A PGAA ALKALMAZHATÓSÁGA ÜVEGEK A PGAA ALKALMAZHATÓSÁGA ÜVEGEK ARCHEOMETRIAI VIZSGÁLATÁRAARCHEOMETRIAI VIZSGÁLATÁRA

Kasztovszky Zs.1, J. Kunicki-Goldfinger2, P. Dzierżanowski3, G. Nawrolska4, P. Wawrzyniak4

1 MTA KK Izotópkutató Intézet2 Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Warsaw

3 Electron Microprobe Laboratory, Faculty of Geology, Warsaw University 4 Museum in Elbląg

A TÖRTÉNELMI (RÉGÉSZETI) ÜVEGEK VIZSGÁLATAA TÖRTÉNELMI (RÉGÉSZETI) ÜVEGEK VIZSGÁLATA

TÖRTÉNETI

• Díszítés (ikonográfia)

• Formai leírás (tipológia)

• Írott források (korabeli receptek, műhelyek

leírása)

ARCHAEOMETRIA• Egy műtárgy részletes vizsgálata• Egy történelmi korszak vagy

terület összehasonlító vizsgálata• Panoráma analízis vagy adott

összetevők vizsgálata

AZ ADOTT MŰTÁRGY VAGY MŰHELY TÖRTÉNETI ÉRTÉKELÉSE

KÉRDÉSEK: Eredet, kor, technológia, hamisítványok azonosítása

Az ÜVEG amorf szerkezetű, az összetevők 1000-1400 ºC-on hevítésével nyerik

ALAPANYAG (MÁTRIX): SiO2 - homok (földpát) Szennyezők: Al, Ti, Fe, Ba, Pb FOLYÓSÍTÓ (FLUX): Na2O / K2O - hamu (erdei-, tengeri növény), hamuzsír, salétrom (KNO3), NaClSzennyezők : P, Mn, Ca, Fe, stb.STABILIZÁTOR: CaO / MgO - mészkő, dolomit, ”kréta”

SZÍNEZŐK: Cu, Mn, Fe, Co, Sb / SZÍNTELENÍTŐK: Mn, As, OPALIZÁLÓK: Sb, Sn+PbDÍSZÍTÉS: Festék (Ag, Cu), zománc, aranyozás, fényezés (Cu, Au, Hg)

EGYÉB ADALÉKOK: B, S, Cl

KILÚGOZÁS (LEACHING): H2O

AZ ÜVEGGYÁRTÁS RÖVID TÖRTÉNETEAZ ÜVEGGYÁRTÁS RÖVID TÖRTÉNETE

• Kr. e. IV-III. évezred: Egyiptom vagy MezopotámiaHomok és Na2CO3 / Fajansz vagy üveg?

• Antik (Római): Homok és hamu (Erdei- / Tengeri növényzet – K/Na)

• Középkor: Hamuzsír (potash) (Hamu kalcinálása)

• Középkor után (XV-XVIII.sz.): Kizárólag hamuzsír (Hevítés zárt edényben)

• XVII.sz.- Salétrom (KNO3): nincs Na, As – luxus célokra

• XVIII-XIX. sz. Mesterséges szóda (Na2CO3)

A PGAA ALKALMAZHATÓSÁGA• FŐ- ÉS ADALÉK ANYAGOKSiO2, Na2O (>0.7%), K2O, CaO, MgO (>1.5%),As2O3 (>0.2%), PbO (>0.5%), BaO (>1-2%), 2-3% >B2O3 > 0.5 ppm

• SZINEZŐK, OPALIZÁLÓK ÉS DÍSZÍTŐKSnO2 (>2%). Co, Cu, Mn, Fe, Ag, Au, Hg

Keltezés, technológia, műhely (hamisítványok)

• SZENNYEZŐKP2O5 (>2%), Al2O3 (>1%), TiO2, Fe2O3, S(>2% ), Cl

• KILÚGOZÁS HATÁSA: H2O

• NEM MÉRHETŐK: Sb, Sr, Rb, Zr, Y, Zn

Nyersanyag, Eredet

Környezet, restaurálás

• 25 XIV(?)-XIX. századi (színtelen) történelmi üvegeketKelyhek, poharak, serlegek töredékei az Elblagi Múzeumból (Lengyelo.)Keltezésük ill. eredetük nem pontosan ismert

(Keltezés kerámiák TL alapján)

• Néhány színes (kék)

• Standardok (NIST; Corning Museum of Glass, N.Y.)

