Aleksandra Wasilkowska, Janusz
Lehmann
Problem konserwacji szabli
zabytkowej w świetle nauki o korozji
metali
Ochrona Zabytków 17/2 (65), 70-75
1964
ALEKSANDRA WASILKOWSKA, JANUSZ LEHMANN
PROBLEM KONSERWACJI SZABLI ZABYTKOWEJ W ŚWIETLE NAUKI O KOROZJI METALI
W kw ietniu 1963 roku przekazano do pra cowni konserwatorskich Muzeum Narodowego w Poznaniu szablę znalezioną w trakcie prac rozbiórkowych w ruinach jednego z domów Sta rego Miasta w Poznaniu.
i. O P IS OBIEK TU .
Szabla z rękojeścią otwartą, zachowana z resztkami pochwy i kom pletnym i jej okuciami (il. 1). Długość szabli 95 cm, długość głowni 82 cm, szerokość głowni 3,5 cm. Głownia bez zbroczą, lekko za krzywiona, z zaznaczonym piórem, jest zdo biona w górnej partii złotym i inkrustaćjami, które z jednej strony tworzą Oko Opatrzności, herb Stefana Batorego „W ilcze zęby” oraz na pis: „GLO/R/IA ET PA TR /I/A ” (il. 5, 6). Na drugiej stronie głow ni w idnieje prym itywne popiersie Stefana Batorego en face, pod którym znajduje się napis: ,,ST. BAT/O/R/I/ REX POL.”, obok zaś inskrypcja: „FORTUNAM DEUS D A /T/ GLORIA ET VICTORIA VI ADI PISCITUR MEA FORTITUDINE ET AB AMI CIS AB INIMICIS GLORIA AFFICIOR” (il. 4). Jelec krzyżowy, w ykonany z mosiądzu złoconej go, jest ozdobiony rytym ornamentem, który — na ziarnistym tle — tworzy ośm iolistny w scho dni medalion, skom ponowany z wici, rozetek i palm etek (il. 8). S tyl dekoracji jelca kontra stuje w yraźnie z ornam entem kościanej ręko jeści, który m a charakter czysto barokowy. W y stępują tu m ianow icie wydłużone liście akantu, m otyw y m uszlow e oraz panoplia, otaczające ba rokowy kartusz zwieńczony koroną, w którym znajduje się równoram ienny krzyż, posiadający jednak znaczenie w yłącznie dekoracyjne, a nie heraldyczne (il. 7). Boczne okucia rękojeści oraz rozetki przytrzym ujące rękojeść są utrzymane w sty lu ornam entu jelca. Ten sam zespół ele m entów dekoracyjnych powtarza się na srebr nych, złoconych okuciach pochwy: wić z pal m etam i i rozetam i stwarza regularną kompozy cję przecinających się owali, pozbawioną już jednak bardziej wschodniego charakteru (il. 9). Pod trzewiczkiem pochw y zachował się również m ały kawałek starego amarantowego aksamitu.
K ształt głow ni i rękojeści wskazuje na po-1 chodzenie szabli z I połow y XVIII wieku; za tym datowaniem przemawiają również m otyw y dekoracji rękojeści oraz gatunek aksamitu po chodzący z pochwy. Inskrypcje i emblem aty związane z osobą króla Stefana Batorego pozwa lają określić szablę m ianem „batorówki”. Sza ble tego typu, będące świadectw em żywej i mocnej pamięci w ojennych zasług Batorego,
były w Polsce niezw ykle popularne; w ykonyw a no je w kraju, nie ty le na użytek w ojenny ile reprezentacyjny, przez cały wiek XVII, a na w et jeszcze w XVIII wieku.
A. W asilkow ska
II. STA N ZACHOW ANIA.
Stalow e ostrze (klinga) szabli uległo w znacz nym stopniu korozji. W osadach rdzy widoczne były złote inkrustacje. Znajdowały się one na obu płaszczyznach klingi. Rękojeść kościana posiadała nieznaczne ubytki. Okucia wykonane były z brązu złoconego, jak i sam jelec, ozdo biony rytym ornamentem. Pochwa drewniana połamana. Stan zachowania drewna dość dobry. Nie stwierdzono skutków działania grzyba czy owadów. Okucia pochwy, sporządzone ze srebra złoconego, również zdobione są rytym ornam en tem , podobnym do ornam entu okuć rękojeści. Pod okuciami zachowały się na drewnie pochwy resztki amarantowego aksamitu. Na przestrze niach m iędzy okuciami aksamit został całkowi cie zniszczony (il. 1). Przyczyną zniszczenia były prawdopodobnie mole.
