Physico-mechanical and micro-chemical changes on the ceramic and metal artifacts surfaces treated with laser

[Б. М. Радојковић]

[32], 327 листова

Технолошко инжењерство - Инжењерство материјала / Technological Engineering - Material Engineering

Чишћење је један од најважнијих процеса у конзервацији предмета културне баштине, али такође и један од најосетљивијих процеса са могућношћу оштећивања оригиналних материјала. Микроморфолошке и микрохемијске анализе на површинама артефаката пре и после процеса чишћења указују на ефикасност методе чишћења, а представљају и користан податак о пореклу и степену деградације артефакта. Значај ласерских техника код чишћења предмета културне баштине почива на особинама ове технике као што су висока осетљивост, недеструктивност, селективност, прилагодљивост, применљивост на лицу места и др. Ове технике се данас широко користе у рестаурацији и чишћењу, архитектонских камених површина. Код других предмета културне баштине (слика, вишебојних папирних докумената, керамичких предмета, стакла, метала, текстила итд.) њихова примена се још увек испитује због комплексног процеса деловања ласерског снопа на ове осетљиве материјале. За безбедно и ефикасно чишћење веома је важно одабрати одговарајуће параметаре ласера и оптимизовати методу ласерског чишћења. Због разноликости материјала који се срећу у културној баштини сваки допринос у овој области је изузетно значајан. У овом раду приказани су принципи методе чишћења ласером, као и резултати примене CO2, Nd:YAG и Er:Glass ласера код чишћења предмета културне баштине од керамике, метала и предмета сложеног састава (комбинације метал-текстил). Испитивања су спроведена на савременим и археолошким узорцима мењањем параметара ласера као што су таласна дужина, број импулса и енергија снопа. За дијагностику микроморфолошких промена на површини озрачених узорака коришћене су оптичка и СЕМ микроскопија. EDX, LIBS, XRF и XRD анализе коришћене су за испитивање хемијског саства узорака и промена састава које, услед деловања ласера, настају у саставу материјала на зонама третираним ласером...

Cleaning is one of the most important processes for the conservation of cultural heritage artifacts, but also one of the most delicate and potentially damaging to the original materials. Micromorphological and microchemical analyzes of artefacts surfaces material before and after cleaning process indicates on cleaning effectiveness and can also be useful information for determination of artefacts provenience and degradation degree. Importance of laser techniques in cleaning of cultural heritage objects is based on the properties of these techniques, such as high sensitivity, nondestructivity, selectivity, flexibility, applicability on the spot and others. These techniques are now widely used in the restoration and clean, architectural stone surfaces. In other objects of cultural heritage (picture multicolored paper documents, pottery, glass, metal, textiles, etc.). For reliable and efficient cleaning, selection of the appropriate laser parameters and laser cleaning method optimization is of great significance. Due to the diversity of materials that can be found in cultural heritage, each contribution in this area is extremely important. In this dissertation, the principles of the laser cleaning method, as well as the results of applying the CO2, Nd: YAG and Er:Glass lasers in cleaning of cultural heritage objects made of ceramic, metal and complex (metal-textile combination) materials are presented. Laser cleaning investigations are carried out on contemporary and archaeological samples by varying laser parameters such as wavelength, number of pulses and laser beam energies. For the diagnostics of micromorphological changes on the surface of irradiated samples, optical and SEM microscopy were used. EDX, LIBS, XRF and XRD methods were used for the analysis of changes in samples treated zones chemical compositions caused by lasers irradiation. Measurement of micro and nano hardness was carried out to test the change in the microhardness of the sample after laser action on the surface. By profilometry tests the roughness of the irradiated surfaces of samples before and after irradiation are determined. By image analysis the degree of surface cleaning were determined...

ласерско чишћење, керамика, метал, металне нити, артефакти, SEM, EDX, XRF, термографија, нумеричко моделовање, анализа слике

laser cleaning, ceramics, metal, metal threads, artifacts, SEM, EDX, XRF, thermography, numerical modeling, image analysis

66.018.86:544.53(043.3)

Tekst