|
|
Influence of plasma treated water on the plant growth and vitality
Vozár, Tomáš ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with the effect of plasma activated water on plant growth and vitality. By interaction of plasma with water, water acquires new unique properties that can be used in agriculture. The theoretical part deals with the basic properties of plasma, possibilities of preparation of plasma activated water in laboratory conditions, its physico-chemical characterization, and possibilities of its use in agriculture. In the next part, plant photosynthesis is discussed in connection with chlorophyll fluorescence, which measures the activity of photosystem II. Activity is an indicator of plant vitality, under environmental changes. At the end of the theoretical part, there are listed further possibilities for the analysis of plant material and food, such as elemental analysis, sensory analysis, and determination of dry matter content. Within the experimental part, plasma activated water (PAW) was prepared using plasma nozzle with introduced gas mixture that was immersed in the treated liquid. Further, plasma activated water was characterized and applied to radish plants. The effect of PAW on the plant growth and vitality was observed. The effect on the growth was observed through determination of fresh weight and dry matter content, the effect on vitality was assessed through chlorophyll fluorescence and the NDVI index. In the end, the effect on the content of stored elements C, H, O, and N in plants was determined and a sensory analysis was performed. The results show positive effects of plasma activated water on the plant growth and its sensory parameters such as appearance, taste, or spiciness. The results further show that PAW does not adversely affect plant vitality. This experiment should be continued by further indoor replication of the experiment to confirm obtained results and then, by moving the experiment to exterior in a form of field experiments.
|
|
|
Studium chemických procesů v atmosféře Titanu iniciovaných výbojem v elektrodové konfiguraci klouzavého obloukového výboje
Töröková, Lucie ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Žabka,, Ján (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem disertační práce je studium plazmochemických procesů a syntéza organických sloučenin vznikajících v elektrickém výboji plynné směsi odpovídající složení atmosféry Saturnova největšího měsíce Titanu. Atmosféra Titanu je svým chemickým složením velmi podobná atmosféře Země v době jejího vzniku. Látky obsažení v atmosféře jsou převážně dusík a metan s malý obsahem organických látek. Dosud byla publikována celá řada prací zabývajících se jak teoretickým-modelovým výzkumem, tak i laboratorními experimenty, v poslední době je snaha o jejich propojení. Hlavním cílem práce je identifikace plynných organických, amino, imino a kyano sloučenin promocí různých analytických metod jako jsou PTR-MS, FTIR a GC-MS. K získání vybraných parametrů plazmatu pak bylo využito OES. Ke studiu generace plynných produktů a radikálů bylo využito výboje generovaného ve směsích N2-CH4 (podíl metanu byl 0,5 až 5 %) za atmosférického tlaku v průtočném režimu při celkových průtocích 50 až 200 sccm a výbojovém proudu v rozmezí 15 až 40 mA. Část měření se rovněž zaměřila na studium vlivu příměsí vodíku a oxidu uhličitého. První část výsledků měření předložených v této práci byla získána z OES za vybraných podmínek (složení plynné směsi, dodávaný výkon). V naměřených spektrech byly identifikovány první negativní a druhý pozitivní systém dusíku, fialový systém radikálu CN a Swanův systém C2. Kromě nich byly rovněž detekovány čáry vodíku H, H a ve spektru druhého řádu i čára atomárního uhlíku. Tato spektra pak byla využita pro výpočet rotačních a vibračních teplot plazmatu. In situ analýzy plynných produktů pomocí FTIR ukázaly ve všech experimentech přítomnost různých nitrilů a uhlovodíků. Jako hlavní produkty generované výbojem byly identifikovány HCN, C2H2, NH3, přičemž jejich koncentrace odpovídaly relaci HCN > NH3 > C2H2. Tato relace byla potvrzena v závislosti na různých experimentálních parametrech. Další část práce byla zaměřena na studium vlivu příměsi CO2 na reaktivitu výše zmíněných plynných směsí. Kromě hlavních produktů, zmíněných výše, byly navíc detekovány CO2 a CO a také některé složitější kyslíkaté organické sloučeniny. Ty ale nebylo možné přesněji určit kvůli velké komplexnosti změřených spekter a překryvu jednotlivých absorpčních pásů. V případě příměsi vodíku do reakční směsi se nepodařilo identifikovat žádné nové látky ani funkční skupiny. K detailnější analýze plynných produktů výboje bylo využito in situ PTR-MS. V tomto případě bylo detekováno velké množství molekulárních struktur obsahujících nitrilové (–CN), amino (–NH2, –NH– a –N CH3CN > C2H5CN. Mimo tyto sloučeniny byla detekována celá řada dalších uhlovodíků i nitrilů.
