Üldsisukorda tagasi...


  

Värvilisedd metallid (mõiste).
VASK JA VASE SULAMID
Kasutamise lühiajalugu.
ESEMETE  VALMISTAMISE  TEHNIKA - sõnavara ja lühiselgitused.
     käsilõiketehnikad
    vormimistehnikad
    mehaanilised puhastusvõtted
    kuumtöötlemise tehnikad
    monteerimistehnikad
ESEMETE PUHASTAMINE, KONSERVEERIMINE, SÄILITAMINE
Vase ja selle sulamite oksüdeerumine ja kahjustused

EELPUHASTUS, puhastamine paatina säilitamisega
    arheoloogilised leiud
    kultuurioloolise fondi esemed
    pronksist skulptuurid
PAATINA HOOLDAMINE

OKSÜÜDIKIHI EEMALDAMINE
 Hapetes lahustamine
    kollastest sulamitest esemed
    punasest vasest esemed
Puhastamine kompleksoonidega
Rohelise oksüüdi eemaldamine aluskihi säilitamisega
Oksüüdikihi elektrolüütiline eemaldamine
    tampoonelektrolüüs
     
SÖÖVITAMINE :
    raud(III)kloriidiga
    hapetega (oksüdeerivad happed või oksüdeerija lisand)    
OKSÜDEERIMINE  (vrd: loomulik ja kunstlik paatina)
    provisoorne patineerimine
    aeglustatud loomulik patineerumine  e. passiveerimine     
    asuriit-malahiitne kunstlik paatina     
    algse või ajaloolise paatina taastamine:
         väävlimaksa paatina
         BarbedienneŽi paatina  
    elektrolüütiline patineerimine
KAITSEKATTED:
    lakkimine,  vahatamine
    õlide ja määrete eemaldamine
JOODISED
    pehmejoodised - tina-plii
    sulamid vask-hõbe
    kolme ja enama komponendiga sulamid:
        kolmikdiagrammid, nende lugemine        
        neljakomponendilised hõbejoodised 
        pressitud joodised
JOOTERÄBUSTID
     räbustijääkide eemaldamine
GALVAANILINE KATMINE - vask ja vase sulamid

Metallesemete säilitamine

TÖÖTLEMISE  SKEEMID - enesekontrolliks
(JM) - autori poolt tõlgitud või tõlgendatud nimetus

  

                                                                                                                                                          Üldsisukorda tagasi...





 VÄRVILISED METALLID  on kõik mtte-raudmetallid  (ingl. non-ferrous metals).  Vask ja kuld on ainsad värvilised metallid, ülejäänud on erinevat varjundiytega valged-hallid.  Nimetus "värvilised metallid" ei ole siiski sellega seotud - värvilised metallid on kõik  mitte-raudmetallid.
Raudmetallid - ingl. ferrous metals  on  teras, malm jt sulamid, mis sisaldavad rauda üle 50%. Sinna gruppi  loetakse sageli ka kroomi, niklit ja mangaani.
Värvilised metallid võib jagada omakorda raskemetallideks, kergmetallideks, väärismetallideks, haruldasteks metallideks jne. Vaske loetakse raskemetalliks.        
Vt. TTÜ õpik MATERJALITEHNIKA I - 5.2.2. Vask ja vase sulamid. 

URL= https://digikogu.taltech.ee/en/Download/90459b4f-868e-4329-90a2-2b040ea6faec
Saksa Vaseinstituudi veebileht - URL=https://kupfer.de/kupferwerkstoffe/kupfer-legierungen/


VASK JA VASE SULAMID.

LÜHIAJALUGU.

Taotud vaskesemeid on leitud juba  Lähis-Ida  keraamikaeelsest kiviajast (8. aastatuhat e.m.a.),
5.-6. aastatuhanel e.m.a. tekkis Balkanil (Serbias, Bulgaarias) juba täpsemalt eristatav vase-kiviaeg.

VASE-KIVIAJAL  hakati vaske välja sulatama ja taandama  aluselistest karbonaatidest, (mineraalid malahiit, asuriit):  vask sulatati ja taandati  välja ühe operatsioonina.

Sulfiidsetest maakidest sulatamine levis hiljem - see toimus kahes järgus:  alul röstiti õhu juurdepääsuga, et põletada välja väävel, seejärel  taandati oksiidiks muutunud vask puusöe abil metalseks vaseks.
Huvi metalse välimusega sulfiidsete maakide (vaseläik, pliiläik, püriit) sulatamise järele on olnud sedavõrd levinud, et antiikajast pärinevad isegi antimonist (!) lauanõud (tänapäeva inimesele täiesti tundmatu metall...).

Pronksiajal  (vt. ajalooline tinapronks) hakati vaske teadlikult legeerima tinaga (10%), mis pärines täiesti erinevast maagist ja tuli hankida mujalt  piirkondadest (Saksimaa, Cornwall). Tinamaagiks oli  tina(IV)oksiid (kassiteriit), mille maagist sulatamise algust seotaksegi esimeste pronksist esemete valmistamisega  u. 3000 a. e.m.a.
MÄRKUS: Pronksiaja kõige vanemad pronksesemed  on legeeritud mitte tinaga, vaid plii, antimoni ja arseeniga.

Umbes 1800 eKr. on pronksiaeg jõudnud Põhja-Euroopasse (Eesti pronksiaeg on 1800-500 eKr.).

Ajalooline messing  on  vase  sulam tsingiga.  Nimetus pärineb Antiik-Kreekast, etümoloogia pole selge.
Tsingi maagiks oli  Zn-karbonaat  e. tsinkpagu (mineraal smitsoniit).
Esimese aastatuhande alguses on Plinius Vanem kirjeldanud messingi saamist, mis pärines juba Antiik-Kreekast:  tiiglisse  segati vaske, puusütt ja tsinkpagu, selle temperatuur tõsteti ahjus u. 900 kraadini ning hoiti sellel temperatuuril 12 tundi - nii saadi  "toormessing". Kui seda protseduuri korrati, oli tulemuseks aurichalcum e. "kuldvask". 4. sajandil  pKr. on messing moodustanud Rooma riigis vase sulamitest 40%, tsingisisaldus on olnud 20-28%.
     Peale Lääne-Rooma riigi hävimist lakkas sadadeks aastateks tinakaubandus,  seetõttu on näiteks Egiptuses  7.-8. sajandil vasesulamitest  90%  kasutuses  olnud messing.
    Plinius Vanema kirjeldatud meetodit nimetatakse tänapäeval  tsementiitimiseks (vingugaasiga taandamine),  viiteid sellele kohtab läbi Euroopa keskaja (messingi tootmistehnoloogiana on seda   kasutatud kuni 19.sajandi keskpaigani). On säilinud nii messingesemeid kui ka tsementiitimistiigleid, sulatamisprotsess on Euroopa kirjalikes allikates hästi jälgitav seoses Belgias leidunud tsingimaagiga, mille nimeks oli calamine.

    Põhja-Euroopas on  messingit  teadlikult sulamina valmistatud  1550.a m.a.j. - sulatatud vasele lisati Belgias leiduvat tsingimaaki nimetusega  calamine (Saksam., Rammelsberg).   Juba 1557.a. on ainuüksi Aachenis toodetud kalamiin-messingit 15 tonni.  Pronksi sulatamise mahud olid kindlasti palju suuremad, aga arvestades sellega, et valdav osa pronksist valati korduvalt ümber suurtükkideks, võis messingi osakaal ülejäänud toodete osas olla vägagi  suur (lühtrid, kirikuriistad, anumad jms.). 

    Kui  1738.a. patenteeriti Inglismaal esimene tööstuslik metalse tsingi "destilleerimise"  tehnoloogia, hakkas levima vase legeerimine metalse tsingiga - nn legeer-messing -  mis tõrjus 19. sajandi keskpaigaks kalamiin-messingi lõplikult välja. (Protsessi saab jälgida ka messingi tsingisisalduse suurenemise järgi, sest kalamiin-messing sisaldas tsinki maksimaalselt 28-30%.) Legeer-messingist  kujunes sobiv materjal  "kodanlike iluasjade" suurtootmiseks.


Messingid tänapäeval (ingl. brasses)
Tuntumaid messingi sorte TTÜ õpiku ja Saksa Vaseinstituudi infobrošüüri järgi.

