Konzervace slitin cínu a olova
Alena Selucká Technické muzeum v Brně
Cín - Stannum, Sn
• Měkký bílý kov, teplota tání 232 °C, vysoká teplota varu 2600 °C, dobrá korozní odolnost, nízká toxicita, tvárný kov; v přírodě se vykytuje v rudách - cínovec, kasiterit Sn02
• Sn patří k nejstarším známým kovům: výroba bronzu (doba bronzová), cínování železa (doba železná), ve středověku - nářadí, talíře, konve, církevní předměty
• Slitiny Sn - Pb:
- Tvrdé cíny („old pewter" 80 % Sn + 10-20 % Pb) : výroba cínového nádobí - později ve středověku - předepsané poměry olova pro kuchyňské náčiní 1:10 (cínové výrobky byly označovány značkami)
- Výroba varhanních píšťal (80 % Sn)
(musivní zlato)
- Liteřina Pb-Sn-Sb (odlévání tiskařských liter)
- Moderní slitiny Sn-Sb (Sn-Cu-Bi); „modern pewter''
Pigment, žlutý: mozaikové zlato SnS2
Cínovaná měděná spona opasku, doba železná, British Museum
Cín - historie
The Sutton Hoo Helmet, železo, cínovaná měď, zdobená rytím, poč. 7. stol., British Museum
Meč Tlberla, zlacená a cínovaná bronzová pochva meče, Římská doba, British Museum
Cínová polévková mísa, 1780, Muzeum Karlovy Vary, http://kvmuz.cz/typ/exponat-mesice/cinova-konvice
Cín - značky
Cínový talíř ze sbírky Muzea Komenského v Přerově
Václav Timoteus Lisdorf, pražský cínař, pol. 18. stol.
C 78
Václav Timoteus Eisdorf, Praha, 1750-1778.
Sn-Pb pájky
Měkké pájky : eutektická pájka 63 % Sn + 37 % Pb, T 183 °C - nízká teplota tavení, vhodná pro pájení elektronických součástek
Cínování
Amalgámy cínu - reflexní vrstvy na skle -zrcadla (od 16. stol. do poč. 20 stol., počátky již od r. 1300 - Benátčané)
Zrcadlo v Čínském salónu, SZ lednice, degradovaná vrstva cínového zrcadla s malbou
•   Cínování na železo, měď, litinu (roztíráním zahřátého cínu na povrchu, ponorem v roztaveném cínu, amalgam cínu, elektrochemicky/elektrolyticky)
Kování dveří, cínované železo, Dietrichsteinská hrobka, Mikulov, 2018
Koroze
Sn
02 + 2H20 + 4e
-^Sn2+ + 2e ->   40 H"
2Sn + 02 + 2H20      2Sn2+ + 40H
Vybrané sloučeniny:
• Oxid cínatý SnO (romarchit) - černý
• Oxid cíničitý Sn02 (kassiterit) - bílý
• Sulfid cínatý SnS (herzenbergit) - černý
Cínová konvice, rest. V. Němec
Detail poškození varhanních píšťal, rest. D. Michek, 2018
Cínový mor/
Fázová přeměna Íi-Sn -> a-Sn teoreticky při T = 13,2°C; prakticky je nutné dosáhnou T < 0°C (pod -40°C).... vředovité práškovité útvary (nejedná se o korozi, ale polymorfní přeměnu)
Detail cínového moru, křtitelnice, foto Eisler
Morfologické znaky degradace cínových varhanních píšťal - způsobené korozními ději (působení vlhkosti, kyselých složek ze dřeva), Chiavari: Deterioration of tin rich organ pipes, 2006
Konzervace
• Zachování stabilní patiny:
- oplach v dest. vodě s neionogenním tenzidem, vysušení
• Lokální koroze (vrstvy SnO + Sn02) - brusná pasta (cínový prach + mletá pemza + voda)
• Odstranění hrubých nečistot, korozních produktů
- 3-5% Chelaton III
- Elektrolytická redukce v 5% NaOH , proudová hustota 100 mA/dm2