|
|
|
Příprava modelových korozních vrstev na železe a jejich plazmochemická redukce.
Sázavská, Věra ; Novák, Stanislav (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Plazmochemická redukce korozních vrstev na kovech využívá redukčních účinků radiofrekvenčního vodíkového nízkotlakého plazmatu při ošetřování kovových archeologických nálezů. Vlivem plazmochemické redukce se inkrustační vrstvy vzniklé na kovech stávají křehčí a poréznější. Dochází k přeměně struktury a složení korozních vrstev předmětů. Díky tomu dochází k snadnějšímu mechanickému odstranění inkrustačních vrstev, a tedy odpadá hrubé a zdlouhavé, pro materiál mnohdy nebezpečné odstraňování svrchních korozních krust (např. pomocí pískování). Po redukci je možné snadno odkrýt oblasti původního povrchu předmětu a přitom zachovat i nejjemnější detaily reliéfu a zdobení, stejně jako stopy po nástrojích použitých při jejich výrobě, pokud samozřejmě nebyly nenávratně zničeny korozí. To má značný význam při odhalování starých technologických postupů výroby kovových předmětů. Pomocí plazmatu lze lehce proniknout i do dutin předmětů a u mechanických součástí tak může dojít až k obnovení funkčnosti. Také dochází k částečnému odstranění stimulátorů koroze, tedy hlavně chloridů, které jsou strůjci následné koroze. Každý archeologický předmět je originál, pokud se na historii nějakého předmětu díváme pouze z hlediska korozního prostředí, tak tento předmět byl po nějakou dobu vystaven atmosféře. Poté byl nejčastěji uložen do hrobu nebo se jiným způsobem dostal do půdy, případně do moře. Tedy každý artefakt byl vystaven jinému koroznímu namáhání (vlhkost, složení korozního prostředí apod.). Není tedy jednoduché zvolit univerzální způsob ošetření těchto předmětů. Optimalizace metody pro základní kovy lze řešit s využitím modelových vzorků (identický materiál i koroze) a porovnávat výsledky v závislosti na podmínkách opracování. Nejčastěji jsou archeologické předměty vyrobeny ze železa a běžnými korozními produkty na železe jsou akaganeit, rokuhnit, szomolnokit. Tyto tři korozní produkty jsme vytvořili na modelových vzorcích a podrobili jsme je plazmochemické redukci. Experiment jsme prováděli v reaktoru z křemenného skla s vnějšími elektrodami. Radiofrekvenční kapacitně vázané plazma o výkonu 100 až 400 W bylo buzeno v kontinuálním i pulzním režimu (střída 75 %, 50 % a 25 %). Výboj byl vytvořen v čistém vodíku za sníženého tlaku 150 až 200 Pa. Teplota vzorku byla sledována termosondou v průběhu celého procesu a nepřesáhla 200 °C, což je hodnota udávaná konzervátory jako limitní. Při vyšších teplotách může v některých případech docházet k metalografickým změnám uvnitř kovu, což je u archeologických předmětů velmi nežádoucí. Proces plazmochemické redukce jsme monitorovali pomocí optické emisní spektrometrie. Zaměřili jsme se na sledování v plazmatu vznikajících OH radikálů, které jsou pro tento proces charakteristické. Každý korozní produkt má jiný průběh vznikajících OH radikálů, což úzce souvisí s odbouráváním korozních produktů. Korozní vrstvy jsme analyzovali před a po plazmochemické redukci metodou SEM-EDX. Zjistili jsme, že plazmochemická redukce není příliš vhodná pro korozní produkt szomolnokit, který se odbourával obtížně a jen za vysokých výkonů. Avšak velmi dobrých výsledků tato metoda dosahuje u korozních produktů jako je rokuhnit a akaganeit.
