Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 5
1.1. Физико-химические представления о стекле и смальте 5
1.2. Из истории стекла 7
1.2.1. Основные центры стеклоделия доломоносовского периода 7
1.2.2. Технология изготовления цветных стекол и смальт XVIII в 9
1.2.3. Лабораторный журнал М.В. Ломоносова 15
1.2.4. Усть-Рудицкое производство стекла и смальт 17
1.2.5. Раскопки В.В. Данилевского в 1949-1952 гг 23
1.3. Химический состав стекол и тиглей из Усть-Рудицы 25
1.3.1. Химический состав смальт (исследования 1950-х гг.) 25
1.3.2. Химический состав тиглей (исследования 1929 г.) 28
1.3.3. Химический состав тиглей (исследования 1959 г.) 29
1.3.4. Исследование состава смальт инструментальными методами анализа
(исследования 2011 г.) 29
1.4. Современные методы исследования, применяемые в работе 30
1.4.1. Ретгенофлуоресцентная спектроскопия (РФС) 30
1.4.2. Растровая электронная микроскопии (РЭМ) 34
Глава II. Экспериментальная часть 40
2.1. Описание образцов 40
2.2. Результаты исследований 41
2.2.1. Растровая электронная микроскопия 41
2.2.2. Рентгенофлуоресцентная спектроскопия 45
2.3. Обработка результатов анализа РЭМ 46
Глава III. Обсуждение результатов анализа 48
3.1. Образцы огнеупорноых материалов 48
3.2. Образцы смальт 52
Выводы 56
Литература
Стекло известно человеку с древнейших времен. Наконечники стрел, ножи и т. п., изготовленные первобытным человеком из природного вулканического стекла (обсидиана), были найдены в самых различных местах земного шара.
Получение стекла, очевидно, было случайным. Производство стекла в Древнем Египте началось около 3000 лет до н. э. Из стекла делались различные украшения, амулеты. Цилиндр из светло-голубого стекла прекрасного качества, найденный в Тель-Асмаре, близ Багдада (современный Ирак), сделан в середине 3-го тысячелетия до н. э. Найденная при раскопках знаменитая ваза с начертанным на ней именем ассирийского царя Саргопа II (722— 705 до н. э.), находящаяся в Британском музее, поражает своей красотой.
Кроме привычного нам прозрачного и цветного стекла, существует непрозрачное цветное стекло, называемое смальтой. Смальту используют для создания мозаичных панно, репродукций картин и тому подобное. В мировой истории с течением времени центры производства подобного материала сменяли друг друга: вначале был Древний Рим, затем Византия, после падения которой на смену пришла Италия. Но высокая стоимость смальты и самих мозаичных работ привели к доминированию живописных и фресковых техник в отделке храмов, дворцов и общественных помещений. Мастера-стекловары постепенно сделали технологию выплавки смальт секретной, что также способствовало превращению процесса изготовления смальтовых мозаик в редкое и эксклюзивное искусство.
В средневековую Россию мозаичное искусство пришло из Византии, но затем было утрачено. В XVIII веке Михаил Ломоносов фактически заново открыл технологию смальт для России. Поставив более 4 тысяч опытов [1], М. В. Ломоносов нашел способ получать смальты практически любого цвета и большого числа оттенков. Недалеко от Ораниенбаума, в местечке Усть-Рудица М. В. Ломоносов построил фабрику цветного стекла и смальты, начавшую выпуск продукции с 1754 года.
В 1768, после смерти великого ученого завод перестал действовать, а точных рецептур изготовления его цветных стекол и смальт не сохранилось. По сей день историки, стеклоделы, археологи, химики, искусствоведы предпринимают попытки воссоздать рецептуры Ломоносова. И химики в этом направлении могут сделать большой прорыв, изучив более точно химический состав стекол и смальт. Подобной проблемой занимались многие исследователи, проводились химические анализы классическими методами по материалам экспедиций в Усть_Рудицу в середине XX века. Но аналитическая химия не стоит на месте, в XXI веке она располагает очень важными при анализе исторических объектов «неразрущающими» методами анализа, такими как рентгенофлуоресцентная спектроскопия (РФС), атомно-адсорбционный, атомно-эмиссионный анализы, масс-спектрометрия и пр., Целью настоящей работы является определение химического состава инструментальными методами анализа найденных в 2014-2015 году в Усть-Рудице цветных смальт и остатков огнеупорных материалов. В связи с чем были поставлены следующие задачи:
• определение состава образцов методами ретгенофлуоресцентной спектроскопии (РФС) и растровой электронной микроскопии (РЭМ) с энергодисперсионным спектрометром;
• исследование влияния пропободготовки на результаты РФС образцов смальт;
• сопоставление результатов анализов образцов, полученных методами РФС и ЭМ между собой и с литературными данными.
Инструментальный анализ проводился в Ресурсном центре СПбГУ «Методы анализа состава вещества» и в Лаборатории электронной микроскопии ИВС РАН.
1. Проведены анализы образцов Усть-Рудицкой фабрики цветного стекла современными неразрушающими инструментальными методами анализа: рентгенофлуоресцентная спектроскопия (РФС) и растровая электронная микроскопия с энергодисперсионным спектрометром (РЭМ).
2. Методом РЭМ показано, что образцы огнеупорного материала имеют кристаллическую структуру, а наплывы на этих образцах - аморфную.
3. Методом РФС в образцах смальт обнаружены оксиды (CuO, MnO), которые определяют окраску этих образцов.
4. Сопоставление количественных данных РФС и РЭМ выявило ряд методологических проблем, на которые необходимо обратить внимание в последующих работах: выбор условий снятия спектров, отсутствие стандартных образцов, применимость к исследуемым образцам прикладных программ обработки получаемых спектров.