III. BADANIA L A B O R A TO R Y JN E I O K R EŚLEN IE SPO SO B U K O N SER W A C JI.
1. K l i n g a . Stopień skorodowania nie równom ierny. W sąsiedztwie złotych inkrusta- cji osady korozji b yły szczególnie grube i po kryw ały całą powierzchnię klingi. W m iejscach nie posiadających inkrustacji stopień skorodo wania obiektu był znacznie m niejszy. W niektó rych m iejscach widoczna była powierzchnia metallu, wolna od osadów korozyjnych. Celem określenia rozmiaru zniszczeń, spowodowanych przez korozję klingi, przeprowadzono badanie konduktometryczne i m agnetyczne. W yniki ba dań konduktom etrycznych i m agnetycznych po zw oliły ina stwierdzenie, że grubość osadów tlenkow ych i wodorotlenkowych nie przekra cza 0,4 mm, i to tylko w nielicznych m iejscach, przeważnie w sąsiedztwie złota. Przeciętnie grubość osadów korozyjnych w ynosiła 0,1— 0,2 mm.
Typ korozji z jakim m am y tu do czynienia, określam y mianem korozji powierzchniowej. Korozja powierzchniowa może być: a) równo m ierna — charakteryzująca się równom iernym niszczeniem m etalu na całej powierzchni, b) nie równomierna — w której skutki niszczenia m e- stalu w ystępują tylko w pewnych miejscach.
1. Poznań. M uzeum N arodow e. S zabla „ B a to ró w k a”· — sta n p rze d k o n se rw ac ją . (Fot. L eon Perz) 1. Poznań. M usée N ational. Le sa b re d it „du roi B a to ry ” — a v a n t la resta u ratio n
Jeżeli w wypadku korozji nierównomiernej po wierzchnia niszczonego metallu jest znaczna, m ówim y o korozji plam owej, jeżeli powierzchnie są nie duże, m ów im y o korozji punktowej. Tak korozja plamowa jak i punktowa, czyli ogólnie korozja nierównomierna jest niebezpieczniejsza od równom iernej. Pow oduje ona w skupionym działaniu głębokie wżery, a naw et zdarza się że przechodzi przez m etal na wskroś. Dla bliższe go scharakteryzowania korozji nierównom ier nej, obok podainia głębokości wżer, konieczne jest również określenie, jaka część powierzchni jest pokryta osadami korozyjnymi. W wypadku badanej klingi stwierdzono, że produkty koro zji zajm owały 80— 85% powierzchni obiektu.
Po określeniu typu korozji i rozmiarów zni szczeń m etalu należało przystąpić do określenia m echanizm u fizyko-jchemicznego danego przy padku korozji. Ponieważ m am y tutaj do czynie nia z układem dwóch metalli, m ianowicie żelaza i złota, z których jeden ma niższy, a drugi w yż szy potencjał w łaściw y, stwierdzam y że m e chanizm korozji jest typu elektrochem icznego. (Potencjał w łaściw y żelaza wyn. — 0,44 V, po tencjał złota +1,50 lub + 1 ,2 9 V). W obecności elektrolitu układ, ten zaczyna pracować jako ogniwo galwaniczne, w którym żelazo jest ka todą, a złoto anodą. Ogniwo zaczyna wytwarzać prąd elektryczny kosztem katody, która w cza sie przepływ u prądu ulega rozpuszczaniu. Elek trolitem może być woda, która — choć w sła bym stopniu — jest jednak zdysoejowana. Obok wody konieczna jest obecność tlenu. Roztwarza-·
nie elektrody żelaznej następuje przy w ydzie laniu jonów wodorotlenowych zgodnie z rów naniem:
0 2 + 2 H20 + 4 e = 4 OH+.