|
|
|
Bariérové vrstvy pro ochranu předmětů kulturního dědictví
Procházka, Michal ; Lehocký, Marián (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Každý rok je objeveno značné množství archeologických nálezů. Ze země vyzvednuté předměty je potřeba zdokumentovat a zakonzervovat. Archeologové a konzervátoři však nezvládají příliv nově nalezených předmětů zpracovávat. Tato práce nabízí alternativní přístup ke standardním konzervátorským technikám, za současného navýšení procesní kapacity a snížení nákladů na konzervaci předmětů. Studovanou alternativou pro ochranu zejména železných archeologických nálezů jsou tenké vrstvy na bázi parylenu a organokřemičitanů. Vrstvy byly připravovány na dvou experimentálních aparaturách. Parylenové vrstvy se deponovaly metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD). Produktem byly vrstvy parylenu C. Organokřemičitanové vrstvy byly nanášeny pomocí plazmatem iniciované chemické depozice z plynné fáze (PECVD). Aparatura pro PECVD využívá kapacitně vázané radiofrekvenčně buzené plazma. Jako prekurzor sloužil hexamethyldisiloxan. Výsledné vrstvy jsou pro svou podobnost s oxidem křemičitým označovány SiOx. Připravené vrstvy byly charakterizovány řadou metod a srovnány se standardními konzervátorskými vrstvami – s tanátovou vrstvou, akrylovým lakem Paraloid B72 a mikrokrystalickým voskem Revax 30. Na železném substrátu vykazovaly parylenové vrstvy výbornou kompaktnost a odolnost vůči korozi. Prvotní známky koroze byly pozorovány po 24 hodinách v solné mlze u vrstev o tloušťce 5 µm. U vrstev SiOx se koroze prudce šířila už během 1. hodiny korozního testu. Pravděpodobná příčina tkví v procesu nanášení, kdy teplota dosahuje 80-100 °C. Vrstva SiOx má jinou teplotní roztažnost než železný substrát a během chladnutí dochází k praskání tenké vrstvy. U standardních vrstev se koroze objevila po 1-3 hodinách testu. Měření rychlosti prostupu kyslíku (OTR) na polypropylénovém substrátu potvrdila dobré bariérové vlastnosti parylenu C. Nejlepší parylenové vrstvy měly OTR 170 cm3•m-2•atm-1•den-1. Vrstvy SiOx dosáhly také dobrých výsledků s OTR přibližně 300 cm3•m-2•atm-1•den-1 v porovnání s čistým substrátem, který měl OTR 1700 cm3•m-2•atm-1•den-1. Standardní konzervátorské vrstvy nebylo možno na polypropylénový substrát nanést a jejich OTR se tedy neměřila. Jiný substrát, kompatibilní pro všechny vrstvy, se nepodařilo nalézt. Studie se zaměřila i na různé kombinace vrstev seskládané do sendvičové struktury. V korozních testech se neosvědčila žádná z nich, všechny substráty korodovaly již během 1. hodiny. Důvodem byla nedostatečná tloušťka vrstev, způsobující jejich nekompaktnost, a také praskliny ve vrstvách způsobené rozdílnou tepelnou roztažností železného substrátu a vrstev SiOx. Přestože vrstvy SiOx nebyly přímo deponovány na substrát, mají výbornou adhezi k parylenu a mohly jej vlivem tepla roztrhat. Měření OTR však zaznamenala značné zlepšení bariérových vlastností. Multivrstva parylenu C – SiOx – parylenu C – SiOx měla OTR 5 cm3•m-2•atm-1•den-1. Výsledkem je, že vrstvy parylenu C mají lepší vlastnosti než standardně užívané vrstvy a jsou tedy vhodné pro konzervaci kovových archeologických nálezů. Vrstvy SiOx a studované multivrstvy se pro ochranu kovových předmětů neosvědčily, mají však dobré bariérové a chemické vlastnosti pro jiné typy substrátů. Zejména ve spojení s polymery mohou najít široké uplatnění, nejen v konzervátorství. Další výzkum by byl zaměřen na nové substráty pro SiOx a na zlepšení UV stability parylenových vrstev.