TTÜ õpik -  MATERJALITEHNIKA I - 5.2.2. Vask ja vase sulamid.

Saksa Vaseinstituudi veebileht - URL=https://kupfer.de/kupferwerkstoffe/kupfer-legierungen/kupfer-zink-legierungen-messing/

Tombakud (gliding metals):

hülsimessing  (catridge brass) - tsinki 30% (kasutatakse padruni- ja mürsukestade valmistamiseks)

muntsmetall (Muntz metal)  sisaldab tsinki/vaske vahekorras 40/60, on tootmises erinevate väikelisanditega.

hea lõiketöödeldavusega messing (free cutting brass) on plii-messing, mis sisaldab tsinki 40% + 1...2%Pb

laevamessing (naval brass) sisaldab peale 40% tsingi veel 1% tina, mis tõstab korrosioonikindlust

Kuna tsingi lahustuvuspiir vases on 39%, siis üle selle tekivad tahkumisel mitmefaasilised tahked lahused, mis on kõvemad ja hapramad. Sulameid Zn sisaldusega kuni 50% kasutatakse kuumsurvetootmiseks ja valamiseks.


MÄRKUSI(JM):
- tombak kui eriti kuldse messingi nimetus (tsinki 10-20%) on  Briti koloniaal-päritoluga sõna (tuleneb malaikeelsest sõnast  tambaga).
- Valamiseelsel temperatuuril (+900ºC) algab tsingi väljapõlemine, nn. "tsingisuits", mis koosneb tsinkoksüüdi aurust õhus. Põhjustab kõrgetemperatuurilist nn. metallipalavikku (tõve kirjeldus esineb juba vanades ürikutes).


Messingi tahke lahuse olekudiagrammil on näha ümberkristalliseerumine tahkes metallis 

  • Kuni  tsingisisalduseni 35% on sulamid ühtlase sutruktuuriga, on hästi        vormitavad, treimisel annavad pika laastu).
  • Maksimaalne konstruktsiooniline tugevus on messingil  tsingisisaldusega 45%   (tahkub kahefaasilise sulamina α+ β), on hästi valatav, kuid halvasti vormitav,  treimisel annab murtud  laastu.
  • 45% suurema tsingisisalduse juures langeb konstruktsiooniline tugevus järsult.



Tinapronksid   (ingl. tin bronzes) 
TTÜ õpik MATERJALITEHNIKA I - 5.2.2. Vask ja vase sulamid.
Saksa Vaseinstituudi veebileht - URL=https://kupfer.de/kupferwerkstoffe/kupfer-legierungen/kupfer-zinn-legierungen-bronze/

Ajalooline "pronks",  mille järgi on nime saanud pronksiaeg,  on tina ja vase teadliku kokkusulatamise tulemus (maakides neid metalle koos ei esine). Esimene valand pärineb ajast u 2500 eKr. Esimene valatud kujutis (printsi pea) on valatud Väike-Aasias  u 2000 eKr.  Pronks, mille tina sisaldus on kuni 8,5%, on survetöödeldav (sepistatav, valtsitav, pressitav,  venitatav), seetõttu on pronksi on eelistatud ka pehmele rauale. Valamiseks on kasutatakse pronksi tina sisaldusega 9-13%. Lisaks on tinapronksi tina sisaldusega kuni 20 - 50 on kasutatud ajaloos peeglipronksina. Peale 500 eKr. saavutas Kreekas õitsengu varasem skulptuurivalu. 300 eKr. monteeriti pronksdetailidest 30 m kõrgune Rhodose Koloss (Päikesejumala figuur, mis  hävis maavärinas). Esimesed tinapronksist kellad valati u. 600.a., esimesed pronksist suurtükid ajavahemikus 1345-1370. Renessansiajal tegi pronksivalu läbi uue õitsengu.
MÄRKUS (JM) - reaalne suurtükipronks on sisaldanud lisanditena veel ka tsinki ja pliid, mille otstarve/päritolu pole alati teada.

Tänapäevane pronks. Vask lahustab max 15,2% tina - ja seda 520 kraadi C juures. Tahke lahuse jahtumisel väljub tina segakristallidest, moodustades vase-tina keemilisi ühendeid (metalliide), mis on äärmiselt kõvad. Kokillvalu kiire jahtumise korral jääb segakristallidesse vaid 5% tina, ülejäänu väljub, moodustades eutektoide. Muldvalu aeglase jahtumis korral jääb segakristallidesse veel  7% tina, eutektoide on vähem ning sulam pole nii kõva. Pikema hõõgutamise korral võib tina levida tagasi, muutes valandid pehmemaks ja lehtmaterjali survetöödeldavaks. 
Tinast mitu korda suuremas koguses (26%) pliid sisaldavat pliipronksi kasutatakse laagrimaterjalina. Kuna plii ei lahustu tahkes olekus vases, sisaldub plii sulamis väikeste osakestena. Vase-tina segakristallid moodustavad sulamis maatriksi, mille sees kannavad metalliidid koormust.

Tinapronksi tahke lahuse olekudiagrammil on näha metalliidsed  muutused tahkes metallis
  • pronksid, mis sisaldavad 4-5% tina, on tahked lahused ning koosnevad  vase-tina  segakristallidest;
  • suurema tinasisalduse korral väljub segakristallidest eutektoid - esineb maha       jahtudes keemilise ühendina  Cu3Sn , mis tekitab pronksis pinget;
  • kellapronks sisaldab tina 20% - heliseb tänu pingele, kuid on juba väga rabe        (kellad purunevad löömisel, eriti talvisel ajal)
  • konstruktsioonimaterjalina  kasutatakse ainult pronksi, mis sisaldab tina 10-12%

Vaseniklisulamid   - ingl. cupronickels, sks. kupfer-nickel- legierungen. Meil levinud  ajalooline nimetus "melhior" esineb veel vaid nimetuses "mündimelhior" (ingl. coin cupronickel)

[1]  TTÜ õpik MATERJALITEHNIKA I - 5.2.2. Vask ja vase sulamid.
[2]  Saksa Vaseinstituudi veebileht - URL=https://kupfer.de/kupferwerkstoffe/kupfer-legierungen/kupfer-nickel-legierungen/

Vt. ka:  sulamid (JM)

Metalset niklit eraldas esmakordselt  A.F. Cronstedt 1751. Ometi olid vasenikli sulamitest mündid tuntud juba mitu tuhat aastat tagasi. Saadi need mündid ilmselt maakide töötlemisel, teadmata nende koostist. Vanim selline münt pärineb aastast 235 eKr.. Münt sisaldab niklit u. sama palju kui tänapäevase 2 EUR mündi välisrõngas (u. 25%).

Valge metallina toonib nikkel vaske tunduvalt rohkem kui tsink või tina. Alates 15% Ni-sisaldusest on sulam täiesti valge, 40% puhul pole poleeritud pind enam hõbedast eristatav. 25% mündimelhior püsib kogu kasutusaja vältel hele. Inglismaal 20. saj. algul kasutusele võetud  mündisulam cupronickel sisaldas niklit 20%.

Samuti nagu nikkel, on ka 25% mündimelhior tugevalt ferromagneetiline. Magneetilisus suureneb Ni-sisalduse suurenedes. Mündi osade erineval magneetilisusel põhineb nende eristamine mündiautomaatides. [2]

Nikkel on piiramatult lahustuv vases, moodustades tahkeid lahuseid. Seetõttu on  nikkelpronksi olekudiagrammid peaaegu lineaarsed. Sulamid on tugevad ja plastsed.



Alpaka e. uushõbe  -  sks neusilber, nõuk. нейзильбер, НМЦ, ingl. german silver, nickelsilver, Rootsis on kasutusel nimetued nysilver ja kopparmässing.  Alpacca pärineb tootemärgina Austriast (Berndorfer Metallwarenfabrik)  

"Uushõbe" on rahvusvaheliselt standardiseerimata hõbevalge isulam, mis võis koosneda ka ainult vasest ja niklist (nt. Rootsis -veel 20. saj. keskel). Saksa kultuuriruumis, kust uushõbe pärineb,  mõistetakse selle all vaid kolmest komponendist koosnevat sulamit Cu-Ni-Zn.




