
Archívum
2015 XII./1
Mikroszkóptól a reaktorig: az utóbbi évtizedek fejlődése a régészeti fémleletek analitikájában
Előadóülés a Tudomány Napja tiszteletére
2014.11.27.
Ásatásból, múzeumi gyűjteményből és standard ötvözeteket forgalmazó cégtől származó fém tárgyakat vizsgáltunk LIBS spektroszkópiával. Kvalitatív elemanalízist végeztünk a tárgyak tömbanyagán, felületi bevonatán és a rajtuk található korróziós rétegen, hogy ennek segítségével választ adhassunk az adott tárgyak azonosításával, restaurálásával kapcsolatos specifikus kérdésekre. A jelen cikk a LIBS spektroszkópia azon tulajdonságaira fókuszál, melyek különösen alkalmassá teszik a módszert fémtárgyak gyors analízisére a restaurátor műhelyben vagy az archeometriában. Kiemeljük a mintavételi hely változtatható méretének fontosságát és a mérések statisztikai módszerekkel való kiértékelésében rejlő lehetőségeket.
A tanulmány a 2014. november 27-én, a Magyar Tudomány Ünnepe alkalmából megrendezett, „Mikroszkóptól a reaktorig: az utóbbi évtizedek fejlődése a régészeti fémleletek analitikájában” című előadóülésen elhangzott előadás alapján készült. A többi prezentációtól némileg eltérő módon, kissé „plenáris” jelleggel az archeometallurgiáról, mint az archeometriával szorosan összefüggő, interdiszciplináris kutatási területről szól. Ezen belül fókuszba kerülnek a fémtárgyak anyagvizsgálati lehetőségei, illetve a kutatások lebonyolítása kapcsán szervezeti példaként a Miskolci Egyetem Archeometallurgiai Kutatócsapatának (ARGUM) bemutatása, valamint az ARGUM-projektek egyedi és általános tapasztalatai.
Az újkőkortól kezdődően mióta az ember fémtárgyakat állít elő, számos technológiát alkalmaz. Az alkalmazott technológiák mindegyike megváltoztatja a fémalapanyag rácsszerkezeti, szövetszerkezeti, mikroszerkezeti jellemzőit. A szerkezetben bekövetkező változás és az alkalmazott technológia szoros korrelációs kapcsolatban áll egymással. Az általunk választott, a technológiára leginkább érzékeny anyagszerkezeti jellemző a maradó feszültség és kristálytani textúra (orientáció). Az újkori fémtechnológia gyakorlatban szerzett több évtizedes tapasztalatainkat felhasználva dolgoztunk ki egy roncsolásmentes röntgendiffrakciós vizsgálati módszert régészeti tárgyak vizsgálatára. Jelen munkánkban különböző, részben ismert módon előállított ezüsttárgyak maradó feszültség és textúra vizsgálatának eredményei alapján az előállítás körülményeit határozzuk meg, a kidolgozott vizsgálati módszerünket validáljuk. Az eredmények alapján jól elkülöníthető az öntött és az alakított tárgy, vagy az öntött majd alakított technológiai folyamat eredménye. A vizsgálatok célja a módszer kidolgozása, az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Földtani és Geokémiai Intézetével történő együttműködés keretén belül történő Seuso leletek vizsgálatának előkészítése.
Az ezüst – a réz és az arany mellett – az egyik legrégebben ismert és használt fém. Kezdetben termésezüstből nyerték, később ún. kupellációval állították elő ásványaiból. A Kr. e. III. évezredtől egészen napjainkig dísztárgyak, ékszerek, pénzérmék anyaga. Az ezüsttárgyak archeometriájával kapcsolatban – más régészeti leletekhez hasonlóan – többek között a nyersanyag eredetére, a műhelyek azonosítására, ill. az eredetiségre vonatkozó kérdések merülnek fel. Természetesen a kérdésekre lehetőleg roncsolásmentes vizsgálatokkal igyekszünk válaszolni. Jelen cikkben áttekintjük az ezüsttárgyak vizsgálatának különböző, neutronsugárzást alkalmazó vizsgálati lehetőségeit, és ezen módszerek korlátait. Bemutatjuk néhány saját – azaz a Budapesti Kutatóreaktornál végzett – mérésünk eredményét, valamint néhány irodalomból ismert példával szemléltetjük a vizsgálati lehetőségeket.
A pécsi Zsolnay manufaktúra egy a magyar kerámiaipar területén kiemelkedő teljesítményt nyújtó gyárak közül, amelyek nemcsak Magyarországon, hanem Európa szerte is ismertek, mint színvonalas és egyedi termékek készítői. A gyár által forgalmazott, „hungarikumként” számon tartott kerámiák anyagtudományi vizsgálata mégis részleges, illetve hiányos sok tekintetben. Jelen tanulmány célja két budapesti épületről, az Iparművészeti Múzeumról és a Magyar Földtani és Geofizikai Intézetről származó Zsolnay mázas tetőcserepek anyagtani vizsgálata. A cseréptöredékek és egész cserepek három különböző - építési és két felújítási - időszakból származnak. A kerámiák fázisösszetételét röntgen-pordiffrakciós technikával határoztuk meg, míg a szövetet és a nem plasztikus elegyrészeket polarizációs mikroszkóppal és pásztázó elektronmikroszkóppal vizsgáltuk. A mázak mikroszerkezetét (szövetét) és kémiai összetételét pásztázó elektronmikroszkóppal és energiadiszperzív röntgenspektrométerrel felszerelt elektron-mikroszondával tanulmányoztuk. A kerámiák ólom- és alkáli mázakkal borítottak, amely a múzeumi tetőcserepek esetében vassal (sárga máz) és krómmal/rézzel/vassal (zöld máz) színezett, míg a Földtani Intézet kék máza kobalttal színezett, az utóbbihoz ón-oxid homályosítót is adagoltak. A kerámia-alaptestek fő fázisai a kvarc cristobalit, mullit, változó mértékben a káliföldpát/plagioklász és hematit; a fázisösszetétel kaolinites nyersanyag (kaolin) felhasználására utal. A mintázás során kapott információk alapján kidolgoztuk az épületkerámiák előzetes csoportosítását, amelyet az egyes elemek anyagtani jellegzetességei (kerámia nyersanyag, kerámia-máz határa) közti analógiák is megerősítettek. Az összegzett információk így együttesen szolgáltak alapul a kerámiák csoportba rendezéséhez és gyártási korhoz kötéséhez. A megkülönböztetett csoportok további vizsgálata során fellelt egyedi jellegek (nyersanyagbeli különbségek, eltérő mázszínezés) a készítés módjáról adnak bővebb információt.