• Pocínované vrstvy na železe - stabilizace tanátem, fixace lakem
Stabilní patina na cínové nádobě
Koroze železa na cínované nádobě a kování
Povrchová úprava
• Patinování
• Pasivace (alkalický roztok chromanu draselného)
• Včelí vosk (nanášení na zahřáté předměty)
Mešní konvička z 1. pol. 18. stol, restaurátorská zpráva SUPŠ VOS Turnov
Restaurování
Cínová konvice -restaurátor V. Němec
Olovo - plumbum Pb
• Bod tání 327 °C, měr. hmot. 11,34 g/cm3, barva modro-šedá
• Těžký, velice měkký kov, vysoká toxicita, pohlcuje RTG záření
• slitiny olova s cínem
- 25 - 50 % Pb (antika)
- pod 25 % Pb (středověk)
- 63 % Sn - měkké pájky (bod tání 183°C)
- Sn + Sb - liteřina (tiskařské litery)
- Sn + Cu + Sb (moderní slitiny cínu), výroba akumulátorů, plášťů kabelů, střeliva
- Ocelový plech potažený Pb-Sn - matový bílý plech, ternový kov (Terne Metal), výroba střešní krytiny
Předměty ze slitiny olova
Olověný sarkofág, 2. - 3. st. AD, Metropolitan Museum
Olověná socha, SZ Lednice
Olověná bula, r. 1305,
premonstrátský klášter Panny
Marie v Litomyšli
http://www.soupispamatek.co
m/okresjitomysl/fotografie/lit
omysl/litomysl_premonstr_klast
er.htm
Předměty z olova
Olověné spoje vitráží (wikipedia)
Suřík-minium, oxid olovnato-olovičitý, pigment, antikorozní povrchová úprava (wikipedia)
Koroze
Pb ->   Pb2+ + 2e
1/2 02 + H20 + 2e -> 2 OH
Pb + l/2 02 + H20 -> Pb2++2 0H
• Koroduje v měkké, destilované vodě (rozpuštěné plyny 02, C02)
• vlivem organických kyselin (octová, mravenčí) - aktivní koroze
Olověná kulka z období napoleonských válek
Korozní produkty
Vybrané korozní produkty
- PbO - (lithargit) světlé hnědý
- Pb304-minium, suřík - červený
- PbC03 .PbC03.Pb(OH)2 - bílý, zásaditý uhličitan olovnatý (hydrocerusit, cerusa, olovnatá běloba)
- PbCI2-cotunit, bílý
- PbS - galenit, černý, anaerobní koroze
Aktivní koroze olova vlivem organických
kyselin
zkondenzovaný film octan olovnatý
nové korozní produkty
d
Reakce la: Pb + 2CH3COOH -> Pb(CH3COO)2 (aq.) + H2
Reakce lb: Pb + l/202 + 2CH3COOH -> Pb(CH3COO)2 (aq.) + H20
Reakce 2: 3Pb(CH3COO)2 (aq.) + 20H + 2C032 —>   Pb3(C03)2(OH)2 +
6CH3COO
Konzervace olova
• Průzkum
- Neutronografie
- Hmotnostní spektrometrie (izotopy olova)
• Metody čištění
- Miktotryskání
- Ultrazvuk
- 5-10% Chelaton III
- HCI (1:10), 10% octan olovnatý při 60°C - diskutabilní, může naleptávat povrch kovu
- elektrolytická redukce
• Stabilizace
- nepřímá (kontrola RV, T, silikagel, odstranění organických látek)
- elektrolytická redukce
Konzervace olova
Elektrolytická redukce - Pb2+ + 2e" —Pb
mikro snímek reliéfu písmena na literce
- elektrolyt 0,3 M Na2S04; EK = -1,3 až -1,5 V (měřeno merkurosfáltovo elektrodou)
olověné literky Bible kralické před srovnání stavu literek:
ošetřením • po chemickém čištění
•před čištěním •po elektrolytické redukci
Povrchová úprava
• Pasivace
- Kyselina sírová (pH 3 - 3,5)
- Dekanoát sodný (CH3(CH2)8COONa
Konzervace
- lakem (např. Paraloid B72)
- voskem (např. včelí vosk)