Proces korozji zostaje przyśpieszony w w ypad ku obecności czynników powodujących elektro- liczną dysocjację w ody, tzn. kwasów, zasad, so li. Obecność ich w produktach korozji, ak tyw i zuje proces korozji.
Osady korozyjne zbadano chemicznie na obecność jonów. W tym celu zdjęto próby rdzy z kilku m iejsc, zwłaszcza z wżer, w łącznej ilo ści ponad 500 m g, wygotow ano w wodzie de stylowanej przy energicznym m ieszaniu. Od sączono i przesącz po zagęszczeniu zbadano na obecność elektrolitu (jonów zdysocjowanych) konduktometrycznie, oraz jakościowo na obec ność chlorków, siarczanów i azotanów. Obecno ści w /w jonów nie stwierdzono. Przew odnictw o elektrolitu uzyskanego z w yługow ania rdzy, by ło tylko nieznacznie w yższe od przewodnictwa wody destylowanej. Mierząc przy zastosowaniu elektrod platynowych, oddalonych o 10 mm od siebie, w temp. 20°C. przewodnictwo w ody de stylow anej uzyskano cyfrę 7X 10- 4, dla elektro litu 5X 10~4. W naszym wypadku osady koro zyjne są uwodnionym tlenkiem żelazowym o składzie chemicznym odpowiadającym w przy bliżeniu wzorowi: 2 Fe20 3 X 3 H20 . Ponieważ zawartość w ody jest wielkością zmienną zależ ną od warunków otoczenia, piszem y Fe20 3 X X nH20 . Żelazo nie rdzewieje w suchym po
2—3. Poznań. Muzeum Narodowe. Szabla „Batorów ka” — stan po konserw acji. (Fot. Leon Perz) 2—3. Poznań. Musée National. Le sabre dit „du roi B atory” — après la restauration
wietrzu, jak również nie rdzewieje w wodzie całkowicie pozbawionej rozpuszczonego tlenu. Przyjm ujem y, że dla procesu korozji żelaza nie zbędna jest obecność tlenu i wody.
W celu w yjaśnienia zaobserwowanych fak tów przyjęto następujący schemat procesu ko rozji żelaza: 1) Fe = Fe*+ + 2e 2) e + H+ = H 3) 4 H + 0 2 = 2 H20 4) 4 Fe2+ + 0 2 + 2n H20 = 2 (Fe90 3 X n H20 ) + 8H *
Sum ując otrzym ujem y:
5) 4 F e + 3 0 2 + 2in H20 = 2 (Fe20 3 · nH20 ).
Jak wynika z podanych rów nań, reakcji może być przyśpieszona przez: 1) Obecność kwa· sów (mogą pochodzić z zanieczyszczeń metalu) 2) Styczność z m niej aktyw nym i elektroche micznie m etalam i, 3) Obecność samej rdzy (au- tokataliza). Ad 1. Jony wodorowe wiążą elek tro n y pochodzące z przejścia żelaza ze stani metalicznego w stan jonowy. W te n sposób sta ją się katalizatorem reakcji. Obecność kwasów zwiększa koncentrację jonów wodorowych i tyrr samym przyśpiesza proces. Zanieczyszczenie żelaza lub domieszki, zwłaszcza siarka, fosfoi i krzem tworzą na drodze rozkładu hydrolitycz- nego kwasy. Ad 2. E lektrony zw alniane w czasie
4
5
4. P oznań. M uzeum N arodow e. S zabla „ B ato ró w k a”, podobizna k ró la S te fa n a B atorego i n ap isy n a k lin dze — s ta n w czasie k o n se rw ac ji. (Fot. L eon Perz) 4. P oznań. M usée N ational. Le sa b re d it „du ro i B a to r y ”, l ’im age du ro i E tie n n e B a to ry e t les in sc rip tio n s
s u r la lam e du sa b re — p e n d a n t la re s ta u ra tio n
5. P oznań. M uzeum N arodow e. S zabla „B ato ró w k a ”, h e rb k ró la S tefan a B ato reg o n a klin d ze — sta n w cza
sie k o n se rw ac ji. (Fot. Leon P erz)
5. P oznań. M usée N atio n al. L e sa b re d it „du roi B a to r y ”, les arm o irie s du ro i E tie n n e B a to ry su r la la
m e du sa b re — p e n d a n t la r e s ta u ra tio n
6. P o zn ań M uzeum N arodow e. S zabla „B ato ró w k a ”, rę k o je ść i fra g m e n t k lin g i — sta n w czasie k o n se r
w acji. (Fot. L eo n Perz)
6. P o zn ań . M usée N atio n al. Le sa b re d it „du roi B a to r y ”, la poignée e t un fra g m e n t de la lam e d u s a
7
9
3
7. P oznań. M uzeum N arodow e. S zabla „ B a to ró w k a”. fra g m e n t rę k o je śc i — sta n p o k o n se rw ac ji. (Fot.