|
|
|
Bariérové vrstvy na bázi polyparaxylylenu pro aplikace v kosmickém výzkumu
Horák, Jakub ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Mráček, Aleš (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Titan, měsíc planety Saturn, je pro mnoho výzkumníků zajímavý pro svou hustou atmosféru, která je stejně jako jeho povrch složena převážně z dusíku (95 %) a metanu (5 %) se zastoupením různých uhlovodíků, a také protože díky podmínkám, které na Titanu panují, je považován za model Země v době před vznikem života. Aby bylo možné sledovat procesy, které probíhají na různých vesmírných tělesech, je třeba k nim úspěšně dopravit výzkumnou sondu a důkladně ochraňovat elektroniku, na kterou po dobu vzletu, letu a přistání působí mnohé nepříznivé vlivy jako tepelné výkyvy, různé záření či atmosféra vesmírného tělesa, jíž může být elektronika vystavena, dojde-li k narušení integrity pláště sondy (například u přistávacích modulů). Parylenové vrstvy se již ve vesmírném výzkumu využívají a cílem této práce je hlubší pochopení změn jejich mechanických, chemických a fyzikálních vlastností po jejich vystavení simulované atmosféře Titanu a UV záření. Byly připraveny dvě tloušťkové sady parylenových vrstev (2 a 6µm), které byly následně vystaveny působení vlivu simulované atmosféry se zastoupením metanu v plynné směsi 1, 3 a 5 % – za laboratorní a snížené teploty (chlazení pomocí kapalného dusíku). V každé sadě byly vždy vzorky duplikovány díky čemuž jsme získali dvě sady vzorků – na první působily pouze podmínky použité při simulaci atmosférických dějů na Titanu (reakční produkty a použitý výboj) a druhou sadu, která byla navíc následně degradována pomocí UV záření (možný vliv fotonů z okolí Titanu). Změny, které na vrstvách proběhly, byly charakterizovány pomocí FTIR a dalších analytických metod. Ukazuje se, že už při vystavení podmínkám simulované atmosféry dochází pro většinu vzorků vystaveným směsi s největším zastoupením metanu k fotooxidaci. Ta u některých vzorků vedla ke snížení pozdějšího vlivu použitého UV záření a jde patrně o důsledek zesíťování dané vrstvy parylenu. Pomocí AFM bylo potvrzeno, že reakce probíhající na vrstvách při simulaci atmosféry zvyšují jejich drsnost, a že po vystavení UV záření dochází u vrstev vystavených atmosféře Titanu za laboratorní i snížené teploty k silné degradaci povrchu. To se potvrdilo i při nanoindentaci, kde vrstvy bez vlivu sekundárního UV záření nevykazovaly zvýšení tvrdosti či pružnosti, zatímco po ozáření UV byly hodnoty téměř dvojnásobné a také jejich nejistoty se významně zvýšily. Silný degradační vliv použitého UV záření byl pozorován i pomocí SEM – tyto vzorky bylo téměř nemožné dobře změřit kvůli silnému nabíjení a in-situ viditelné deformaci použitým elektronovým svazkem. Součástí práce byla i příprava nanočástic stříbra a mědi pro jejich pozdější cílené zabudování do parylenových vrstev. K přípravě nanočástic bylo využito výboje v kapalinách. Zatímco nanočástice stříbra byly kovové a sférického tvaru, u částic na bázi mědi byla pozorována jehlicovitá struktura a výrazná aglomerace. Povrch měděných částic nebyl kovový, ale byl tvořen oxidy a hydroxidy. Přímou aplikaci nanočástic do vrstev se nepodařilo realizovat.