  • kitsamas mõttes mõistetakse alpaka e. uushõbeda all vase sulamit, mis sisaldab 18% Ni ja 20% Zn.
  • esemed on ette nähtud üle hõbetada. Uushõbeda eelistamise messingile oli suuresti tingitud sellest, et läbikulunud hõbedaga kohad ei hakanud silma
  • alpacca on kaubamärgina kirjutatud -cc- , samas kui sulami nimetusena on seda mugandatud rahvuskeeltele

MÄRKUS: Peale Ilmasõda tõrjusid nikliga sulamid (uushõbe, alpaka) messingi lauanõude ja muu inventari materjalina välja. Uushõbe ei ole Zn-sisalduse tõttu (ferro)magneetiline, kuid püsimagnetiga proovides võib leida detailide hulgast ka magneetilisi. Kui tegemist on massiivsemate valatud  detailidega, siis võib olla tegemist binaarse sulamiga, kus kallis Ni on asendatud odavama rauaga. (JM)

Valatud uushõbedal (küünlajalad, kirjutuslaua garnituurid) võib olla tsink (20%) asendatud tinaga, mis alandab sulamistemperatuuri ja muudab sulami vedelamaks.[2]



Alumiiniumpronks  (aluminium bronzes ). Nordic gold.

Sulamid sarnanevad tinapronksile: 565 kraadi juures on maksimaalne lahustuvus (9,4 % Al). Jahtumisel eralduvad segakristallidest eutektoidid siiski aeglasemalt kui pronksi puhul.  Valandites on Al-sisaldus segakristallides, sõltuvalt jahtumise kiirusest, veel 8-9,4%.  Maksimaalse Al-sisaldusena leiab kasutust 14%.

4-9%  - survetöödeldavad sulamid

8-14% - lõiketöödeldavad sulamid

 


ESEMETE  VALMISTAMISE tehnika - sõnavara ja lühiselgitused.
VÄRVILISE METALLI  KÄSILÕIKETEHNIKAD 
(täpsemalt  vt. METALLITEHNOLOOGIA)
Tegevuse nimetus Tulemuse nimetus Tööriista nimetus
graveerimine graveering käsištihhel
tsiseleerimine tsiseleering štihhel
raiumine meisliga raiutud  meisel
viilimine viilitud viil
saaberdamine saaberdus saaber (kolmekandiline lõikeriist)
saagimine saetud saag
puurimine  perforatsioon puur
keermetamine keere, keermesliide keermepuur ja -lõikur

   - - - - - - - - - - -



Inkrustatsioon  


Inkrustatsioon pole valmistamistehnika, vaid lõpptulemust kirjeldav nimetus esemete kohta, mis on kaetud teisest metallist katete või süvistatud panustega (kuldamine, hõbetamine, plakeerimine,  taušeering).






VÄRVILISE METALLI VORMIMISTEHNIKAD  
(täpsemalt - vt. METALLITEHNOLOOGIA-6)  
Tegevuse nimetus Tegevuse tulemus Tööriista nimetus
kohrutamine (kummimine, tembeldamine) kohrutus punsel, kujupunsel, tempel
taondamine  taondus vasar, pakk, alasi, põleti
pinnimine venitus vasar, pinn, punsel
trugimine trugimistehnika trugimispink, -vorm, -heebel
tordeerimine e. väänamine tordeering e.
väänamistehnikas töö		 käsipöör, treipink
valtsimine valts valtspink, lamevaltsid, profiilvaltsid, mustervaltsid
painutamine (lehtmaterjal, varbmaterjal) painutustehnika tangid, rakised, pressid






 VÄRVILISE METALLI  MEHAANILISED  PUHASTUSVÕTTED  
(üldisem käsitlus  - vt. METALLITEHNOLOOGIA-7)
Tegevuse nimetus Tegevuse tulemus Tööriista nimetus
viilimine
 		viilimistehnikas viimistlus
 		viil 
saaberdamine saaberdus saaber (3-kandiline lõikeriist)
lihvimine lihv lihvpaber
poleerimine poleer, poleerketas, -vilt, -pasta





VÄRVILISE METALLI  KUUMTÖÖTLEMISE  TEHNIKAD  
(üldisem käsitlus - vt. METALLITEHNOLOOGIA-8)
Tegevuse nimetus - tulemus Töövahendid
 Selgitus
valamine - valand



tootemudel, valumudel, valuvorm;
vormimaterjalid ja vormikastid, metallisulatus- ja valamisvahendid 		Tootemudeli järgi valmistatakse valumudel, valumudeli järgi valmistatakse valuvorm,  lisaks vormitakse valukanalid, mille kaudu täidetakse vorm sulametalliga.
jootmine - jooteõmblus


põleti, joodis, räbusti (flüüs):
pehmejoodised (Sn ja Pb baasil)
kõvajoodised (Cu, Zn, Ag baasil  ) 		Jootmisel sulab ainult madalama sulamistemperatuuriga joodis, mis tahkumisel ühendab joodetavad metallid.
karastamine - karastus
põleti,  vesi
Metalli  kuumutamine ja järgnev kiire jahutamine, mille tulemusel paranevad  materjali  omadused  (struktuuri ühtlustamine, mis lisab sitkust)
hõõgutamine, klüümine (värviline metall)
 		põleti


Metall kuumutatakse peaaegu sulamiseni ja seejärel jahutatakse aeglaselt - materjal muutub pehmeks, suureneb plastsus ning kaovad sisepinged.
sulami  "vanandamine"
põleti või  ahi

Karastatud sulami  mõõdukas rekristalliseerimine







 VÄRVILISEST  METALLIST ESEMETE   MONTEERIMISVIISID  
(üldisem käsitlus - vt. METALLITEHNOLOOGIA-9)
Ühenduse nimetus Liite põhimõte                                                                      
jooteliide kahe detaili  ühendamine sulasse olekusse viidud joodise abil, mis  tardub jootepilus 
joodetud valtsliide kahe detaili  ühendamine  trugitud või valtsitud ääriku abil:   äärikdetaili sisse käib sisedetail, liitepind  joodetakse pehme joodisega 
kuiv valtsliide kahe detaili  ühendamine  trugitud või treitud  ääriku abil - äärikdetaili sisse käib sisedetail,  detailid püsivad koos oma raskusega 
keermesliide pööratav tappühendus, mis ühendab detailid  keerme abil   
neetliide
liidetavate detailide avadesse e. neediaukudesse asetatakse
kergesti deformeeritavast materjalist neet, millele taotakse vasaraga deformeerides lukustuspea
äärikliide (eesti.k. ka  "flantsliide") kahe detaili ühendamine ääriku abil, mida läbivad ühenduspoldid  või -needid
tappühendused:
sõrmtapp, kalasabatapp		 kahe detaili ühendamine nii, et ühe detaili tapp käib teise detaili tapiavasse
riivühendus kahe elemendi ühendamine liikuva tapiga, mis töötab liikumissuunale risti


                                                                                                                                                          Üldsisukorda tagasi...

VASE JA VASE SULAMITE   PUHASTAMINE, KONSERVEERIMINE, SÄILITAMINE. 
Sõnavara kohta  täpsemalt vt.   Üldosa: metallide puhastamine, konserveerimine...


VASE JA SELLE SULAMITE OKSÜDEERUMINE JA KAHJUSTUSED.

MÄRKUS:  kuigi  vase pinnale tekkiv kiht koosneb sageli vaid oksiididest (näit. kõrgemal temperatuuril toimuv oksüdeerumine), nimetatakse kogu keerulise koostisega kihti siiski oksüüdiks.



Kuivas õhus alla  +185ºC  vask õhuhapnikuga ei reageeri.  
Kuumutamisel kuni temp. +375ºC kattub vask kahevalentse oksiidiga CuO, üle selle temperatuuri kattub kahekihilise oksiidikihiga, mille alumine kiht on taandunud ühevalentseks oksiidiks Cu2O.

Niiskes õhus  (RH üle 35%) reageerib juba  toatemperatuuril  vees lahustunud õhuhapnikuga (+UV-kiirgus) -
- puhastatud vasele tekib paari minutiga ühevalentse vase oksiid  Cu2O  (pinnale tekib kollakas helk).

