Redukce korozních vrstev mosazi pomocí nízkotlakého nízkoteplotního plazmatu

Tato práce pojednává o odstranění vrstev korozních produktů, které se mohou vyskytovat na archeologických nálezech. K redukci korozních vrstev bylo použité nízkotlaké nízkoteplotní plazma. Experimenty byly provedeny na mosazných vzorcích. Modelové korozní vrstvy byly připravené dvěma různými způsoby. Některé sady vzorků byly připravené v laboratorních podmínkách ve dvou různých korozních prostředích, a to v prostředí amoniaku a parách kyseliny chlorovodíkové. Tyto vzorky korodovaly v exsikátoru. Několik vzorků bylo připraveno s inkrustací přidáním malého množství písku na povrch vzorku. Vzorky obvykle korodovaly 4 týdny. Druhý způsob, který byl použitý k přípravě vrstev korozních produktů, bylo zakopání vzorků do půdy nebo do kompostu. V tomto případě korodovaly vzorky přibližně dva roky. Vzorky byly ošetřené v nízkotlakém plazmatu (150 Pa) ve válcovém reaktoru z křemenného skla (90 cm dlouhý a 9,5 cm v průměru). Na vnější straně reaktoru byly připevněné dvě měděné elektrody připojené přes přizpůsobovací člen k radiofrekvenčnímu generátoru (13,56 MHz). Průtoky pracovních plynů byly regulovány na sobě nezávislými regulátory hmotnostního průtoku. Mezi rotační olejovou vývěvu, kterou byl systém kontinuálně čerpán, a reaktor byla umístěná vymrazovačka s kapalným dusíkem a hliníkovými pilinami, kde byly zachytávány nečistoty. Vzorek byl během ošetření umístěn na střed skleněného držáku v reaktoru. Plazma bylo generováno buď v čistém vodíku, nebo ve směsi vodík-argon. Celkový průtok pracovního plynu byl 50 sccm. Byly testovány různé poměry směsi vodík-argon, optimální byl poměr průtoků 30 sccm vodíku a 20 sccm argonu. Radiofrekvenční výboj byl použitý v kontinuálním a pulzním režimu s proměnlivou střídou při frekvenci 1000 Hz. Teplota ošetřovaného předmětu byla měřená dvěma způsoby. V prvním případě byla teplota měřená termočlánkem typu K, který byl umístěn uvnitř vzorku. Ve druhém případě byla teplota průběžně monitorovaná teploměrem s optickým přenosem dat připevněným k
This thesis presents results of the corrosion layers removal which could be found on the archaeological artefact surfaces. The low pressure low temperature plasma reduction was used for this purpose. Brass samples were chosen for this study. Two different ways have been used to form model corrosion layers. Several sets of corrosion layers were prepared in laboratory in two different corrosion atmospheres, namely ammonia atmosphere and atmosphere of hydrochloric acid. These samples were placed into desiccator. Small quantities of sand were added to some sets of samples so samples with sandy incrustation were prepared. The corrosion layers had been usually formed during four weeks. The second way, which was used to prepare model corrosion layer, was the natural corrosion in soil or compost. In this case, the corrosion layers had been formed approximately 2 years. The samples were treated in the low pressure (150 Pa) cylindrical Quartz reactor (90 cm long and 9.5 cm in diameter) with a pair of external copper electrodes connected via the matching network to a radiofrequency generator (13.56 MHz). The flows of working gases were set by independent mass flow controllers. Whole system was continuously pumped by the rotary oil pump which was separated from the discharge reactor by liquid nitrogen trap with aluminium chips eliminating dust and reactive species from the gas flow. Each sample was placed on a glass holder at the reactor center. Plasma was generated in pure hydrogen or in mixture of hydrogen and argon. Total flow of working gas was 50 sccm. Different ratios of gas mixture were tested, the ratio 30 sccm hydrogen and 20 sccm argon flows was the best. RF discharge was used in a continuous and pulsed regime. Pulsed mode was carried out with various duty cycle at the frequency of 1000 Hz. There were two ways of temperature monitoring. The sample temperature during the treatment was monitored by a K-type thermocouple installed inside the sample in the first case. The