Leon Perz)
7. P oznań. M usée N atio n al. Le sa b re d it „du ro i B a to r y ”, f ra g m e n t de la poignée — a p rè s la r e s ta u ra tio n
8. Poznań. M uzeum N arodow e. S zab la „B ato ró w k a”, f ra g m e n t ręk o je ści — s ta n po k o n se rw ac ji. (Fot. Leon
Perz)
8. P oznań. M usée N atio n al. Le sa b re d it „du ro i B a to r y ”, fra g m e n t de la p oignée — a p rè s la re s ta u ra tio n
9. P oznań. M uzeum N arodow e. S zabla „B ato ró w k a”, fra g m e n t okucia pochw y — sta n po k o n se rw ac ji. Fot.
L eon P erz
9. Poznań. M usée N ational. Le sa b re d it „du ro i B a to r y ”, fra g m e n t d ’a rm a tu re du fo u rre a u — a p rè s la
przechodzenia żelaza ze stanu m etalicznego w stan jonowy (roztwarzanie się żelaza) płyną do m etalu mniej aktywnego, gdzie ich energia staje się m niejsza. Usuwa to nadmierny ładu nek ujem ny z powierzchni żelaza i ułatwia opuszczenie powierzchni żelaza większej ilości jonów. Ad 3. Żelazo jest dobrym katalizatorem reakcji uwodornienia tlenu. Tlen cząsteczkowy w tej reakcji zostaje przetworzony na atomowy, łatwo reagujący z jonami żelazawym i. W w yn i ku reakcji jonu żelazawego z tlenem , powstaje uwodniony tlenek żelazowy, który jest właśnie rdzą.
Z przytoczonych w yników badań laborato ryjnych i rozważań teoretycznych wynika, że proces korozji stali klingi przyśpieszany był w pierwszym rzędzie przez obecność złotych in- krustaeji. N astępstw em tego procesu stało się zawieszenie złotych inkrustacji w osadach ko rozyjnych rdzy w skutek jej nagromadzenia się w m iejscach styku złota i żelaza oraz wokół inkrustacji. Całkowite usunięcie rdzy m usiało by za sobą pociągnąć oddzielenie inkrustacji od klingi. Ponieważ w składzie chem icznym rdzy nie znaleziono elem entów w znaczniejszy spo sób aktywizujących proces korozji, uznano za m ożliwe częściowe zachowanie osadów korozyj nych, zwłaszcza pod inkrustacją.
2. R ę k o j e ś ć i o k u c i a b r ą z o w e r ę k o j e ś c i . Stan zachowania był na tyle do bry, że można było ograniczyć się do oczy szczenia i w ypełnienia drobnych, szpecących ubytków kości.
3. P o c h w a . Okucia pochwy, wykonane ze srebra złoconego, zachowały się dobrze. Moż na było ograniczyć się do ich oczyszczenia. Po nieważ drewniane elem enty pochwy, chociaż połamane, zachowały się w komplecie, w ystar czyło je skleić. Ze względu na dobry stan za chowania dekoracyjnych elem entów szabli o znacznej wartości estetycznej, konieczne stało się pokrycie pochw y szabli nowym aksamitem koloru amarantowego. Zachowane resztki daw nego aksamitu dołączono do dokumentacji.