|
|
|
Bariérové vrstvy pro ochranu předmětů kulturního dědictví
Procházka, Michal ; Lehocký, Marián (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Každý rok je objeveno značné množství archeologických nálezů. Ze země vyzvednuté předměty je potřeba zdokumentovat a zakonzervovat. Archeologové a konzervátoři však nezvládají příliv nově nalezených předmětů zpracovávat. Tato práce nabízí alternativní přístup ke standardním konzervátorským technikám, za současného navýšení procesní kapacity a snížení nákladů na konzervaci předmětů. Studovanou alternativou pro ochranu zejména železných archeologických nálezů jsou tenké vrstvy na bázi parylenu a organokřemičitanů. Vrstvy byly připravovány na dvou experimentálních aparaturách. Parylenové vrstvy se deponovaly metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD). Produktem byly vrstvy parylenu C. Organokřemičitanové vrstvy byly nanášeny pomocí plazmatem iniciované chemické depozice z plynné fáze (PECVD). Aparatura pro PECVD využívá kapacitně vázané radiofrekvenčně buzené plazma. Jako prekurzor sloužil hexamethyldisiloxan. Výsledné vrstvy jsou pro svou podobnost s oxidem křemičitým označovány SiOx. Připravené vrstvy byly charakterizovány řadou metod a srovnány se standardními konzervátorskými vrstvami – s tanátovou vrstvou, akrylovým lakem Paraloid B72 a mikrokrystalickým voskem Revax 30. Na železném substrátu vykazovaly parylenové vrstvy výbornou kompaktnost a odolnost vůči korozi. Prvotní známky koroze byly pozorovány po 24 hodinách v solné mlze u vrstev o tloušťce 5 µm. U vrstev SiOx se koroze prudce šířila už během 1. hodiny korozního testu. Pravděpodobná příčina tkví v procesu nanášení, kdy teplota dosahuje 80-100 °C. Vrstva SiOx má jinou teplotní roztažnost než železný substrát a během chladnutí dochází k praskání tenké vrstvy. U standardních vrstev se koroze objevila po 1-3 hodinách testu. Měření rychlosti prostupu kyslíku (OTR) na polypropylénovém substrátu potvrdila dobré bariérové vlastnosti parylenu C. Nejlepší parylenové vrstvy měly OTR 170 cm3•m-2•atm-1•den-1. Vrstvy SiOx dosáhly také dobrých výsledků s OTR přibližně 300 cm3•m-2•atm-1•den-1 v porovnání s čistým substrátem, který měl OTR 1700 cm3•m-2•atm-1•den-1. Standardní konzervátorské vrstvy nebylo možno na polypropylénový substrát nanést a jejich OTR se tedy neměřila. Jiný substrát, kompatibilní pro všechny vrstvy, se nepodařilo nalézt. Studie se zaměřila i na různé kombinace vrstev seskládané do sendvičové struktury. V korozních testech se neosvědčila žádná z nich, všechny substráty korodovaly již během 1. hodiny. Důvodem byla nedostatečná tloušťka vrstev, způsobující jejich nekompaktnost, a také praskliny ve vrstvách způsobené rozdílnou tepelnou roztažností železného substrátu a vrstev SiOx. Přestože vrstvy SiOx nebyly přímo deponovány na substrát, mají výbornou adhezi k parylenu a mohly jej vlivem tepla roztrhat. Měření OTR však zaznamenala značné zlepšení bariérových vlastností. Multivrstva parylenu C – SiOx – parylenu C – SiOx měla OTR 5 cm3•m-2•atm-1•den-1. Výsledkem je, že vrstvy parylenu C mají lepší vlastnosti než standardně užívané vrstvy a jsou tedy vhodné pro konzervaci kovových archeologických nálezů. Vrstvy SiOx a studované multivrstvy se pro ochranu kovových předmětů neosvědčily, mají však dobré bariérové a chemické vlastnosti pro jiné typy substrátů. Zejména ve spojení s polymery mohou najít široké uplatnění, nejen v konzervátorství. Další výzkum by byl zaměřen na nové substráty pro SiOx a na zlepšení UV stability parylenových vrstev.