MÄRKUS:  vase ionisatsioonipotentsiaal esimese valentselektroni suhtes (7,7 eV) on isegi madalam kui raual (7,9 eV), Raua pind jääb samades tingimustes  muutumatuks, sest raual puuduvad ühevalentsed ühendid. Teise valentselektroni suhtes on vase ionisatsioonipotentsiaal juba rauast kõrgem - 20,3 ja 16,2 eV .   Samas - toatº ja niiskes õhus - on kummagi metalli kahevalentsete oksiidide  tekkimiseks vaja kloriid-iooni juuresolekut.
Raua ionisatsioonipotentsiaal  kolmanda valentselektroni suhtes on isegi  (30,6 eV), mis tähendab, et kolmanda valentselektroni tagasivõtmisega  võib raud lahustada vaske -  vt  söövitamine )

Ühevalentse vase  (Cu+) oksüdeerumine kahevalentseks (Cu2+) toimub (toatº) tõenäoselt  kloriid-iooni vahendusel. Õhuniiskuse toimel tekib esimese kihi peale vase kahevalentne hüdroksiid, mis  annab  süsihappegaasiga reageerides aluselise karbonaadi - asuriidi või malahiidi (viimane on aluselisem):
  (I)                                              Cl -     (II)   
  Cu2O + H2O + O2 + CO2   →   Cu2CO3(OH)2     ( mineraal  malahiit -  roheline )
                                                    →   Cu3(CO3)2(OH)2  ( mineraal  asuriit    -  sinine)        

Vase patineerumine:  - kuna vase pinnale tekkiv oksüüdikiht on tihe ning passiveerib pinda, siis nimetatakse taolist kaitsekihti paatinaks  -  pinnale tekib esmalt punakas Cu2O  kiht (min. kupriit), selle kristallid muutuvad aja jooksul peenemaks - värvus tõmbub helepruuniks,  seejärel tumepruuniks, kuni muutub peaaegu mustaks (peitkristalne kupriit).
Seejärel hakkab esimesele kihile laiguti peale tekkima kahevalentset oksüüdi, milles sisalduvad  happelised ühendid on rohkem sinakat, leeliselised ühendid rohekat tooni. 
    Vase leelisene karbonaat tekib pinnases sageli  tiheda kihina, mis on lapiga hõõrumisel isegi  poleeritav.   Sellist paatinat nimetatakse tihti  "väärispaatinaks", kuna koosnebki peamiselt malahiidist ( malahiitpaatinaga vahatatud sõrmus on väga sarnane  nefriitsõrmusega).

Korrodeeriv e. "paha oksüüd" -  lisaks kaitsvale  paatinale  eristatakse korrodeerivat e. "halba oksüüdi",
mis ei moodusta tihedat kihti, vaid esineb pinnal kohevate laikudena (kloriidne oksüüd võib olla hügroskoopsuse tõttu ka niiske). Lisaks kloriidsele oksüüdile esineb vasel  veel nitraatset ja sulfaatset oksüüdi  ning nende segusid (vastavalt õhus sisalduvatele saasteainetele).


Eriti keerulise koostisega oksüüdid/paatinad on linnaõhus paiknevatel pronksskulptuuridel, mille oksüüdile lisandub veel suitsukondensaati.


MÄRKUS:  kuna kunstlikul patineerimisel on raske saada loomulikule paatinale sarnast välimust, on  kunstiesemete patineerimisel levinud väävliühenditega tekitatud paatina (patineeritakse nn. väävlimaksaga). Selline väävlipaatina on esteetiline, ei mõju korrodeerivalt ning on hästi poleeritav. Kahjuks on see püsiv vaid siseruumides, välisoludes vajab kaitsekatteid ega kujune niisama esteetiliselt ümber loomulikuks paatinaks.

Faasiline korrosioon on nähtus, mille käigus korrodeerub sulami pinnast välja  kergemini lahustuv komponent:

- messingist eseme pinnakihist korrodeerub välja tsink, mistõttu peale oksiidikihi  mahalahustamist on ese           punase vase tooni (e. üksiku korrosioonipleki alt paljastub punane laik)

- tinapronksist eseme pinnakihist korrodeerub välja vask, mistõttu peale oksüüdi eemaldamist on ese kohati hõbehalli tooni (pinnakihis on tina vase suhtes ülekaalus)

Katoodkaitse esineb metallipaarides  pronks - hõbe  ja  pronks- tina.  Elektrolüüdi juuresolekul pinnases ei tarvitse  hõbe ja tina pronksiga kokkupuutes oksüdeeruda - vt. hõbeda määramine hõbekromaadi järgi.   

                                                                                                                                                          Üldsisukorda tagasi...
VASE JA SELLE  SULAMITE PUHASTAMINE.


EELPUHASTUS - paatina säilitamisega.

Kuna vase ja selle sulamite pinnal võib olla kaitsev paatinakiht, siis peaks  oksüüdikihi eemaldamisele alati eelnema:
kuivpuhastus (tolmuimeja, kuiv hari, pintsel),
 
märgpuhastus (veega, kasutades kõva kapronharja, lisaks pindaktiivne pesuvahend  -  skulptuuride puhul on oht, et rohelised nired rikuvad näiteks lubjakivist postamendi - seepärast:  alus tuleb enne immutada märjaks, et roheline lahus ei saaks imbuda kivisse.

Teistkordne kuivpuhastus, s.o. -  peale kuivamist.

Seejuures tuleb hinnata olemasoleva paatina kvaliteeti, poleerides seda  katseks messingharjaga,

Pealmist kohevat kihti  võib tähelepanelikult lihvida abrasiivkangaga ("karukeel").

Harjaga poleerimine. Kuna paatinas olevad mineraalid ületavad kõvaduselt messingit, siis võib messinghari kanda paatinale peale väga õhukese messingikihi. Skulptuuride puhul, eriti välisõhus, pole see oluline, kuid muuseumi sisetingimustes tasuks seda vältida. 
Messingharja asemel võib kasutada alpakatraadist harja. Kuna see niklisulam on messingist kõvem, siis tuleks harja jälge suurenduse all jälgida. Oluline on ka harjamise tehnika!  Traathari on  otsalõikes kõvem, kuna traadi tõmbamisel orienteeruvad kristallid piki traati. Eriti masinharjaga töötamisel annab otsakestega "ettevaatlik" töötamine tulemuseks hoopis mateeritud pinna (nn siidiläige), Käsiharjaga ühtpidi pühkides saab sama harjaga jällegi poleeritud pinna. Seejuures pole oluline ka messingi ja alpaka erinev kõvadus.



ARHEOLOOGILISED  PRONKSLEIUD -  rohekatooniliselt leiult  pestakse veega maha pinnase jäägid, kuivatamiseks kasutatakse ka piiritust (kuivatab kiirelt ega jäta kuivamisel soolaplekke).
Väärispaatina olemasolu on sageli näha juba kaevamisplatsil.
Soolade eemaldamiseks ilma paatina eemaldamiseta kasutatakse keetmist destilleeritud vees. Kloriidide olamasolu kontrollitakse hõbenitraadi 2% lahusega.
Pinnase ja lubisoolade eemaldamiseks (Ca- ja Mg-soolad) kasutatakse külma 5% heksametafosfaadi lahust, mis võib küll muuta paatina tooni, kuid jätab paatina alles.

Kullatud ja kullaga inkrusteeritud  pronksesemetel on võimalik korrodeerivat oksüüdi puhastada Na-sekvikarbonaadi 5% lahusega:

NaHCO3  .................. 25 g
Na2 CO3 ..................  25 g  (kogus arvestatud veevaba sooda järgi)
Dest. vett .................900 g                                                          
-----------------------------------------------------------------------------------
Toimub lahustuva  kloriidi (CuCl2 ) asendumine lahustumatu Cu-karbonaadiga:
osaliselt säilinud kullatisega pronksesemed asetatakse 2-3-liitrise klaasnõu põhjale,
mis täidetakse lahusega ning  jälgitakse lahuse värvumist. Kui  lahus  on muutunud
roheliseks,  asendatakse see uuega. Nii toimides võib protseduur kesta pool aastat.
Kui valida läbipaistvate tasapinnaliste külgedega küvett, mis on varustatud
plastkaanega, siis on esemed kogu töötlemise ajal vaadeldavad ja kirjeldatavad,
vajaduse korral võib neid ka välja võtta, loputada ning teostada uuriguid.
(Pikk töötlemisaeg on enamasti vastavuses taoliste esemete väärtusega.)


