New model of outdoor bronze corrosion and its implications for conservation

International audienceA new model that takes into account both the tin and the copper in the alloy is proposed to improve the understanding of deterioration processes of outdoor bronze sculptures. The corrosion mechanism relates to the selective dissolution of copper. Two main processes occur: the process of tin oxidation with the formation of insoluble tin compounds which remain in the corrosion film, and the process of copper oxidation with the migration of copper ions to the surface. Considering this mechanism, the mechanical action coupled to acidity of the precipitations, two different evolutions at the surfaces are suggested. On the surfaces directly exposed to the rain, copper ions are washed out leaving a tin-rich external layer. A cyclic corrosion process is engaged. In the unexposed surfaces, the outermost layer is formed with well-known copper corrosion products. This model can be used to establish the degradation state of outdoor bronze sculptures for a new conservation approach

Apport de l'analyse statistique de la composition des produits de corrosion à la compréhension des processus de dégradation des bronzes archéologiques (Contribution of statistical analysis of corrosion products to the understanding of the degradation processes of archaeological bronzes)

Autorisation Dr P. LANOS (Rédacteur en chef) en date du 26/11/2010 - Archéosciences - Revue d'ArchéométrieInternational audienceThe corrosion products of three monophased bronzes, representative of Bronze Age objects, were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Contents of main chemical elements in the corrosion layers were identified. A model for the formation of the two principal corrosion structures in buried archaeological bronzes is proposed. Selective copper dissolution from the copper-tin alloy occurs via two transfer mechanisms: 1) by copper cations from the alloy corrosion; and 2) by anionic species of the soil electrolyte. A stationary state is reached after decades of burial, following which the corrosion process evolves only locally on the object.L'analyse élémentaire des composés de corrosion de trois bronzes monophasés, représentatifs d'un corpus d'objets de l'Age du Bronze, a été effectuée par microanalyse X sur microscope électronique à balayage. Les varations de teneurs en principaux éléments chimiques dans les couches de corrosion ont été caractérisés. Un modèle de formation des deux principales structures de corrosion des bronzes archéologiques enfouis est proposé. La dissolution sélective du cuivre de l'alliage peut être contrôlée par deux types de processus de transport : l'un, par les cations du cuivre issus de l'oxydation de l'alliage, l'autre par les espèces anioniques de l'électrolyte du sol. Un état stationnaire est probablement atteint après des durées d'enfouissement de quelques dizaines d'années. La corrosion n'évolue alors que localement sur l'objet

Apport de l'analyse statistique des produits de corrosion à la compréhension des processus de dégradation des bronzes archéologiques

The analysis of the corrosion products of three single phase bronzes, representative of a corpus of Bronze Age objects, was conducted by X-ray microanalysis on a scanning electron microscope. The variations of the main chemical species found in the corrosion products have been characterized. A growth model is suggested to explain the two main corrosion structures observed on archaeological bronzes. The selective dissolution ofthe copper from the alloy can occur via two mechanisms controlled by mass transfer one in relation with the copper cations, and the other one which is dependent on the diffusion of anionic species. A stationnary state is probably reached few decades after the burial. Then, the corrosion process can evoluate locally.L'analyse élémentaire des composés de corrosion de trois bronzes monophasés, représentatifs d'un corpus d'objets de l'Age du Bronze, a été effectuée par microanalyse X sur microscope électronique à balayage. Les variations des teneurs des principaux éléments chimiques dans les couches de corrosion ont été caractérisées. Un modèle de formation des deux principales structures de corrosion des bronzes archéologiques enfouis est proposé. La dissolution sélective du cuivre de Palliagc peut être contrôlée par deux types de processus de transport : l'un, par les cations du cuivre issus de l'oxydation de l'alliage, l'autre par les espèces anioniques de l'électrolyte du sol. Un état stationnaire est probablement atteint après des durées d'enfouissement de quelques dizaines d'années. La corrosion n'évolue alors que localement sur l'objet.Robbiola Luc, Fiaud Christian. Apport de l'analyse statistique des produits de corrosion à la compréhension des processus de dégradation des bronzes archéologiques. In: Revue d'Archéométrie, n°16, 1992. pp. 109-119

Etude de la corrosion de l'aluminium dans les mâchefers utilisés en technique routière (rôle inhibiteur des ions nitrate et silicate)

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Corrosion d'aciers faiblement alliés au silicium en solution aqueuse à 90C (action inhibitrice des silicates)

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Mise au point et étude des mécanismes d'action d'additifs biodégradables pour l'inhibition du pouvoir entartrant et corrosif des eaux de refroidissement industrielles

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Etude du mécanisme d'action du monofluorophosphate de sodium comme inhibiteur de la corrosion des armatures metalliques dans le beton

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF