УДК: 681.7.069.223, 621.791.72, 903.32

Лазерная очистка меди в воздушной и азотной средах

Григорьева И.А., Парфенов В.А., Прокуратов Д.С., Шахмин А.Л.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Григорьева И.А., Парфенов В.А., Прокуратов Д.С., Шахмин А.Л. Лазерная очистка меди в воздушной и азотной средах // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 1. С. 3–8.

Grigorieva I.A., Parfenov V.A., Prokuratov D.S., Shakhmin A.L. Laser cleaning of copper in air and nitrogen atmospheres [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 1. P. 3–8.

Ссылка на англоязычную версию:

I. A. Grigor’eva, V. A. Parfenov, D. S. Prokuratov, and A. L. Shakhmin, "Laser cleaning of copper in air and nitrogen atmospheres," Journal of Optical Technology. 84(1), 1-4 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000001

Аннотация:

Рассматриваются физико-химические процессы, происходящие при лазерной очистке поверхности предметов из меди и содержащих медь сплавов, для проведения которой были использованы импульсный YAG:Nd лазер Smart Clean 2 (El.En., Италия) и серийно выпускаемый иттербиевый импульсный волоконный лазер МиниМаркер2 М20 оба с длиной волны излучения 1064 нм. Показано, что проблема изменения цвета медной поверхности может быть решена при проведении лазерной обработки в среде азота.

Ключевые слова:

лазерная очистка, памятники истории и культуры, реставрация, рентгенофлуоресцентный анализ, спектроскопия комбинационного рассеяния, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

Благодарность:

Авторы выражают благодарность М.Д. Геращенко за помощь в проведении экспериментов, В.И. Кобяковой за постановку задачи исследований, а также А.С. Сайко, А.И. Косолапову и С.В. Хаврину – за обсуждение полученных результатов.

Коды OCIS: 350.3390

Список источников:

1. Georgiou S., Fotakis C., Anglos D., Zafiropulos V., WillistonT.V. Lasers in the preservation of Cultural Heritage: Principles and applications. Vermont (U.S.A.): Inst. of Physics Pub. Inc., 2007. P. 1–19.
2. Calcagno G., Pummer E., Koller M. St. Stephen’s Church in Vienna: Criteria for Nd:YAG laser cleaning on an architectural scale // J. Cultural Heritage. 2000. V. 1. Supplement 1. P. 111–117.
3. Weeks C. The Portail de la Mère Dieu of Amiens Cathedral: Its polychromy and conservation // Studies in Conservation. 1998. V. 43. P. 101–108.
4. Pini Ri, Siano S., Salimbeni R., Piazza V., Giamello M., Sabatini G., Bevilacqua F. Application of a new laser cleaning procedure to the mausoleum of Theodoric // J. Cultural Heritage. 2000. V. 1. P. 93–97.
5. Bromblet P., Labouré M., Orial G. Diversity of the cleaning procedures including laser for the restoration of carved portals in France over the last 10 years // J. Cultural Heritage. 2003. V. 4. P. 17–26.

6. Siano S., Casciani A., Giusti A., Matteini M., Pini R., Porcinai S., Salimbeni R. The Santi Quattro Coronati by Nanni di Banco: Cleaning of the gilded decorations // J. Cultural Heritage. 2003. V. 4. Supplement 1. P. 123–128.
7. Siano S., Salimbeni R. The Gate of the Paradise: Physical optimization of the laser cleaning approach // Studies in Conservation. 2001. V. 46. P. 269–281.
8. Siano S., Grazzi F., Парфенов В.А. Лазерная очистка позолоченных бронзовых поверхностей // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 7. С. 18–29.
9. Korenberg C. and Baldwin A. Laser cleaning tests on archaeological copper alloys using an Nd:YAG laser // Laser Chemistry. V. 2006. Article ID 75831. 7 pages. doi:10.1155/2006/75831
10. Cottam C.A., Emmony D.C., Cottam C.A. TEA-CO2 laser surface processing of corroded metals // Corrosion Science. 1999. V. 41. № 8. P. 1529–1538.
11. Froidevaux M., Platt P., Cooper M., Watkins K. Laser interactions with copper, copper alloys and their corrosion products used in outdoor sculpture in the United Kingdom // Lasers in the Conservation of Artworks: Proc. Internat. Conf. “Lacona VII”. Madrid, Spain. 2007. P. 277–284.
12. Korenberg C., Baldwin A.M., Pouli P. Investigating the laser cleaning of archaeological copper alloys using different laser systems // Lasers in the Conservation of Artworks: Proc. Internat. Conf. “Lacona VII”. Madrid, Spain. 2007. P. 285–290.
13. Kearns A., Fischer C., Watkins K.G., Glasmacher M., Kheyrandish H., Brown A., Steen W.M., Beahan P. Laser removal of oxides from a copper substrate using Q-switched Nd:YAG radiation at 1064 nm, 532 nm and 266 nm // Appl. Surface Sci. 1998. V. 127–129. P. 773–780.
14. Kearns A., Fischer C., Watkins K.G., Glasmacher M., Steen W.M., Kheyrandish H., Brown A. Removal of copper oxide from copper surfaces using Q-switched Nd:YAG radiation at 1064 nm, 532 nm and 266 nm // Proc. SPIE. 1997. V. 3097. P. 358–368.
15. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Реакции неорганических веществ: справочник. М.: Дрофа, 2007. С. 149.
16. Один И.Н. Меди сульфиды / Химическая энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. Т. 3. С. 5.
17. Ванюков А.В. Меди сульфат / Краткая химическая энциклопедия. М.: Советская Энциклопедия, 1964. Т. 3. C. 74.
18. Чукуров П.М. Меди карбонаты / Химическая энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. Т. 2. С. 669.
19. NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database [Электронный ресурс] http://srdata.nist.gov/xps/
20. Бриггс Д., Сих М.П. Анализ поверхности методами Оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир, 1987. С. 18–20.
21. Bouchard M. and Smith D.C. Catalogue of 45 reference Raman spectra of minerals concerning research in art history or archaeology, especially on corroded metals and coloured glass // Spectrochimica Acta Part A. 2003. V. 59. № 10. P. 2247–2266.
22. Martens W., Frost R.L., Kloprogge J.T., Williams P.A. Raman spectroscopic study of the basic copper sulphates: Implications for copper corrosion and ’bronze disease’ // J. Raman spectroscopy. 2003. V. 34. № 2. P. 145–151.
23. Gilbert B., Denoel S., Weber G., and Allart D. Analysis of green copper pigments in illuminated manuscripts by micro-Raman spectroscopy // The Analyst. 2003. V. 128. № 10. P. 1213–1217.
24. Hayez V. Use of micro-Raman spectroscopy for the study of the atmospheric corrosion of copper alloys of cultural heritage // PhD Thesis. Brussel, 2006. P. 102–116.
25. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals [Электронный ресурс]. http://rruff.info
26. Никитин М.К., Мельникова Е.П. Химия в реставрации. Л.: Химия, 1990. С. 153–154.