KULTUURILOOLISE FONDI esemete ja pronks-skulptuuride  puhul tuleb paatinalt maha puhastada   vees lahustumatuid plekke (juhuslikud värvipritsmed, etiketijäljed, graffity  jms.) - selleks kasutatakse orgaanilisi lahusteid (kuum aur enamasti ei aita, sest väga hea soojusjuhtivusega metall juhib soojuse laiali).
    Eelistada tuleks orgaanilistest lahustitest valmistatud vesiemulsioone, kuna nende abil ei pesta vedeldatud värvi laiali, vaid  segus olev vesi blokeerib selle.
    Veevabade  lahustite kasutamisel tuleks kasutada koordumismeetodit:  pehmendada kihti kompressi abil, seejärel lasta pealt kuivada, kuni värvikiht tõmbub pealt kortsu ning  allpool olev pehmem kiht hakkab pinnalt irduma (vt. laki uuendamine).

Vana ebarahuldav kaitsekiht eemaldatakse samal  meetodil  (näit. ebasobiv koltunud mööblilakk).




LOOMULIKU PAATINA HOOLDAMINE  piirdub  kuivpuhastusega  ning toimub  vastavalt  "teistkordse kuivpuhastuse" kogemustele. See on kõige jätkusuutlikum ja konservatiivsem lähenemine - odavam, tööjõudu säästvam ja  ajale vastupidavam.
MÄRKUS: paatina kuivalt poleerimisel (käsitsi, pronksharjadega) eraldub palju vase oksiididest koosnevat tolmu, mille eest tuleb  kaitsta hingamisteid. See-eest on lõpptulemus kohe näha ning töö tulemuslikkus selgesti hinnatav.
Paatina hooldamine on meetod, mida on vaja  korrata:  välistingimustes - paariaastase vahega, siseruumides u.  10-aastase vahega. Paatinat hõõrutakse puhta kuiva lapiga, mis tihendab paatina pealiskihti ning annab paatinale tagasi läike (liigne läige kaob keskmise niiskusega siseruumides paari kuuga).

                                                                                                                                                          Üldsisukorda tagasi...
OKSÜÜDIKIHI EEMALDAMINE.
See on pöördumatu toiming, mis nõuab selget ettekujutust lõppviimistlusest, mida soovitakse näha.
Kõige jätkusuutlikum on valida loomulik patineerumine ning jätta oksüüdist puhastatud pind  loomulikult patineeruma -  vt. loomulik patineerumine  

HAPETES LAHUSTAMINE

Kollastest sulamitest (messing, pronks) esemeid hapetes puhastades esineb vase tagasisadestumist, mis võib kollase sulami katta punase vasekihiga.
Tagasisadestumisel võib olla mitu põhjust:
- vask sadestub raskesti eemaldatava  pulbrina  ühevalentse oksiidi  Cu2O  lahustumisel   (vt. allpool);
- heleda messingi puhul toimub pinnakihist tsingi väljalahustumist, mistõttu sulami pind muutub                   punasemaks 


Vase ja selle sulamite oksüüdide lahustamisel hapetes jääb lahustamata Cu2Cl e. vask-monokloriid, mis ei lahustu hapetes ega leelistes (lahustub ainult nuuskpiirituses, moodustades kompleksühendi). Vask-monokloriid tekib paatina alumises 1-valentses kihis asendusprotsessi tulemusel  (oksiid asendub pinnases kloriidiga) ning  kujutab endast valget pastat, mis eemaldatakse kas mehaaniliselt või kasutatakse elektrolüüsi.
 

Punasest vasest esemete puhastamiseks  sobivad  mitteoksüdeerivad mineraalhapped - 5% soolhape, külm 5% väävelhape - mis ei saa lahustada puhast metalset vaske , vaid  lahustavad ainult oksüüdi (vt. metallide elektrokeemilise aktiivsuse rida).
   Cu2CO3(OH)2  + H2SO4  →  CuSO4 +  H2O + CO2

MÄRKUSI:
-  ei sobi kombineeritud metallidest esemete puhul: vask-messing, vask-raud, vask-tina jne., sest raskemini           lahustuv metall muutub katoodiks  ning kattub kergemini lahustuva e. anoodse metalliga.

-  ühevalentse oksiidi kihist (oksüüdi alumisest kihist) lahustub mitteoksüdeerivates hapetes vaid pool, teine     pool taandub vasepulbriks, mis on hiljem raskesti eemaldatav (puhtast vasest eseme puhul pole see siiski         probleem, kuigi pulbervase olemasolu pinnal võib mõjutada hiliemat oksüdeerumist)
    (I)                                  (II)
    Cu2O + H2SO4  →  CuSO4 + Cu↓ + H2O  





OKSÜÜDIKIHI EEMALDAMINE KELAATKOMPLEKSIDENA.

On sobivaim meetod:  tervisele kõige ohutum, vase tagasisadestumine on välditav, lahustab ka pinnasest pärinevaid Ca ja Mg ühendeid, samuti krohvi- ja ehitusmördi pritsmeid.


EDTA (etüleen-diamiin-tetraäädikhappe erinevad tuletised - näiteks Triloon B, mis on dinaatriumsool)
lahuste puhul kasutatakse maksimaalse kontsentratsiooniga lahuseid (lahustuvus on 5-6%%), temperatuuri tõstmisel nii preparaadi lahustuvus kui ka lahustamise kiirus tõusevad.

Vase tagasisadenemise blokeerimiseks  hoitakse pH 10 (NH4OH abil, kontrollimiseks teostatakse mõõtmisi või kasutatakse puhverlahust:


Puhverlahus pH 10 __________________


NH4 -atsetaat ................................ 77 g
25% NH4OH ............................... 350 ml
----------------------------------------------------
NH4 -atsetaat lahustatakse u. 200 ml vees,
lisatakse nuuskpiiritus,
lisatakse ülejäänud vesi ......... kuni 1000 ml






ROHELISE OKSÜÜDIKIHI  EEMALDAMINE ALUSKIHI  ( Cu2O) SÄILITAMISEGA.



NaOH ........................................ 60 g/l
SeignetteŽi sool ..........................180 g/l
(viinhappe K-Na-kaksiksool)
Dest. vett kuni ......................... 1000 ml
----------------------------------------
Eemaldab ainult  paatina pealmise, sinakasrohelise kihi.







OKSÜÜDIKIHI  ELEKTROLÜÜTILINE EEMALDAMINE
 e. oksüüdikihi taandamine välise vooluallika abil (alalisvoolu alaldi, alalisvoolu generaator)


Esemete elektrolüütilisel töötlemisel tasub meeles pidada:


Puhastatav ese paigutatakse plastmassist vanni, milles on elektrolüüt. Ese ühendatakse aladi negatiivse klemmiga (ese on katoodiks),  alaldi positiivne klemm ühendatakse roostevabast terasest plaatidega (plaadid on anoodiks).

Elektrolüüt:  NaOH e. kaustilise sooda lahus  (5-10%) või  pesusooda e. kaltsineeritud sooda  lahus (Na2CO3 ). Kontsentratsioon  ca  5% (võib muuta vastavalt kujunevale voolutugevusele - kui pole reguleeritava pingega alaldit)
Alaldi:  parim oleks aladi, millel on sujuv pinge reguleerimise võimalus 0 - 36 V  (voolu tugevus kuni 16 A).  Kuid sobivad ka akulaadijad (laadimispinge ca 12 V)  ning keevitusalaldid (elektroodi süttimispingega 9-21 V, voolu tugevusega kuni 100 A)
Anoodidena kasutatakse harilikult roostevabast terasest plaate, mille pind olgu soovitavalt sama suur kui on eseme ligikaudne pind.  (Anoode võiks olla kaks, kummalgi pool vanni küljel, ese nende vahel - kui on karta eseme ja anoodi vahelist lühist, tuleks riputada vahele PVC-plaadi tükke.)

