О правильном хранении находок / Долговременное хранение необработанного археологического металла

VEND:
***qte***
Вопросы:

1. Чем опасна влажность менее 15% при хранении археологического металла (железо-бронза)?
2. Как регулировать влажность в пределах 15-35%? В пластиковой герметичной коробке влажность менее 10% и при 100гр и при 50гр и при 25гр селикагеля.

***unqte***

Mika88:
***qte***
Большую опасность создает процесс высыхания, а точнее перекристаллизация солей. В тот момент, когда процесс кристаллизации солей завершены (предмет полностью высох), эта опасность уже не грозит. С бронзами не так видно, так как соли там имеют довольно мелкие кристалла. А вот в предметах из железа присутствуют соли, кристаллы которых довольно большие и видны даже не вооружённым глазом. Именно в момент высыхания, они начинают расти, создавая огромное давление на вышележащие слои. Предмет начинает лопаться



В общем, если предмет высох, то можно его хранить при относительной влажности, ниже 40%. Можно и 15%, ничего страшного потом уже не будет.

Опасность возникнет снова, если влажность подымется выше 40%. Соли гигроскопичны и тянут влагу из воздуха… процесс растворения и пере кристаллизации повторяется, причём происходит накопления солей на определённых участках. В особенности перепады влажности опасны. Так же активно идет процесс коррозии. Разрушения на этом этапе проявляются гораздо массивней.

Силикагель…
Это хорошо, что меньше 10%. Вопрос лишь, сколько времени продержится этот показатель в пластиковой коробки? Чем больше силикагеля, тем дольше продержится этот показатель. Здесь не важно, 19% или 30% Важно что бы за 40 не перевалило. А это учитываю вашу тару, очень быстро может случится.

Справка
Силикагель - аморфные формы кремния диоксида-кремнезема, состоящие из коллоидных сферич. частиц размером от 10 до 100 нм и отличающиеся по степени гидратации - от почти безводного кремнезема до пластичных студенистых масс с соотношением. В сухом виде представляет собой полупрозрачные или меловидные зерна белого или желтоватого цвета (из-за примесей); в высушенном состоянии хрупок; мало растворим и не набухает в воде и орг. р-рителях. Сорта силикагеля могут отличаться.

Согласно ГОСТ 3956—76 силикагели различают :
•по форме зёрен (гранулированные или кусковые);
•по размерам зёрен (крупные и мелкие);
•по размерам пор (крупнопористые и мелкопористые).

Существует четырёхбуквенное обозначение вида:
•1-я буква характеризует размер гранул (К — крупный, М — мелкий, А — активированный, Ш — шихтовый);
•2-я буква всегда С (силиконогель);
•3-я буква размер пор (К — крупнопористый, М — мелкопористый);
•4-я буква форма частиц (Г — гранулированный, К — кусковой).

В Германии производят силикагель различных модификаций и норм. В маркировки можно встретить обозначения латинскими буквами «Е» и «М» или окончания вроде Plus. Силикагель Е применяется для сушки, его наилучшая способность поглощения влаги лежит в диапазоне 0%-40% относительной влажности. Вес: 750 г/л. Размер частиц: 2-5 мм, без индикатора влажности, полупрозрачный. Площадь внутренней поверхности: 800 м²/г. Силикагель Plus так же применяется для сушки, его наилучшая способность поглощения влаги лежит в диапазоне 20%-40% относительной влажности. Размер частиц: 2-5 мм, без индикатора влажности, некоторые частица имеют желтоватую окраску. Вес: 600 г/л Площадь внутренней поверхности: 800 м²/г. Состав: 99,5% SiO2, 0,5% Al2O3. Силикагель Plus в состоянии поглощать больше влаги, чем силикагель Е. Силикагель М так же как и Plus более влагоёмкий, чем силикагель Е, но его наилучшая способность поглощения лежит в диапазоне 80%-100% относительной влажности.
Существуют силикагели с индикатор влажности. Гранулы пропитаны солями кобальта и по мере впитывания влаги и снижения активности, изменяют окраску с голубова на розовую.
Регенерацию силикагеля проводят в сушильном шкафу или электрической печи при температуре от 130 °С до 150 °C в течение 3-4 часов. При нагревании силикагеля выше 180 °C разрушаются ОН-группы на его поверхности, что приводит к резкому ухудшению его адсорбционных свойств.