CÉL: A PGAA alkalmazhatóságának vizsgálata az üveg archeometriában

(Első kísérletek kevésbé értékes töredékeken, majd értékesebb műtárgyakon)

VIZSGÁLTUNK...VIZSGÁLTUNK...

ÜVEG STANDARD* PGAA ÉS EPMA MÉRÉSEIÜVEG STANDARD* PGAA ÉS EPMA MÉRÉSEI

0.01

0.1

1

10

100

H2OB2O3

Na2OM

gO

Al2O3

SiO2

P2O5 Cl

K2OCaO

TiO2

MnO

Fe2O

3CoO

CuOSrO

Sb2O5

BaOPbO

Co

nc.

(w

%)

PGAA

EPMA

Nominal

* R.H.Brill, Chemical Analyses of Early Glasses, vol. 2,

The Corning Museum of Glass, Corning, New York 1999, Appendices B and D.

EREDMÉNYEK I.EREDMÉNYEK I.

• A régészeti minták többségére Na2O<5% → K-üveg / Kivétel: 174, 181, 208

• 176 és 208 – Ca<5% → Jó minőségű, de nem tartós

• 179, 181, 183, 184 – SiO2>75%, As2O3>0.2% →Igen jó minőségű (szép, fénylő). Későbbi, mint XVII.sz. második fele

• 208 – SnO2~2,6%, PbO~1.6% (opalizáló)

• 191 – BaO~3,8% → Legrégibb, középkor

• A bór valamennyi mintában< 0.1% → természetes szennyező

EREDMÉNYEK II.EREDMÉNYEK II.

181

179

184183

199

187

190

208

176

200

186

182

174

196

198

197189

201 191

215

216 218

50

55

60

65

70

75

80

0 5 10 15 20 25 30

CaO+MgO (w%)

SiO

2+A

l 2O

3 (w

%)

Legjobb minőségű - Barokk (XVIII. sz.)SiO2>75%, As2O3>0.2%

GYENGE MINŐSÉGŰ

JÓ MINŐSÉGŰ

Legkorábbi - Középkor (XIV. sz.)SiO2<65%, BaO>3%

EREDMÉNYEK III.EREDMÉNYEK III.

182

174196 201

198

189197

190

186

208

200

183

184

179 181

176

199

191

187 215

218

216

0

5

10

15

20

25

30

5 10 15 20 25 30

Na2O+K2O (w%)

CaO

+M

gO

(w

%)

STABILITÁS

LEGKORÁBBI - GYENGE MINŐSÉGŰ

KÉSŐBBI - JÓ MINŐSÉGŰ, DE NEM TARTÓS

A BÓR KIMUTATÁSAA BÓR KIMUTATÁSAB: HÁTTÉR (<0,00003%)

B: 0,003%

B: 0,39%

PGAA: 3·10-5 – 0,3 % EPMA: < 0,3 % (?)

KÖVETKEZTETÉSEKKÖVETKEZTETÉSEK• A PGAA roncsolásmentes• Alkalmazható a minták elsődleges csoportosítására a Na, K, Ca, Mg, B

(Nem mérhetők XRF-fel), As, magas P, Ba és Pb összetevők szerint • A minták összehasonlítása egy csoporton belül (tömegarányok)• Egy-egy reprezentatív minta részletes vizsgálata EPMA, NAA

módszerekkel (Sb, Sr, Rb, Y, Zr, Zn)• Jobban alkalmazható múzeumi tárgyakra, mint ásatási leletekre

(ellenőrizetlen kilúgozás)

• KORLÁTOK ― A díszítések járuléka nem küszöbölhető ki (nyaláb fókuszálása)― A kilúgozás hatása (3D scanning?)

TERVEKTERVEK

• Új, értékesebb múzeumi tárgyak vizsgálata Együttműködésben magyar, cseh(?), német(?) múzeumokkal

• A kilúgozás (leaching) vizsgálata tesztmérésekkel

Időbeli lefutás?

Na2O, K2O

H2O

BULK

távolság

Köszönöm a figyelmet!Köszönöm a figyelmet!

A PGAA mérések az EU FP6 keretprogramjában készültek a

Budapesti Kutatóreaktornál