K O NSERW ACJA O BIEKTU
K onserwację obiektu przeprowadził zast. konserwatora Edmund Wojtyniak, kierownik pracowni konserwacji m etali Muzeum Narodo wego w Poznaniu, przy współpracy pracowni konserwacji rzemiosła artystycznego (rękojeść kościana) i pracowni konserwacji tkanin (aksa mit), według wskazań laboratorium. Osady ko rozyjne rdzy zostały zdjęte m echanicznie, na sucho, za pomocą zespołu igieł z twardej stali, o trójkątnych ostrzach, osadzonych w rękoje ściach. Praca wym agała staranności i ostrożno ści, z uwagi na m ożliwość usunięcia i uszkodze nia złotych inkrustacji. Po zdjęciu osadów rdzy, powierzchnię zabezpieczono acetonowym roz tworem azotanu celulozy. Miało to na celu za pobieżenie dalszej korozji i odpadaniu zło tych inkrustacji. Rękojeść wym agała odrębne go traktowania. Ubytki w kości wypełniono specjalnym kitem, opartym na żyw icy karba- m inowej. Kość oczyszczono detergentem na m o kro, po czym wysuszono. Okucia rękojeści z brązu złoconego oczyszczono kolejno: aceto nem, etanolem i benzenem. Powierzchnię rę kojeści zabezpieczono roztworem cellonu w ace tonie. Okucia pochwy, wykonane ze złoconego srebra, oczyszczono podobnie jak okucia ręko jeści sporządzone z brązu złoconego. Połamaną drewnianą pochwę poklejono klejem em u lsyj nym oraz pokryto nowym aksamitem koloru amarantowego. Na pochwę nałożono oczyszczo ne okucia, również zabezpieczone roztworem cellonu przed niepotrzebnym ścieraniem złota przez chwytanie. W wyniku^przeprowadzonej konserwacji zbiory Muzeum Narodowego w Poznaniu wzbogaciły się o ciekaw y obiekt (il. 2, 3). Został on włączony do kolekcji m ili tariów i przeznaczony do wyeksponowania w Dziale Historii Wojskowości.
m g r A le k sa n d ra W asilkow ska m gr J a n u s z L eh m an n
M uzeum N arodow e w P ozn an iu
LE PROBLÈME DE LA CONSERVATION D’UN SABRE HISTORIQUE DU POINT DE VUE DE LA CORROSION DES MÉTAUX
L ’a te lie r de co n serv atio n des m é ta u x a u M usée N a tio n a l de P o zn ań a ré a lisé la re s ta u r a tio n d ’un sa b re d it „du ro i B a to ry ”, d éc o u v ert p e n d a n t les tr a v a u x de co n stru c tio n à l ’A ncienne V ille d e P oznań.
L a la m e p o r ta n t des in sc rip tio n s d ’or, é ta it d a n s u n é ta t de co rrosion avancée. Le f o u rre a u en bois r e c o u v e rt d e v elo u rs e t a y a n t une a r m a tu r e en a rg e n t d o ré a v a it é té cassé. L ’a rm a tu re d u fo u rr e a u e t la p oig n ée d u sa b re é ta ie n t e n bon é t a t de conservation.
N ous avons o b se rv é q u e la corrosion é ta it p a r ti c u liè re m e n t av a n cé e d an s les e n d ro its où l ’ac ie r de la
lam e to u c h a it à l ’o r des inscrip tio n s. C ela con firm e le f a it q u ’u n m é ta l p réc ieu x e n co n tact avec u n m é ta l m oins p réc ieu x accélère la corrosion de ce d e rn ie r. In v e rse m e n t, un m é ta l m oins p réc ieu x en co n tac t avec un m é ta l p réc ie u x le p ro tèg e co n tre la corrosion, p e n d a n t que lu i-m ê m e su b it u n e corrosion accélérée.
L a co n serv atio n d e la lam e a y a n t p o u r b u t la p ro tec tio n des in c ru statio n s en or des p a rtie s corrodées a é té fa ite p a r des m oyens m écaniques. Le fo u rre a u a é té collé, re c o u v e rt d ’un v e lo u rs n e u f et l’a r m a tu re a é té nettoyée.
