы