Физичко-механичке и микрохемијске промене на површинама керамичких и металних артефаката третираних ласером

Abstract

Чишћење је један од најважнијих процеса у конзервацији предмета културнебаштине, али такође и један од најосетљивијих процеса са могућношћу оштећивањаоригиналних материјала. Микроморфолошке и микрохемијске анализе наповршинама артефаката пре и после процеса чишћења указују на ефикасност методечишћења, а представљају и користан податак о пореклу и степену деградацијеартефакта.Значај ласерских техника код чишћења предмета културне баштине почива наособинама ове технике као што су висока осетљивост, недеструктивност,селективност, прилагодљивост, применљивост на лицу места и др. Ове технике седанас широко користе у рестаурацији и чишћењу, архитектонских каменихповршина. Код других предмета културне баштине (слика, вишебојних папирнихдокумената, керамичких предмета, стакла, метала, текстила итд.) њихова примена сејош увек испитује због комплексног процеса деловања ласерског снопа на овеосетљиве материјале. За безбедно и ефикасно чишћење веома је важно одабратиодговарајуће параметаре ласера и оптимизовати методу ласерског чишћења. Збогразноликости материјала који се срећу у културној баштини сваки допринос у овојобласти је изузетно значајан.У овом раду приказани су принципи методе чишћења ласером, као и резултатипримене CO2, Nd:YAG и Er:Glass ласера код чишћења предмета културне баштине одкерамике, метала и предмета сложеног састава (комбинације метал-текстил).Испитивања су спроведена на савременим и археолошким узорцима мењањемпараметара ласера као што су таласна дужина, број импулса и енергија снопа. Задијагностику микроморфолошких промена на површини озрачених узоракакоришћене су оптичка и СЕМ микроскопија. EDX, LIBS, XRF и XRD анализе коришћенесу за испитивање хемијског саства узорака и промена састава које, услед деловањаласера, настају у саставу материјала на зонама третираним ласером...

Cleaning is one of the most important processes for the conservation of cultural heritageartifacts, but also one of the most delicate and potentially damaging to the originalmaterials. Micromorphological and microchemical analyzes of artefacts surfaces materialbefore and after cleaning process indicates on cleaning effectiveness and can also be usefulinformation for determination of artefacts provenience and degradation degree.Importance of laser techniques in cleaning of cultural heritage objects is based on theproperties of these techniques, such as high sensitivity, nondestructivity, selectivity,flexibility, applicability on the spot and others. These techniques are now widely used in therestoration and clean, architectural stone surfaces. In other objects of cultural heritage(picture multicolored paper documents, pottery, glass, metal, textiles, etc.). For reliable andefficient cleaning, selection of the appropriate laser parameters and laser cleaning methodoptimization is of great significance. Due to the diversity of materials that can be found incultural heritage, each contribution in this area is extremely important.In this dissertation, the principles of the laser cleaning method, as well as the results ofapplying the CO2, Nd: YAG and Er:Glass lasers in cleaning of cultural heritage objects madeof ceramic, metal and complex (metal-textile combination) materials are presented. Lasercleaning investigations are carried out on contemporary and archaeological samples byvarying 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 theanalysis of changes in samples treated zones chemical compositions caused by lasersirradiation. Measurement of micro and nano hardness was carried out to test the change inthe microhardness of the sample after laser action on the surface. By profilometry tests theroughness of the irradiated surfaces of samples before and after irradiation are determined.By image analysis the degree of surface cleaning were determined...