Corrosion behaviour of modern bronzes simulating historical alloys

Abstract

Les métaux et les alliages comme le cuivre et le bronze utilisés pour les monuments et les objets artistiques sont affectés par la pollution de l'air et les dépots acides. Quelques études sur la dégradation du bronze ont relevé la relation qui existe entre le dégât et les facteurs de l'environnement, comme les composés du soufre, d'azote et du chlore. Afin de détecter l'influence spécifique des plus importants facteurs de l'environnement sur le degré et la morphologie de corrosion des bronzes, trois alliages avec différents pourcentages en poids d'étain (Sn) ont été testés. Les tests électrochimiques et gravimétriques ont été effectués en solutions de NaNO3, NaCl et (NH^SO^ On a trouvé que l'action des composés agressifs est classée dans l'ordre suivant : sulfate»nitrate>chlorure et que la résistance à la corrosion des bronzes augmente proportionnellement au pourcentage du poids de l'étain. Les observations métallographiques ont été faites par microscopie optique et électronique à balayage. Des analyses des produits d'oxydation présents au niveau de la surface des bronzes ont été réalisées par la spectrométrie à sélection d'énergie et la diffraction des rayons X. Des détails supplémentaires concernant le phénomène de la corrosion ont été obtenus en utilisant le microscope STM.

A global approach to the authentication of ancient bronzes based on the characterization of the alloy–patina–environment system

“…As suggested by [26,[32][33][34] and confirmed by [31,41,42], the formation process of bronze patinas in natural environments is mainly related to a decuprification phenomenon, the selective dissolution of copper, connected to an internal oxidation of the alloys. This has been evidenced since 50 years ago for ancient and historical metals [21,26,28,[31][32][33][34][35][36], but also more recently for synthetic bronzes artificially corroded in aqueous solutions [24,37,38,43].…”

Electrochemical Polarization as a Sustainable Method for the Formation of Bronze Patina Layers on a Quaternary Copper Alloy: Insight into Patina Morphology and Corrosion Behaviour

“…Also, patina characterization provides information about long-term corrosion processes of copper alloys in different applications, such as the developing of canisters for nuclear waste deposits [18]. Patina formation can be induced by several methods such as the wet and dry method [19], dripping [20], torch [21,22], immersion [23,24], dabbing [25], exposition to acid vapours [26] and electrochemical polarization [5,27]. However, with exception of the electrochemical polarization, the vast majority of these methods require the use of acid substances (HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 ) which need more caution to use due to the risk that represents to human health and environment.…”

Tracking the Progression of the Simulated Bronze Disease—A Laboratory X-ray Microtomography Study

“…The simulation experimental method enables a more targeted study of a single type of bronze corrosion because it can design a reasonable experimental procedure according to the principle of bronze corrosion, select a reasonable corrosion starting point and eliminate the interference of other bronze corrosion [ 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ]. The simulation experimental method proposed in this article is an efficient implementation of an exploratory micro-CT imaging process to study the characteristics of the formation of bronze disease corrosion products, which is the most damaging type of bronze corrosion.…”