1. טיפול בממצאים – מעבדת מתכות
‘Gold is for the mistress – silver for the maid,
Copper for the craftsman cunning at his trade,
“Good!” said the Baron, sitting in his hall,
But iron, cold iron is the master of them all.’
Rudyard Kipling
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

2. הקדמה – מבנה ומאפיינים של מתכת
המתכת מופקת ממינרלים המצויים בטבע.
תהליך ההפקה צורך השקעת אנרגיה רבה ע"י חימום, וכרוך בריאקציות כימיות.
לרוב, נמצא בעתיקות סגסוגת (תרכובת) של לפחות שני סוגי מתכת, לצורך קבלת תכונות מסויימות והורדת טמפרטורת ההתכה.
מינרלים של נחושת
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

3. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
מתכת – מבנה ומאפיינים
מבנה קריסטלי מסודר וצפוף לפי תבניות (שריגים) שונות.
מצב צבירה מוצק (למעט הכספית – נוזל)
פני שטח מבריקים
טמפרטורות התכה גבוהות
מוליכות חשמל
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

4. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
מתכת – מבנה ומאפיינים
מבנה המקנה למתכות חוזק אך גם גמישות (למשל, ברזל)
מבנה המקנה למתכות גמישות ויכולת עיבוד (למשל, נחושת, עופרת, כסף, זהב ועוד)
FCC Face-Centred Cubic
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

5. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
בלייה והרס
בלייה – תהליך בלתי הפיך בו החומר שואף להגיע למצב יציב יותר, תוך כדי שינויים (עד כדי אובדן תכונות) מכניים וכימיים במבנהו.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

6. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
בלייה והרס
תהליך הבלייה וההרס מתחיל מיד לאחר הייצור, כאשר החפץ נמצא בשימוש וחשוף לפגעי הסביבה.
בזמן הקבורה באדמה, המתכת מגיעה לשיווי משקל עם הסביבה.
כל שינוי בתנאים גורם לשבירת ש"מ זה, ועל כן בעל אופי הרסני.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

7. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
הגורמים לבלייה
בשלב הייצור: יציקה, שימוש בפטיש לחיזוק, עיטור וכד'
בשלב השימוש: נזקים ותיקונים, שימוש חוזר
בשלב הקבורה: תנאי ומקום הקבורה, סוגי מלחים, שינויים בסביבה
משלב ההוצאה ואילך: שינוי פתאומי בתנאי הסביבה, פגיעה במהלך החפירה, שימור ואריזה, מחקר ארכיאולוגי, תצוגה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

8. קורוזיה של מתכות
רוב המתכות, למעט זהב ופלטינה, הינן לא יציבות. כלומר, בעלות נטייה חזקה להגיב עם יסודות אל-מתכתיים כגון חמצן, גופרית, פחמן, כלור וזרחן, ליצירת תרכובות חדשות.
(בתהליכים אלו, המתכת מאבדת את תכונותיה)
קורוזיה – תהליך כימי ו/או אלקטרוכימי בין המתכת לסביבה, בו המתכת חוזרת למאפייניה המינרליים.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

9. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
ברזל - מאפיינים
לרוב מכיל ריכוזים של פחמן המשפיעים על תכונותיו.
העשרה בפחמן (גם
על פני השטח בלבד) מחזקת את הברזל.
סמל כימי Fe
מספר אטומי 26
סדרה כימית
מתכות מעבר
מראה
מתכת מבריקה בגוון אפרפר
מצב צבירה (טמפ' החדר)
מוצק
טמפ' התכה
C° 1,538
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

10. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
ברזל - קורוזיה
רגישות לחמצן וללחות (עד 20%)
הברזל מתחמצן בקלות ע"י החמצן באוויר ו/או בלחות (ובאתרים ימיים מהמים), וכך נוצרת חלודה.
החלודה יכולה להיווצר על פני השטח או לכרסם מבפנים. היא מפוררת את המתכת ע"י הפיכת ברזל מתכתי ליוני ברזל.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

11. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
ברזל – מאפיינים וסוגים
תכולת הפחמן מבדילה בין סוגי הברזל השונים:
Wrought Iron – ברזל מעובד/ חשיל. ריכוז הפחמן עד כ- 0.5%.
Steel – פלדה % תכולת פחמן.
Cast Iron – ברזל יצוק. תכולת פחמן מעל 1.5%. תכולת הפחמן הגבוהה עושה את הברזל קשה וחזק יותר, אך הוא נהיה גם פריך ושביר יותר ולכן לא ניתן לעבד אותו.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

12. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
ברזל - קורוזיה
רגישות לכלורידים
כלורידים נמצאים בקרקע ובמי-ים.
הם מגיבים עם הברזל וגורמים לעיוותו. החפצים אף עלולים להגיע למצב של גושים א-מורפיים בלתי מזוהים.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