Долговременное хранение необработанного археологического металла в бескислородной или инертной среде​

Археологические находки из металлов имеющие активные очаги коррозии после извлечения из почвы продолжают разрушаться на открытом воздухе. Не редко, процесс разрушения развивается гораздо быстрее, чем, если бы они по-прежнему находились в земле. Образование активных очагов, вызвано накоплением солей на границе металлического керна и коррозионных наслоений. При повышенной влажности и контакте с воздухом происходит возобновление процесса коррозии, при этом кислород и влага в виде газа проходят по капиллярной системе к месту скопления солей. Другой важной причиной разрушений коррозионных слоёв является перекристаллизация легко растворимых солей в порах и пустотах. Причиной этому является смена климатических условий.

Защитные покрытия в виде лаков или пропиток не только не обеспечивают дальнейшую сохранность металлических объектов имеющих активные очаги коррозии, но и могут значительно ускорить процесс разрушения, а также сделать невозможным дальнейшее проведения необходимых мер консервации, таких как обессоливания или обработка ингибитором.

Как известно, большинство лаков нанесённых тонким слоем в виде растворов или смол достаточно хорошо пропускают кислород и водяной пар. Этими свойствами обладают и воски. Причиной этому может послужить следующие факторы:

• Способностью газа (кислорода, водяного пара) дифиндировать сквозь тонкую защитную плёнку акриловых и эпоксидных смол, а так же восков
• Образование каналов (пор) в полимерной плёнке в следствии испарении растворителя
• Малейшие нарушения целостности защитной плёнки при усыхании или под воздействием физических факторов, таких как расширение и сжатие составных материалов предмета вызванных, к примеру, перепадом температуры.
• Деградация полимера - старение под воздействием времени и температуры, а так же под воздействием ультрафиолетового света. Это приводит к утрате пластичности защитного покрытия и образованию микротрещин и кракле

Безусловно, изолирующая способность покрытия или пропитки зависит не только от выбора подходящего материала и растворителя, его толщины или глубины проникновения, но и от соблюдения технологии, таких как условия пропитки или способа нанесения, условия полимеризации (сушки). Но, даже в том случае, если и удастся изолировать предмет от окружающей среды, например, комбинируя защитные покрытия, или увеличивая толщину покрытия, всё равно остаётся значительный риск возобновления коррозионных процессов. Внутри предмета по-прежнему присутствуют соли, влага, как в порах, так и в кристаллической решётке, а так же кислород. Такая комбинация неизменно приведёт к коррозионным процессам, пусть даже и незначительным. Последствия - увеличению объема продуктов коррозии и разрушение защитной плёнки или пропитки. Та же длительная сушка в сушильном шкафу при температуре 105 градусов не всегда позволяет избавиться от остаточной влажности, в особенности, если на предмете присутствуют толстые и плотные наслоения коррозии. Кроме этого, высокие температуры при длительном воздействии могут привести к необратимым разрушениям оригинальной поверхности. Это относится по большей мере к предметам из меди и её сплавов.

Перепады температуры, наличие минимальной остаточной влажности и многие другие, казалось бы, незначительные факторы могут привести к повреждению защитного покрытия и возобновлению процесса коррозии. К тому же, надо учитывать фактор старения защитного покрытия и необходимости его обновления, что связано с большой затратой времени.

Немалую роль играют и гигроскопичные соли, которые при изменении климатических условий хранения переходят из раствора в кристалл или наоборот. Гигроскопические свойства солей способствуют усиленному поглощению влаги из воздуха. В зависимости от температуры и влажности среды в нутрии объекта и на его поверхности с той или иной скоростью начинают идти попеременные процессы испарения воды и кристаллизации солей в виде твердых кристаллогидратов – объемных гидрофильных образований. При насыщении влагой из воздуха соли могут вновь растворяться и затем кристаллизоваться повторно. Кроме того, некоторые кристаллогидраты при температурах более 30оС могут терять кристаллизационную воду полностью или частично, вновь присоединяя ее повышением влажности в помещении. Объем кристаллогидратов на порядок и более могут превышать массу и объем безводной соли.

Выход солей на поверхность предметов (к примеру: из железа) – процесс неизбежный, поскольку соли мигрируют навстречу влаге, стремясь к образованию своей термодинамически устойчивой модификации – кристаллогидрату.

