Рентгенофлюоресцентная спектроскопия при экспертизе древност

В этом разделе собираем материал для публикаций по разным темам

Модератор: zamoley

Рентгенофлюоресцентная спектроскопия при экспертизе древност

Сообщение makanin 12 дек 2016, 20:25

Применение рентгенофлюоресцентной спектрометрии при экспертизе археологических находок.
Лукьянов С.Р.
В настоящее время всё большее количество археологических находок становится предметом коллекционирования. Появился устойчивый спрос на древности, а вместе с этим и массовое производство поддельных археологических редкостей. В Китае и некоторых других странах массово изготавливают копии различных коллекционных предметов. Целью настоящей статьи является попытка дополнить комплекс экспертиз ещё одной методикой, которая позволит более полно изучать исследуемые древности. Описанные методы применяются автором в своей работе при проведении экспертиз.
Для изучения образцов применялся Рентгенофлуоресцентный спектрометр — прибор, используемый для определения элементного состава вещества при помощи рентгенфлуоресцентного анализа (РФА). Марка – GoldXpert Olympus Innov-X Xpert Series Mobile XRF Analyzer. Часто используется ломбардами и скупками драгметаллов для экспресс-анализа сплавов. Для контроля и более полной информации часть образцов дополнительно изучалась на приборе : Scanning Electron microscope JEOL JSM-6390LV с микрозондом OXFORD INSTRUMENTS INCA X-AKT model 51 ADD0012 – тоже позволяющем получить спектральные характеристики предмета.
Рентгенфлуоресцентная спектрометрия является неразрушающим методом определения элементного состава. С ростом порядкового номера элемента чувствительность метода растёт, а ошибка определения количественного элементного состава снижается. Этот метод особенно хорошо работает с металлами. Используемая модель прибора определяет процентное содержание в изучаемом металлическом сплаве нижеперечисленных элементов: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ir, Pt, Au, Rh, Ru, Pb, Bi, Zr, Pd, Ag, Sn, Sb, Cd,Sb,Os,Ca, точность – тысячные доли процента. Необходимо отметить, что рентгеновский луч не сфокусирован в точке, а захватывает площадь от 1 до 0.5 кв.см, по выбору оператора, таким образом, результат получается более достоверным. Глубина исследования – до 300 мкм, что позволяет не зачищать патину и окислы на исследуемых образцах. Для проверки были получены спектры от зачищенных поверхностей и на не зачищенных областях, разница в значениях не существенна.
Ограничение применения данного анализатора – только изделия из металла, но как раз их и подделывают наиболее часто.
В процессе исследований были получены спектральные характеристики более двухсот предметов из серебренных и медных сплавов, найденные на территории Прикамья, находки датировались 5-12 веком. В основном это бронзовые бусины и ременные накладки, а также несколько более крупных предметов, собранные на городищах и могильниках Харинской, Ломоватовской и Родановской культур и украшения из серебра производства Булгарского царства. Вопрос правомерности получения указанных предметов для изучения хочу оставить за скобками. Также сняты спектральные характеристики с заведомо поддельных предметов Пермского звериного стиля и украшений из серебра, имитирующие украшения Волжской Булгарии.
Какие выводы можно сделать, анализируя полученные результаты:
1. Все подлинные изделия из медных сплавов имеют в общем состав Cu + St +Pb + большое количество примесей. Именно наличие большой «засорённости» сплава различными элементами может служить надёжным диагностическим признаком, для отделения подлинных изделий от подделок. Причем искусственно внести добавки при изготовлении «новоделов» - задача нетривиальная. Все изученные подделки имели в составе 2-3 элемента, так как для изготовления использовались металлы современной очистки.
2. Среди примесей четко выделяются металлы «маркеры» - те металлы, что присутствуют в подавляющем количестве исследованных образцов. Для бронзовых предметов это Au,Fe,Ga. Содержание золота в бронзовых предметах колеблется от 0.1 до 1%; железо от 0.7 до 2% хотя некоторые образцы показали большие значения, до 8% ; галлий –сотые доли %. Необходимо отметить, что в медных рудах Пермского края имеется небольшое содержание золота. Таким образом можно предположить, что предметы, изготавливаемые из местного сырья всегда содержали некоторые количества этих элементов.
3. При получении спектральных характеристик мы обратили внимание на то, что при изучении браслетов, ременных накладок и других предметов, которые носили начищенными (полированными), результат с «лицевой» стороны и с «изнанки» отличался. На наш взгляд, это связано с различными скоростями процесса окисления, которые протекали во время нахождения предмета в земле. Так содержание St или Pb выше на лицевой поверхности изделия, чем на «обратке» на 8-10 % по всем изученным изделиям. Такого результата на подделках нет и добиться такого очень сложно.
4. Все украшения из серебра, отнесённые к изделиям Булгарского царства в своём сплаве содержат золото в количестве от 0.1%, чаще 0.3-1%. Разумеется, пробы делались в местах, где поверхностная позолота отсутствует. Сплавы серебра, используемые для создания подделок, золота не содержат. В современном серебре часто встречается кадмий, чего совершенно не наблюдается в «старых» изделиях.
Описанная методика может помочь при изучении нумизматических материалов, монеты могут быть четко рассортированы по наличию характерных примесей, главная задача – иметь заведомо подлинные образцы для выявления металлов – маркеров.
Прошу поделиться коллег опытом подобных работ, адрес: makanin@rambler.ru
makanin
Homo habilis
 
Сообщений: 44
Зарегистрирован: 14 июл 2009, 20:47
Cпасибо сказано: 2
Спасибо получено: 7 раз в 6 сообщениях
Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации

За это сообщение пользователю makanin "Спасибо" сказали
алгон

Вернуться в Собираем материал для публикаций


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2