Voolutihedus võiks olla maksimaalne, mida võimaldab alaldi, sest  madalad voolutihedused  (näit. 1A/dm2) on kasutusel galvaanilisel katmisel teiste metallidega ning  tõenäosus katoodiks oleva eseme katmiseks mõne vanni sattunud metalliga (näiteks Zn või Pb-ga) on suurem väikeste voolutiheduste puhul.
Katoodijuhe kinnitatakse eseme külge nii, et tekiks kontakt  oksüdeerunud  eseme metalse tuumaga.  
Vesinikumullid tekivad metalli ja oksüüdikihi vahel ning lükkavad selle osüüdi taandamise käigus maha.
Umbes pooletunniste taandamisperioodide järel võetakse ese välja, loputatakse ning harjatakse taandatud metall maha (mitteoksüdeerivad happelahused ei mõju).

 




TAMPOONELEKTROLÜÜS e. oksüüdikihi taandamine lahustumatu käsianoodi abil.

Reguleeritava pingega alaldi (0 - 36 V)  positiivse klemmi  ühendatakse painduva isoleeritud kiudkaabli abil  grafiidist  käsianoodiga  (grafiitmaterjalid jagunevad kuumakindlaks tiigelgrafiidiks, prožektorigrafiidiks, libedaks mootorigrafiidiks, joonistusgrafiidiks ja elektrolüütiliseks grafiidiks - elektrolüüdi sees sobib vaid viimane, teised lagunevad kiirelt. Kvaliteetse elektrolüüsiks sobiva grafiidi tihedus on alates  1.90.).  
Grafiidi otsa ümber mähitakse sünteetilisest kangast tampoon, mis ei võimalda lühist grafiidi ja eseme vahel.

Eletrolüüdiks  sobib  NaOH e. kaustilise sooda lahus  (10-15%)

Katoodjuhe kinnitatakse eseme külge,  anoodi kastetakse perioodiliselt elektrolüüdi sisse. Töö käigus grafiit kuumeneb, elektrolüüt läheb keema ning tekib auru, vajalik on ventilatsioon. Keeva  kange leelisega tampoon "keedab" vesinikumullidega üles kõik, mis pinnalt eraldub ning on ideaalne vahend pinna puhastamiseks näiteks enne galvaanilist katmist (eemaldab ka enamike jooteräbustite jäägid!)
MÄRKUS: kuum kange leelis patineerib vaske ning vase sulameid!





VASE JA SELLE SULAMITE SÖÖVITAMINE.

Vase ja selle sulamite söövitamiseks kasutatakse  oksüdeerivaid happeid või oksüdeerija lisandiga happeid. (kuna vask paikneb metallide elektrokeemilise aktiivsus reas vesinikust paremal pool, siis ta vesinikku hapetest välja ei tõrju -
 -s.t., et  ei lahustu), erandina kasutatakse ka vase söövitamist oksüdeeriva soolaga (oksüdeerib mitte anioon vaid katioon!).

Raud(III)kloriidiga söövitamine.
Raud(III)kloriidi  puhul oksüdeerib kolmevalentse raua ioon Fe3+, millel on  kolmanda valentselektroni  suhtes  kõrge  ionisatsioonipotentsiaal (30,6 eV)
(III)                                     (II)
FeCl3 + Cu → CuCl2 + FeCl2

Söövitamise käigus lisanduv sade koosneb peamiselt kahevalentsest raudhüdroksiidist, mis tekib kahevalentse raudkloriidi hüdrolüüsumisel.
         H∙OH
FeCl2  ↔  Fe (OH)2 ↓ +  2HCl  


Raud(III)kloriidi  lahuse algtiheduseks võetakse 1,26-1,38  ( 28-37% -  keskm. 33%)
------------------------------------------------------------------------------------------------------



GRAAFIKAS on raudkloriidiga söövitamisele antud kõrge hinnang (ofordisöövitus):
    -  lahus toimib väga ühtlaselt:
       raudkloriid moodustab hüdrolüüsumise kaudu oma hüdroksiidiga puhversüsteemi, mis hoiab happesust            samal    tasemel.
                H∙OH
       FeCl3  ↔  Fe (OH)3 ↓ +  3HCl  
    -  lahus söövitab pinnaga risti  (pole karta ka peente joonte kokkusöövitamist):

    - söövitamisel ei eraldu  söövitusgaase, mis tekitaksid õhus soolhappe aerosooli

    - esemeid võib võtta lahusest palja käega.


     
   

Söövitamine happe ja oksüdeerijaga - kahes järgus (kasutatakse juhul, kui kollasest sulamist esemele on sadestunud punane vasekiht):
1) esmalt vasekiht oksüdeeritakse:

-  ühtlaselt sadestunud vase eemaldamiseks sobib  Cu-nitraadi  5% lahus (külmalt toimib aeglaselt, kuid                ühtlaselt,  väikese eseme võib kasta kuuma lahuse sisse)
- osaliselt sadestunud vase või vaselaikude korral sobib  kiiroksüdeerimise lahus:

K-permanganaat ................ 20 g
Väävelhape ......................    7 g   (35% akuhapet 20 ml)
Dest. vett ............... kuni 1000 ml
------------------------------------------------------------------
Võib peale kanda ka sünteetilisest materjalist pintsliga


Kiirpatineerimine Cu- ja Ag-nitraadiga:
Cu - nitraati ...... 10g
Ag-nitraati ........  1g
Dest. vett  kuni 100 ml
-------------------------------------------------------------------
Pintsliga katmiseks 


2) seejärel  lahustatakse oksüüdikiht 5% väävelhappe lahuses

Vajadusel oksüdeerimist-lahustamist  korratakse.



Söövitamine happega, millele on lisatud oksüdeerijat  - nn. "külm peits" e. kromaatpeits:

K-dikromaat .................. 50g
Väävelhape .................... 10g
Dest. vett ............ kuni 1000g
--------------------------------------
- kasutatakse passiveeriva viimistlusena - annab kromaatpassiveeringuga pinna
- söövitab pinna matiks, kuid  messingharja e. kratsharjaga harjamisel tekib pehme siidiläige,  
- negatiivne on see, et  kuldne messing  omandab kahvatukollase tooni (tooni korrigeerimiseks võib hoida            äiendavalt K-dikromaadi 5% lahuses - seekord ilma happe lisandita)



Söövitamine oksüdeeriva happeseguga:  nn. "kollane läikpeits":
- on väga tootlik söövitussegu,
- annab läikiva pinna,
- hele messing omandab kuldseks oksüdeeritud  pinna,
- pind on passiveeritud.
Raskendavad asjaolud:
- nõuab eriventilatsiooni (tekib palju pruuni mürgist suitsu),
- töötajad vajavad head väljaõpet:  töö nõuab kiirust -  söövitus kestab paar sekundit, ese tuleb ühtpidi segusse   kasta ning teistpidi välja võtta, tuleb kiirelt läbida loputusvannide rida (lihtsalt vesi) ning kiirelt kuivatada           
- plii lisand sulamites ei võimalda kollast läikpeitsi kasutada (plii tekitab peale halli kihi)

Eelpeits:  
Lämmastikhape erikaaluga 1,4  ................. 1liiter
Konts. väävelhape ................................... 1liiter
Keedusoola ............................................ 10 g

Läikpeits:
Lämmastikhape erikaaluga 1,4  ................. 1liiter   (tõstab vase lahustuvust)
Konts. väävelhape ................................... 1liiter   (tõstab vase ja tsingi lahustuvust)
Keedusoola ........ 20 g või soolhapet ........20 ml    (tõstasb tsingi lahustuvust)
Läiketahma .............................................10 g
------------------------------------------------------------
Läikpeitsi koostist reguleeritakse vastavalt sulami koostisele vt. - ↑

Sobib masstööks või suurte seeriate söövitamiseks.
Kollase läikpeitsiga on viimistletud u. 100 aasta vältel tööstuses kõik kuldsed, kuid  mittekullatud messingtooted! 


Mattsöövituse segu:

K-dikromaat ..................   200g
Väävelhape (konts.)........   800g
Vett ............................... 1 liiter
-----------------------------------------
18-25ºC juures tekib mattpind
50-60ºC juures - läikpind





VASE JA SELLE SULAMITE OKSÜDEERIMINE.