13. ברזל – טיפול ראשוני בשטח
בשל ריכוזים גבוהים של כלורידים חפצי הברזל הנחשפים עלולים להתפורר.
חשוב לזכור כי גם כאשר פני השטח נראים במצב טוב ויציב, ייתכן כי מבפנים החפץ חלש ואכול ע"י קורוזיה.
מכיוון שלא ניתן לאמוד את מצב ההשתמרות בשטח, יש תמיד לנהוג במשנה זהירות עם החפצים.
חפץ רטוב יש לשמור בתנאים בהם הוא נמצא. לא לייבש ו/או לחמם ו/או לשטוף במים נקיים. שמירה על סביבה קרובה לסביבה בה נמצא החפץ (מבחינת לחות, ריכוז מלחים וכו') תאט את התפשטות הקורוזיה.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

14. ברזל – טיפול ושימור במעבדה
שמירה על תנאי לחות נמוכה.
ניקוי מכני להסרת הכלורידים המזיקים ולהסרת אוקסידים (חלודה) במידת האפשר.
הדבקה במידת הצורך ע"י דבק מיוחד (אפוקסי).
ציפוי בשכבת מגן (Paraloid, MicroCrystalline Wax).
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

15. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

16. סגסוגת נחושת - מאפיינים
העשרה בארסן/ בדיל/ עופרת/ אבץ/ אנטימון מחזקת את הנחושת.
סמל כימי Cu
מספר אטומי 29
סדרה כימית
מתכות מעבר
מראה
גוון נחושת מתכתי
מצב צבירה (טמפ' החדר)
מוצק
טמפ' התכה
C° 1,084
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

17. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
ברונזה – מאפיינים
ברונזה הינה הסגסוגת המוכרת ביותר.
לנחושת מוסיפים עופרת ו/או בדיל ו/או ארסן ועוד. סוג הברונזה נקבע לפי הריכוזים השונים.
הרבה פעמים לממצאים מברונזה קיימת פטינה (שכבה שמגינה על פני השטח) – תוצר של קורוזיה כימית/ אלקטרוכימית של המתכת עם הסביבה.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

18. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
סגסוגת נחושת - קורוזיה
רגישות למלחים, בעיקר אלה המכילים כלורידים וסולפידים.
נחושת מתכתית חוזרת למצב היוני ליצירת: CuCl, CuS ו- Cu2S.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

19. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
סגסוגת נחושת - קורוזיה
רגישות לחמצן וללחות (עד 25%)
הנחושת מתחמצנת לקופריט Cu2O.
כמו-כן, הלחות בסביבה מגבירה את האקטיביות של CuCl, ובכך מאיצה את התפשטות הקורוזיה.
ובנוסף, למתכות הנוספות אשר נמצאות בסגסוגת רגישויות משלהן.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

20. סגסוגת נחושת – טיפול ראשוני בשטח
לצלם את החפץ בתוך האדמה במידה והוא שביר.
להוציא עם האדמה הסובבת כדי למנוע פגיעה במתכת.
לייבש בצל ולערוך מיון ראשוני.
אין לשטוף את הממצאים!
כאשר הקורוזיה עמוקה והחפץ לא יציב, יש לתמוך אותו בתחתיתו בעזרת לוח עץ או פלסטיק. ניתן להתייעץ עם משמר.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

21. סגסוגת נחושת – טיפול ושימור במעבדה
שמירה על תנאי לחות נמוכה.
ניקוי מכני להסרת צמידה ואדמה.
במידת הצורך, טיפול כימי עם אלקליין גליצרול.
שטיפה במים מזוקקים עד להגעה ל- pH נייטרלי.
ייבוש בתנור בטמפ' נמוכות.
הדבקה במידת הצורך ע"י דבק מיוחד (סופרגלו, אפוקסי) ו/או מילוי.
ציפוי בשכבת מגן (Paraloid).
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

22. סגסוגת נחושת – טיפול ושימור במעבדה
חיזוק
חפצים לא יציבים עוברים תהליך חיזוק בנוסף:
טיפול כימי עם תמיסת BTA בתנאי ואקום במשך זמן מינימום של 3 שבועות.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

23. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

24. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
עופרת - מאפיינים
מתכת רכה מאוד ורעילה מאוד
שכבת אוקסיד דקה(PbO) מגינה על פני השטח, אך המתכת עדיין רגישה מאוד לסביבה
סמל כימי Pb
מספר אטומי 82
סדרה כימית
מתכות
מראה
גוון אפרפר - כחלחל
מצב צבירה (טמפ' החדר)
מוצק
טמפ' התכה
C° 327.5
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

25. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
עופרת - קורוזיה
רגישות לסביבה חומצית
רגישות למלחים, בעיקר אלה המכילים כלורידים, סולפידים וקרבונטים
רגישות לחמצן וללחות (עד 25%)
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

26. עופרת – טיפול ראשוני בשטח
להיזהר ולהימנע משריטת הממצא, יש לזכור כי המתכת רכה מאוד.
אם נמצא חפץ מגולגל – אין לנסות לפתוח בשטח
יש למנוע מגע של עופרת עם חומרים בעלי גוון חומצי כגון עץ, קרטון ואף נייר רגיל
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