|
|
|
Studium chemických procesů v atmosféře Titanu iniciovaných výbojem v elektrodové konfiguraci klouzavého obloukového výboje
Töröková, Lucie ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Žabka,, Ján (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem disertační práce je studium plazmochemických procesů a syntéza organických sloučenin vznikajících v elektrickém výboji plynné směsi odpovídající složení atmosféry Saturnova největšího měsíce Titanu. Atmosféra Titanu je svým chemickým složením velmi podobná atmosféře Země v době jejího vzniku. Látky obsažení v atmosféře jsou převážně dusík a metan s malý obsahem organických látek. Dosud byla publikována celá řada prací zabývajících se jak teoretickým-modelovým výzkumem, tak i laboratorními experimenty, v poslední době je snaha o jejich propojení. Hlavním cílem práce je identifikace plynných organických, amino, imino a kyano sloučenin promocí různých analytických metod jako jsou PTR-MS, FTIR a GC-MS. K získání vybraných parametrů plazmatu pak bylo využito OES. Ke studiu generace plynných produktů a radikálů bylo využito výboje generovaného ve směsích N2-CH4 (podíl metanu byl 0,5 až 5 %) za atmosférického tlaku v průtočném režimu při celkových průtocích 50 až 200 sccm a výbojovém proudu v rozmezí 15 až 40 mA. Část měření se rovněž zaměřila na studium vlivu příměsí vodíku a oxidu uhličitého. První část výsledků měření předložených v této práci byla získána z OES za vybraných podmínek (složení plynné směsi, dodávaný výkon). V naměřených spektrech byly identifikovány první negativní a druhý pozitivní systém dusíku, fialový systém radikálu CN a Swanův systém C2. Kromě nich byly rovněž detekovány čáry vodíku H, H a ve spektru druhého řádu i čára atomárního uhlíku. Tato spektra pak byla využita pro výpočet rotačních a vibračních teplot plazmatu. In situ analýzy plynných produktů pomocí FTIR ukázaly ve všech experimentech přítomnost různých nitrilů a uhlovodíků. Jako hlavní produkty generované výbojem byly identifikovány HCN, C2H2, NH3, přičemž jejich koncentrace odpovídaly relaci HCN > NH3 > C2H2. Tato relace byla potvrzena v závislosti na různých experimentálních parametrech. Další část práce byla zaměřena na studium vlivu příměsi CO2 na reaktivitu výše zmíněných plynných směsí. Kromě hlavních produktů, zmíněných výše, byly navíc detekovány CO2 a CO a také některé složitější kyslíkaté organické sloučeniny. Ty ale nebylo možné přesněji určit kvůli velké komplexnosti změřených spekter a překryvu jednotlivých absorpčních pásů. V případě příměsi vodíku do reakční směsi se nepodařilo identifikovat žádné nové látky ani funkční skupiny. K detailnější analýze plynných produktů výboje bylo využito in situ PTR-MS. V tomto případě bylo detekováno velké množství molekulárních struktur obsahujících nitrilové (–CN), amino (–NH2, –NH– a –N CH3CN > C2H5CN. Mimo tyto sloučeniny byla detekována celá řada dalších uhlovodíků i nitrilů.
|
|
|
Příprava modelových korozních vrstev na železe a jejich plazmochemická redukce.
