ارزيابي تغييرات رنگي در لايه كوپريت تحت تاثير مواد شيميايي مورد استفاده در پاك سازي آلياژهاي مس تاريخي

An Investigation of color Changes in Cuprite Layer due to Application of Chemical Reagents in the Cleaning of Archaeological Copper-Based Artifacts

مواد شيميايي استفاده‌شده در پاك‌سازي اشياي برنزي تاريخي نه‌تنها مي‌تواند باعث انحلال و تخريب لايه‌هاي پاتين شود بلكه در مواردي نيز ممكن است سبب تغييرات بصري در لايه‌هاي خوردگي شود. مطالعات انجام‌شده در زمينه مواد پاك‌سازي، بيشتر متمركز بر ميزان انحلال لايه‌هاي خوردگي بوده و كمتر تاثيرات بصري ناشي از مواد شيميايي پاك‌سازي بر لايه پاتين بررسي شده‌است. ازآنجاكه اشياي باستاني هم ازنظر سنديت تاريخي و هم از جنبه‌هاي زيبايي‌شناسي مورد توجه‌ هستند، ارزيابي ميزان آسيبي كه درنتيجه درمان‌هاي حفاظتي به هر يك از اين دو جنبه وارد مي شود، ضرورت‌دارد. ازاين‌رو در مقاله حاضر، بررسي ميزان تغييرات بصري (تغييرات رنگي) لايه پاتين براثر مواد شيميايي پاك‌سازي، مورد مطالعه قرار گرفته‌است. بنابر اهميت كوپريت به‌عنوان پاتين و يكي از محصولات خوردگي كه در بسياري از اشياي برنزي تاريخي ديده‌مي‌شود، ارزيابي تغييرات رنگي اكسيد مس (I)، Cu2O، تحت تاثير مواد شيميايي مورد استفاده در پاك‌سازي اشياي برنزي تاريخي بررسي شده‌است. بدين‌منظور، لايه كوپريت به‌صورت آزمايشگاهي با روش الكتروشيميايي روي سطح مس ايجادشد. سپس نمونه‌ها در محلول‌هايي از كالگون، دي‌سديم اتيلن دي‌آمين تترا استيك اسيد (Na2-EDTA)، تترا سديم اتيلن دي‌آمين تترا استيك اسيد (Na4-EDTA)، سديم تري پلي‌فسفات (STPP)، سيتريك اسيد، فرميك اسيد، گليسرول قليايي، نمك راشل قليايي و آب مقطر غوطه‌ور شدند. رنگ لايه كوپريت قبل و بعد از يك ساعت غوطه‌وري در هر يك از محلول‌ها، با استفاده از رنگ‌سنج اندازه‌گيري شد. درنهايت، نتايج به‌دست‌آمده نشان‌داد كه Na2-EDTA، فرميك اسيد و سيتريك اسيد، بيشترين تغييرات بصري را در سطح كوپريت ايجادمي‌كنند. نمك راشل قليايي، گليسرول قليايي، Na4-EDTA و آب مقطر، تغييرات رنگي كمتري را در لايه كوپريت پديدآورند. در اين ميان كالگون و STPP هم، كمترين تاثير بصري را داشتند.

Chemical cleaning reagents used on archaeological bronze artifacts not only attack the corrosion products but also may cause some visual effects in the patina. There are few investigations on the visual effects of cleaning reagents and studies have mostly focused on dissolution corrosion products. Regarding archaeological objects as historical documents and aesthetic entities, it is essential to assess the level of treatment damages to both of these aspects. This paper surveys the visual effects (color changes) of cuprous oxide, Cu2O, treated with traditional cleaning reagents. Artificial cuprite patina was formed electrochemically on almost pure copper. Samples were immersed in various solutions separately. Color measurement of cuprite patina was carried out using a colorimeter before and after 1-hour immersion. Solutions used were Calgon®, disodium ethylene diamine tetra-acetic acid (Na2-EDTA), tetrasodium ethylene diamine tetra-acetic acid (Na4-EDTA), sodium tripolyphosphate (STPP), citric acid, formic acid, alkaline glycerol, alkaline Rochelle slat and distilled water. Na2-EDTA, citric acid and formic acid were found to cause the most visual impact on cuprite patina as it is possible for human eye to discriminate between the two colors. Alkaline Rochelle slat, alkaline glycerol, Na4-EDTA and distilled water result in less color changes. Calgon® and STPP caused the least color changes which could be disregarded.