Археологические памятники из металлов, в особенности из железа, у которых не были устранены активные очаги коррозии, а было лишь нанесено защитное покрытие, требует строжайшего контроля и мониторинга. Учитывая количество находок, возможности музеев и хранилищ (наличие обученного персонала, климаконтроль и т.п.), далеко не всегда бывает возможным проследить и вовремя остановить разрушения предметов. Последствия этого для предметов могут быть катастрофические.

Большое количество археологических находок из металлов, накопившихся за много десятилетий в магазинах хранилищ и музеев, а так же тот громадный объём новых поступлений (по большей части это вызвано строительным бумом и следственно увеличением охранных раскопок) совершенно невозможно обработать в короткие сроки. Причинной этому является не только малое количество реставрационных мастерских, но и отсутствие оборудования для обессоливания предметов. В особенности страдают от этого находки из железа. Защитные покрытия или пропитке не в состоянии обеспечить долговременное хранение объектов имеющих активные очаги коррозии или легко растворимые соли. В лучшем случае, они могут замедлить процесс разрушения на некоторое время. В худшем случае, такие покрытия вызывают парниковый эффект, благодаря которому предмет в короткий срок может быть полностью утрачен. Кроме этого, если поверхностное покрытие можно без особых проблем удалить, то все пропитки практически не реверсивны, каким бы растворимым не был бы пропиточный материал. Из глубоко лежащих, очень малых капилляров очень сложно и не редко совсем невозможно удалить пропиточные препараты. Остатки этих пропиток забивают капиллярную систему, что делает практически невозможным такие этапы консервации, как обессоливании или обработка ингибиторами.

Альтернативой к изолирующим покрытиям может послужить газонепроницаемая упаковка с удалением кислорода и влаги или заполнением упаковки инертным газом. Если ещё 20 лет назад такие технологии являлись редкостью, то сейчас они широко используются в пищевой индустрии, медицине, косметики и в быту. Цены на упаковочные материалы, запаивающие и упаковочные машины, абсорбенты влажности, кислорода и индикаторы в связи с массовостью такой продукции значительно снизились, что делает их доступными для многих музеев и собраний.

Главные причины разрушения необработанного археологического металла всем известны: повышенная влажность, воздух. Изымая один из этих факторов, можно замедлить процесс дальнейшего разрушения объекта. Для этих целей используют различные абсорбенты, которые удаляют влагу и кислород из упаковки.

Абсорбенты (от лат. absorptio - absorbere — поглощать) - это искусственные или природные вещества с развитой поверхностью, создаваемой капиллярами или кристаллической решеткой, которая хорошо поглощает (абсорбирует) вещества из газов и жидкостей всей своей массой. Адсорбенты поглощают, всасывают только своей поверхностью. Существуют два вида абсорбции: физическая абсорбция и хемосорбция. При физической абсорбции процесс поглощения вещества не сопровождается химической реакцией, а при хемосорбции абсорбируемое вещество вступает в химическую реакцию с веществом абсорбента. Абсорбционные свойства абсорбентов зависят от химического состава и физического состояния поверхности, от характера пористости и удельной поверхности (поверхности, приходящейся на 1 г вещества).

Влажность: в литературе встречаются разные параметры относительной влажности воздуха, при которых рекомендуется хранить археологический металл. В зависимости от материала, структуры поверхности и наличия солей эти цифры различны. Гладкие поверхности притягивают меньше влаги, чем пористые и шершавые поверхности (капиллярная конденсация). Так для предметов из меди и её сплавов, имеющих активные очаги бронзовой болезни, рекомендуется хранить при относительной влажности не более 45% (Götz 1996, Erhard 1994). При влажности более 46% очаги бронзовой болезни становятся снова активными. Окисление (почернение) серебра проходит значительно медленней, если относительная влажность - ниже 40%. Археологическое железо, содержащие хлориды необходимо хранить при более низкой влажности. Необработанное корродированное археологическое стекло, в состав которого входит щёлочи (ионы натрия и калия) рекомендуется хранить при относительной влажности менее 5%.
***unqte***

VEND:
***qte***
У нас много находок (неконсервированных) сделаных много лет назад. Все годы предметы хранились в довольно жёстких условиях: при влажности до 65% (летом), и при температуре от +15 до +25 градусов (в разные периоды). Можно ли считать такие предметы уже высохшими (а значит и хранить их при низкой влажности -ниже 15%)?
***unqte***

Mika88:
***qte***
Конечно можно. И если они не развалились, то можно считать, что там солей мизер. И это отлично.
***unqte***