Loomulik patineerumine on sellise oksüüdikihi tekkimine, mis saavutab antud keskkonnaga tasakaalu -  lõpetab edaspidise oksüdeerumise või  pidurdab seda,  kaitseb ka kriimude eest.  (Pinda katvad mineraalid  ületavad kõvaduselt puhast metalli ning kriimud "kasvavad kinni"). Loomulik paatina on  väärtuslik eelkõige konserveerivas mõttes ("väärispaatina").


Kunstliku patineerimise eesmärgiks on tekitada  esteetiliselt sobiv oksüüdikiht, mille konserveeriv väärtus sõltub patineerija dekoratiivsetest eelistustest (toon, läige)  ja valikutest (kas eset eksponeeritakse  siseruumis või  välisõhus).  Konserveerivat väärtust ei tarvitse kunstlikul paatinal olla, see sõltub kunstniku fantaasiast (tellitakse ka rõhutatult räpakat ja korrodeeritud tulemust).

Patineeritavus on kõige halvem puhtal vasel (tumedat oksiidset paatinat on kõige raskem saavutada), järgneb pronks ning kõige kergemini on patineeritav messing (plii lisand mõjub patineerumisele eriti soodsalt)


Konserveerivad ja esteetilised  omadused ühtivad  juhul, kui  kunstlik patineerimine annab tiheda, hästi konserveeriva kihi ning see on valitud  mikrokliimas püsiv.  Selle pealispind  ei tarvitse olla ei tihe ega läikiv, paatina õhemaks lihvimine  või  pealispinna tihendamine täidab eelkõige esteetilisi eesmärke.
    Kui kunstlikult  väävliühenditega  (nt. väävlimaksaga, antimonsulfiidiga jms.)  patineeritud skulptuur viiakse välioludesse, siis tuleb seda jätkuvalt kaitsta vahatamise abil.  Vahatamata jätmisel kujuneb sulfiidne paatina ümber loomulikuks paatinaks, mis on oksiidne - tekib üleminekuaeg, mil skulptuur on aastaid lapilise välimusega.  
    Kui kunstlik paatina on  oksiidne, sobib skulptuur nii sise- kui ka välioludesse, kujunedes ümber loomulikuks paatinaks.

Provisoorne patineerimine e.  passiveeriv oksüdeerimine  on  kunstlik, õhuke patineerimine, millega vähendatakse puhta metallipinna tundlikkust juhusliku määrdumise suhtes (sõrmejäljed, niiske tolmulapp) -  
et  ese saaks edaspidi loomulikult patineeruda ja võimalikult ühtlaselt (näiteks oksüdeerimine Cu-nitraadi abil). Sama eesmärki täidab ka kromaatpassiveering, mida on kasutatud kirikulühtrite puhul (lakkimata lühtreid on passiveeritud K-dikromaadiga).
 




KUI OKSÜÜDID ON EEMALDATUD PUHTA METALLINI, siis võiks kasutada järgmisi valikuid:


1. Ese provisoorselt patineerida -  et lasta järgnevalt tekkida loomulikul paatinal, selleks tekitada puhtale metallipinnale  1-valentne oksiidne  aluskiht, millel hakkaks arenema uus loomulik paatina.


Heledat,  "toorest värvi"  messingit kuumutatakse, kuni see  omandab  kuldse tooni
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Kuumutada ühtlaselt, jälgides muutevärvust



Puhta metallini puhastatud arheoloogilisi pronksleide keedetakse destilleeritud vees, kuni pind tumeneb
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



 Patineerimine Cu-nitraadi 5% lahusega
-----------------------------------------------
Külm lahus kantakse peale eelnevalt märjaks kastetud pinnale (pind peab ühtlaselt märguma!).
Eset võib kasta lahusesse,  aga kuna külm lahus toimib aeglaselt, võib ka pintseldada või katta maalrirulliga. Reaktsiooni aeglustamiseks võib lahust ka tunduvalt lahjendada.

-  Vask-nitraadist veel  LISA:  sama lahus kuumalt oksüdeerib messingi u. 10 sekundiga helepruuniks (kiht       on tugev, seda võib kuivamise järel poleerida messingist kratsharjaga).

-  Väikeste defektide kiirpatineerimine Cu-nitraadiga:
                             Cu - nitraati ...... 10g
                             Ag-nitraati ........  1g
                             Dest. vett  kuni 100 ml
                             -------------------------
                             sissekastmisel või pintsliga katmisel jääb kõigile sulamitele hallikas-pruun toon ) 



2. Aeglustatud  loomulik patineerumine  -  selleks  võib  kasutada  passiveerivat söövitamist (kollane läikpeits, kromaatpeits) või  passiveerimislahust:  

5% K-bikromaadi lahus
------------------------------
Ese asetada lahusesse päevaks, kuni tekib sobiv kuldne toon (veelgi pikemal hoidmisel tuleb lahust perioodiliselt segada).

Kromaatpassiveeringuga esemed võtavad keskmise niiskusega siseruumis paari aastaga tumekuldse tooni,
10 aastaga patineeruvad pruunikaskuldseks.



3. Loomulikule lähedane patineerimine  - tumedal oksiidsel aluskihil rohekas
    malahiidi-asuriidi kiht (malahiitne paatina)
 
-  oksiidse 1-valentse aluskiht  teha vastavalt p.1.

-  sellele saab kanda 2-valentse pealiskihi, mille koostis läheneb nn. väärispaatinale:


CuSO4 ∙ 5H2O ......................... 250 g/l

Fe2(SO4)3 ∙ 9H2O .....................  15 g/l

NaOH ......................................  6O g/l
-------------------------------------------------



- valmistatakse kõik kolm lahust.
- NaOH lahus tilgutatatakse  u. veerand tunni jooksul vasevitrioli lahusesse - sadeneb vaskhüdroksiid                   Cu(OH)2↓;                           
- valatakse juurde raud(III)sulfaadi lahus - tekib kollane  raud(III)hüdroksiidi sade Fe (OH)3↓, mis toonib sinise    vaskhüdroksiidi sademe rohekaks;
- sadet pestakse 3-4 korda  10-kordse vee kogusega (vrd. põhjavajunud sademe mahuga).


Pealekandmiseks segatakse veega, et  saada  sobiv konsistents. Kleepuvuse andmiseks ja sideaineks lisatakse suhkrut 30g/l .  Kantakse peale maalritööde vahenditega või tupitakse käsnaga. Välisõhus skulptuuriede patineerimisel hoida paar nädalat vihma ja liigse kuivuse eest, seejärel on lisatud paatina väliskiht liitunud alumise kihiga. Õhus sisalduva süsihappegaasi mõjul kujuneb osaliselt ümber karbonaatseks.
MÄRKUS:  saadav paatina ei sisalda korrodeerivaid aineid.



   
4. Taastada algne või ajalooline  kunstlik paatina


AJALOOLINE  SULFIIDNE  PAATINA.
Siseruumides asuvaid kunstiesemeid  on alates klassitsismist juba paarsada aastat  patineeritud  nn. "väävlimaksaga". See annab väga dekoratiivse paatina,  erinevaid tooni variante helepruunist mustani, mis on kõik kergesti poleeritavad (kaitseks niiskuse vastu ja tumedama kihi saamiseks asutatakse ka vahatamist).

Välistingimuste on vahatamine vältimatu, kui seda ei tehta regulaarselt, hakkab väävlipaatina ümber kujunema loomulikuks paatinaks, mis toimub lappidena, kuni nõuab kogu skulptuuri puhastamist puhta metallini.

K-karbonaati (potas) ...................... 2-3 osa
väävlit ..............................................1 osa
(sobivad aianduses suitsutamiseks kasutatavad graanulid)
------------------------------------------------------
komponendid asetatakse portselantiiglisse (koguseid võetakse noaotsaga)
ning sulatatakse elektripliidil paar korda segades  kokku (ca +250ºC).
Tekib pruun mass, mis lahustatakse ja uhutakse tiiglist välja kuuma veega.
Kuna komponendid on odavad ning koguseid saab mõõta vastavalt vajadusele
-  varusid pole vaja soetada.
    Lahuse kontsentratsioon võetakse vastavalt sellele, millist tooni soovitakse.
Kui  komponente on paar noaotsatäit, siis võib selle koguse lahustada kuuma-
veeboilerist võetud kuuma veega ning alustada katsetusi. Külmad ja kangeMAd
lahused annavad jällegi teistsuguseid tulemusi.



