Procesy korozyjne w szkle archeologicznym

• Autorzy: Grelowska Iwona , Krajewska Julianna

Warianty tytułu

EN

Corrosion processes in archaeological glass

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia badania XVII-wiecznych szklanych artefaktów odkrytych w trakcie prac archeologicznych na terenie opactwa cysterskiego w Wąchocku. Obiekty te przez ponad 300 lat znajdowały się w środowisku glebowym, a następnie przechowywane były w warunkach magazynowych i w otoczeniu o podwyższonej wilgotności, co znacząco wpłynęło na ich stan zachowania. Artefakty wykazują wyraźny stopień degradacji korozyjnej, przejawiający się obecnością opalizującego nalotu, spękań, ubytków powierzchniowych oraz wtórnych osadów. Do oceny stanu powierzchni i produktów korozji zastosowano metody instrumentalne, w tym dyfrakcję rentgenowską XRD, fluorescencję rentgenowską XRF, skaningową mikroskopię elektronową SEM z mikroanalizą EDS oraz spektroskopię FTIR. Wyniki analiz wykazały znaczną koncentrację tlenku krzemu(IV) oraz obniżoną zawartość alkaliów, co potwierdza intensywną dealkalizację i formowanie żelu krzemionkowego na powierzchni próbek. Zarejestrowano również obecność wtórnych produktów degradacji, takich jak krzemiany i glinokrzemiany wapnia. Obrazy SEM ujawniły łuskowatą strukturę powierzchni oraz liczne spękania, natomiast widma FTIR potwierdziły obecność wody związanej w warstwie korozyjnej. Uzyskane wyniki jednoznacznie wskazują na zaawansowane procesy korozji szkła, których intensywność była potęgowana przez długotrwałą ekspozycję w warunkach wilgotnych.

EN

The article presents research on 17th-century glass artifacts that were discovered during archaeological excavations at the Cistercian Abbey in Wąchock. These objects were buried in the soil for over 300 years and then stored in high-humidity conditions, which significantly affected their state of preservation. The artifacts exhibit clear signs of corrosion, including an opalescent coating, cracks, surface defects, and secondary deposits. The condition of the surface and corrosion products was assessed using instrumental methods, including X-ray diffraction XRD, X-ray fluorescence XRF, scanning electron microscopy SEM with EDS microanalysis, and FTIR spectroscopy. The analyses revealed a high concentration of silicon(IV) oxide and reduced alkali content, indicating intense dealkalization and silica gel formation on the samples' surfaces. The presence of secondary degradation products, such as calcium silicates and aluminosilicates, was also recorded. SEM images revealed a scaly surface structure and numerous cracks. FTIR spectra confirmed the presence of bound water in the corrosion layer. These results clearly indicate advanced glass corrosion processes, which were exacerbated by prolonged exposure to humid conditions.

Słowa kluczowe

PL

szkło archeologiczne; procesy korozyjne; żel krzemionkowy; dealkalizacja

EN

archaeological glass; corrosion processes; silica gel; dealkalization

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 76, nr 3
• Strony: 2--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grelowska Iwona

• Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych WIMiC AGH

autor

Krajewska Julianna

• NSG Pilkington

Bibliografia

• M. Ciecińska, D. Dorosz, E. Greiner-Wrona, B. Gruszka, J. Kucharski, M. Lisiecki et. al., Technologia szkła: właściwości fizykochemiczne: metody badań. cz. 1, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków 2012.
• E. Greiner-Wrona, Archeometria szkieł zabytkowych, Wydawnictwa AGH, Kraków 2015.
• E. Greiner-Wrona, Korozja szkieł zabytkowych, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków 2004.
• E. Grochal, Odporność chemiczna szkieł krzemianowych w aspekcie podatności ich na procesy korozyjne, Prace Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych 1 (2008).
• G.S. Frankel, J.D. Vienna, J. Lian, J.R. Scully, S. Gin, J.V. Ryan, S.H. Kim, W. Windl, J. Du, A comparative review of the aqueous corrosion of glasses, crystalline ceramics, and metals, npj Materials Degradation 15 (2018).
• F.G.K. Baucke, Corrosion of glasses and its significance for glass coating, Electrochimica Acta 39 (1994).
• U. Naknikham, S. Thepbutdee, T. Jitwatcharakomol, K. Tapasa, Study of the Hydrolytic Resistance of Glass Bottles under a High Fluctuated Weather Condition, Key Engineering Materials 659 (2015).
• R. Zanini, G. Franceschin, E. Cattaruzza, A. Traviglia, A review of glass corrosion: the unique contribution of studying ancient glass to validate glass alteration models, npj Materials Degradation 38 (2023).
• K. Jackiewicz, Cysterskie opactwa w Polsce, Wydawnictwo Instytutu Teologicznego Księży Misjonarzy, Kraków 2016.
• K. Białoskórska, Wąchock. Opactwo Cystersów, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1960.
• Infrared Spectroscopy Absorption Table https://chem.libretexts.org/Ancillary_Materials/Reference/Reference_Tables/Spectroscopic_Reference_Tables/Infrared_Spectroscopy_Absorption_Table
• R. Wang, L. Hu, Y. Xu, S. Chen, J. Ren, Exploring the corrosion mechanism of oxide glasses using advanced solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy, Acta Materialia 276 (2024).