Sázavská, Věra ; Novák, Stanislav (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Plazmochemická redukce korozních vrstev na kovech využívá redukčních účinků radiofrekvenčního vodíkového nízkotlakého plazmatu při ošetřování kovových archeologických nálezů. Vlivem plazmochemické redukce se inkrustační vrstvy vzniklé na kovech stávají křehčí a poréznější. Dochází k přeměně struktury a složení korozních vrstev předmětů. Díky tomu dochází k snadnějšímu mechanickému odstranění inkrustačních vrstev, a tedy odpadá hrubé a zdlouhavé, pro materiál mnohdy nebezpečné odstraňování svrchních korozních krust (např. pomocí pískování). Po redukci je možné snadno odkrýt oblasti původního povrchu předmětu a přitom zachovat i nejjemnější detaily reliéfu a zdobení, stejně jako stopy po nástrojích použitých při jejich výrobě, pokud samozřejmě nebyly nenávratně zničeny korozí. To má značný význam při odhalování starých technologických postupů výroby kovových předmětů. Pomocí plazmatu lze lehce proniknout i do dutin předmětů a u mechanických součástí tak může dojít až k obnovení funkčnosti. Také dochází k částečnému odstranění stimulátorů koroze, tedy hlavně chloridů, které jsou strůjci následné koroze. Každý archeologický předmět je originál, pokud se na historii nějakého předmětu díváme pouze z hlediska korozního prostředí, tak tento předmět byl po nějakou dobu vystaven atmosféře. Poté byl nejčastěji uložen do hrobu nebo se jiným způsobem dostal do půdy, případně do moře. Tedy každý artefakt byl vystaven jinému koroznímu namáhání (vlhkost, složení korozního prostředí apod.). Není tedy jednoduché zvolit univerzální způsob ošetření těchto předmětů. Optimalizace metody pro základní kovy lze řešit s využitím modelových vzorků (identický materiál i koroze) a porovnávat výsledky v závislosti na podmínkách opracování. Nejčastěji jsou archeologické předměty vyrobeny ze železa a běžnými korozními produkty na železe jsou akaganeit, rokuhnit, szomolnokit. Tyto tři korozní produkty jsme vytvořili na modelových vzorcích a podrobili jsme je plazmochemické redukci. Experiment jsme prováděli v reaktoru z křemenného skla s vnějšími elektrodami. Radiofrekvenční kapacitně vázané plazma o výkonu 100 až 400 W bylo buzeno v kontinuálním i pulzním režimu (střída 75 %, 50 % a 25 %). Výboj byl vytvořen v čistém vodíku za sníženého tlaku 150 až 200 Pa. Teplota vzorku byla sledována termosondou v průběhu celého procesu a nepřesáhla 200 °C, což je hodnota udávaná konzervátory jako limitní. Při vyšších teplotách může v některých případech docházet k metalografickým změnám uvnitř kovu, což je u archeologických předmětů velmi nežádoucí. Proces plazmochemické redukce jsme monitorovali pomocí optické emisní spektrometrie. Zaměřili jsme se na sledování v plazmatu vznikajících OH radikálů, které jsou pro tento proces charakteristické. Každý korozní produkt má jiný průběh vznikajících OH radikálů, což úzce souvisí s odbouráváním korozních produktů. Korozní vrstvy jsme analyzovali před a po plazmochemické redukci metodou SEM-EDX. Zjistili jsme, že plazmochemická redukce není příliš vhodná pro korozní produkt szomolnokit, který se odbourával obtížně a jen za vysokých výkonů. Avšak velmi dobrých výsledků tato metoda dosahuje u korozních produktů jako je rokuhnit a akaganeit.
|
host ::
RSS.