BARBEDIENNEŽ  PAATINA.
(Ferdinand Barbedienne,  1810-1892  - pr. metallitööline ja tööstur)

CuSO4 ∙ 5H2O ......................... 60 g
KMnO4  .................................. 7,4 g
Vesi ............................... kuni 1000 ml
-------------------------------------------------
Ese kastetakse kuuma lahusesse või valatakse
kuumutatud esemele. Annab vasel ja kõigil
sulamitel heledama pruuni tooni , värskel kujul on
toon veidi punakas.  Paatina on poleeritav ilma
vahatamiseta.






VASE JA SELLE SULAMITE ELEKTROLÜÜTILINE PATINEERIMINE

Kui eesmärgiks on loomuliku paatina imiteerimine, sobib elektrolüüt

NaHCO3 e. söögisooda 4%  lahus
----------------------------------------  
Ese on anoodiks, katood on suvaline (nt. raudplekk), voolutihedus kuni 16A/dm2,
Tekib sinakasroheline paatina, mis sarnaneb koostiselt malahiidile, vahatamisel
meenutab pronksi "väärispaatinat" 


 


VASE JA SELLE SULAMITE KAITSEKATTED.

LAKKIMINE.
Kuna poleeritud vask ja messing - kõige tavalisemad materjalid - oksüdeeruvad kiirelt,  on kasutatud   kvaliteetse  lakkimise mooduseid.
Ettevõttes Ars-Juveel (Hobusepea tn.) oli lakkimise seadeldis, kus ese pandi pöörlevale alusele ning tööline lakkis pulverisaatoriga, taustaks suur äratõmbeseadeldis. Peale zapoonlaki, mis on pehme läiketa nitrotsellulooslakk, kasutati ka äärmiselt vastupidavaid räniorgaanilisi lakke.

Lakkide eemaldamine rekonserveerimisel.  
- Kivistunud  kõvad lakid, mis on sageli kahekomponendilised, on poleeritud esemete juurde kuuluv vältimatu     ja oluline osa. Nende eemaldamine muutub probleemiks, kui lakikiht on kulunud ning kulunud kohtadesse         tekib oksüüd. Nende hilisem eemaldamine rekonserveerimisel vajab lakitüüpide kaupa uurimist ja  leiutamist.

- Saksamaalt Eestisse annetatud uute  kirikuriistade restaureerimisjuhendis on soovitatud  poleeritud                   messingesemetelt laki  mahavõtmisel kasutada vees  keetmist (umbes nädal).

Laki uuendamine rekonserveerimisel.
Kuna tööstuslikke kaitsekatteid nende algsel kujul ennistada pole enamasti võimalik,  võiks restaureerimisel kasutada tuntud lakke (näit. Paraloid B-72 akrüülvaigust), nende väiksemat vastupidavust kompenseerida aga paremate hoiutingimustega.

Õlide ja konserveerimismäärete eemaldamine.






VAHATAMINE.
Vahatamine on tunduvalt lihtsam kui lakkimine ning annab ka ühe pealekatmisega aurukindla kihi.

Vahad jagunevad looduslikeks ja sünteetilisteks, pehmeteks ja kõvadeks, kristalseteks ja mikrokristalseteks.

Looduslikest vahadest on tuntum mesilasvaha (erinevad sordid, sealhulgas ka pleegitatud vaha), mida võib lugeda pehmete vahade hulka. Kõige kõvem  looduslik vaha on karnauba-vaha e. palmivaha, sulamistemperatuuriga   +80-87ºC.
Sünteetilised vahad on erinevad parafiinid, millel on vastavalt molekuli suurusele erineva suurusega kristall (nähtav hangumisel) ning kõvadus.
Mikrokristalsed vahad  säilitavad läbipaistvuse ka hangumisel (sulatamise, mitte emulsiooni kuivamise järel), meenutades pealekandmisel  lakki. Erinevalt lakkidest on neid võimalik üles sulatada.

Laiatarbetoodetest on tuntumad poonimisvahad, mööblihooldusvahad ning jalatsite hooldusvahad, mida müüakse kreemitaolise  emulsioonina ning  ning annavad  lahusti aurudes pehmema kihi.
Autovahad on kõvad mikrokristalsed vahad, mida toodetakse kreemitaoliste emulsioonidena, eraldi  uue ning vana värvi vahatamiseks - viimane sisaldab pulbrilist täiteainet.
Kõige kõvem autovaha on "šampoonikindel vaha", mida müüakse vedela piimana ning sisaldab kõige rohkem lahustit. Kuivab peale õhukese piimja kihina, mis tuleb seejärel poleerida läbipaistvaks.

Patineeritud metalli vahatamiseks sobivad omadustelt kõik laiatarbevahad -  v.a. vana värvi vaha, mis sisaldab pulbrilist täiteainet.
Poleeritud metalli vahatamiseks võib soovitada "sampoonikindlat" vedelat vaha, mis jätab hangudes piimja kihi, mida saab poleerida või sulatada läbipaistvaks (näiteks jätab poleeritud hõbedale pärlmutritaolise kihi).

Suurte esemete vahatamisel on soovitav kasutada looduslikke vahasid, kuna neid on võimalik rekonserveerimisel kuuma leeliselahusega seebistada ning seejärel 100%-liselt veega maha pesta (erinevalt  teistest materjalidest kannatavad metallesemed nii kuumust kui ka leeliselahuseid).  Sünteetiliste vahade mahalahustamine  on sellega võrreldes lõputu lahjendamise protsess, mida tuleb kombineerida kuumalt emulgeerimisega leeliselahustes.

Inhibiitorlisandite kohta, mis võivad olla  laiatarbevahades, loe tootekirjeldusest

MÄRKUSI:
-  kõik laiatarbetoodetes olevad vahad ei ole kahjuks ülessulatatavad, sest võivad sisaldada segus sünteetilist vaiku (näit. kloorvinüülvaiku) - mis eraldub emulsioonist kuumutamisel  ning moodustab klimbi (enne kasutamist katsetada!)
-  vahaemulsioonide iseseisval valmistamisel - näit. mesilasvahast - tuleb enne soojendada lahusti (elektripliidil - mitte kasutada lahtist tuld!), seejärel lahustada vaha tükid (10-30%) kuumas lahustis. Vastupidisel juhul - sulatades enne vaha - mesilasvaha pruunistub vähesel määral sisalduvate valkainete tõttu
-  lahusti peab olema väävlivaba (nõukogude ajal kasutatud Bakuu naftasaadused sisaldasid palju oksüdeerivat väävlit)
-  lahustil peab olema nn. "madal happearv" - poleeritud metalli vahatamise emulsioonis ei maksa kasutada tärpentini, mis võib kuumutamisel mõjuda oksüdeerivalt 



TEADMISEKS REKONSERVEERIJALE.  Arheoloogilisi leide on nõukogudeaegse doktriini järgi vahatatud kõige rohkem sula parafiini vannis (sissekastmisel sula parafiini vanni, mille temperatuur ületas 100º C, välja võtmisel parafiini ülehulk raputati maha või puhuti ära meditsiinilise balloonpritsiga).
Hiljem on levinud vaha pealekandmine emulsiooni kujul, mis  muutub eseme peal soojendamisel vaha lahuseks. Vaha lahus märgab hästi pinda ning täidab poorid, kuumutamist jätkatakse seni, kuni lahusti on lendunud ning ese kaetud õhukese sulavaha kihiga.
VASE JA SELLE SULAMITE ELEKTROLÜÜTILINE KATMINE
vt.  üldosast  -  GALVAANILINE KATMINE)



METALLESEMETE SÄILITAMINE
vt.  üldosast  -  METALLITEHNOLOOGIA-7)



                                                                                                                                                          Üldsisukorda tagasi...


TÖÖTLEMISE SKEEMID  ENESEKONTROLLIKS:   vase ja vase sulamite konserveerimise skeemid
(Tõlgitud 1976.a.  ВЦНИЛКР venekeelsest väljaandest, mis ilmus instituudi toimetiste lisana - JM),
originaali tiitel:   Harold James Plenderleith. The Conservation of Antiquities and Works of Art: Treatment, Repair, and Restoration  1971

 
 Lehekülje  sisukorda tagasipöördumiseks vajuta  Ctrl + Home                                                   Üldsisukorda tagasi...