27. עופרת – טיפול ושימור במעבדה
שמירה על תנאי לחות נמוכה.
ניקוי מכני עדין מאוד להסרת צמידה ואדמה.
במידת הצורך, טיפול כימי עם תמיסתEDTA בריכוז נמוך.
שטיפה במי ברז קרים עד הגעה ל- pH נייטרלי.
ייבוש בתנור בטמפ' נמוכות.
הדבקה במידת הצורך ע"י דבק מיוחד (סופרגלו, אפוקסי).
ציפוי בשכבת מגן (Paraloid).
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

28. עופרת – טיפול ושימור במעבדה
חפצי עופרת מגולגלים נפתחים בזהירות רבה באמצעים מכניים ובעזרת אלקטרוליזה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

29. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
כסף - מאפיינים
מכיל אחוז נמוך של אי-ניקיונות כמו עופרת ונחושת
מתכת רכה יחסית, לרוב מועשרת בתוך סגסוגת למען חיזוקה או משמשת כציפוי
סמל כימי Ag
מספר אטומי 47
סדרה כימית
מתכות מעבר
מראה
מתכת לבנה בוהקת
מצב צבירה (טמפ' החדר)
מוצק
טמפ' התכה C°
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

30. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
כסף - קורוזיה
נוכחות של יוני גופרית (סולפידים) גורמת לכסף להשחיר
רגישות לחמצן וללחות (עד 25%)
בנוסף, קורוזיה של נחושת בסגסוגת
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

31. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
כסף – טיפול ראשוני בשטח
לא תמיד ניתן לזהות ממצאים מכסף בשטח, בשל אחוז גבוה של נחושת
הרבה פעמים המתכת דקה מאוד ושברירית ויש לנהוג עימה במשנה זהירות
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

32. כסף – טיפול ושימור במעבדה
שמירה על תנאי לחות נמוכה.
ניקוי מכני עדין מאוד להסרת צמידה ואדמה.
במידת הצורך, טיפול כימי עם חומצת נמלים בריכוז נמוך או אמוניום הידרוקסיד.
טיפול אלקטרוכימי עם תמיסת Roshell ונייר כסף.
שטיפה במים מזוקקים עד הגעה ל- pH נייטרלי.
ייבוש בתנור בטמפ' נמוכות.
הדבקה במידת הצורך ע"י דבק מיוחד (סופרגלו, אפוקסי).
ציפוי בשכבת מגן (Paraloid).
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

33. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

34. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
זהב - מאפיינים
מתכת אצילה
לרוב נמצא כסגסוגת עם כסף (זהב לבן) או עם נחושת (זהב אדום)
סמל כימי Au
מספר אטומי 79
סדרה כימית
מתכות מעבר
מראה
צהוב
מצב צבירה (טמפ' החדר)
מוצק
טמפ' התכה C°
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

35. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
זהב - קורוזיה
הזהב עצמו אדיש לקורוזיה, אך המתכות הנלוות בסגסוגת (בעיקר נחושת) פגיעות.
בנוסף, יש נטייה לצמידה קשה על פני השטח.
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

36. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
זהב – טיפול ראשוני בשטח
הרבה פעמים המתכת דקה מאוד ושברירית ויש לנהוג עימה במשנה זהירות
המתכת רכה מאוד ועל כן יש להיזהר לא לשרוט את הממצא
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

37. זהב – טיפול ושימור במעבדה
ניקוי מכני עדין מאוד להסרת צמידה ואדמה, במידת הצורך.
הסרת צמידה "עקשנית" באמצעות חומצה פורמית (חומצת נמלים) בריכוז נמוך, למניעת שריטות.
הדבקה במידת הצורך ע"י דבק מיוחד (סופרגלו, אפוקסי).
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

38. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
מקרים מיוחדים
חפצים/ מטבעות עם ציפוי זהב/ כסף
שילובים של עופרת עם ברזל/ נחושת עם עופרת ועוד
שילובים של מתכת עם חומר אורגני (אריג/ עץ/ עצם)
שילוב של מתכת עם קרמיקה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

39. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

40. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

41. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
אריזה
מטבעות יש לארוז במעטפות בצורה מסודרת. יש לסמן מס' הרשאה ומס' סל על כל מעטפה בנפרד. מטבעות מעופרת יש לארוז בשקית פוליאתילן
חפצים יש לארוז בשקיות פוליאתילן. יש להשאיר את השקית פתוחה או לעשות בה חורים
יש להפריד בין מתכות שונות באריזה (אפילו הן מאותו סל)
ממצאים שבירים יש לצלם ולארוז עם אדמה בקופסא נפרדת
יש להעביר את הממצאים במהירות האפשרית למעבדה
לאחר טיפול, בזמן עבודה עם החפצים - יש לדאוג לסיליקה ג'ל תקינה (בצבע כחול) כל הזמן ולהקפיד על סגירת הקופסא
יש להחזיר את הממצאים למחסן מעבר בתום הזמן המוקצב
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

42. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
טיפול חוזר
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

43. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
תיעוד
לכל טיפול במעבדה יש כרטיס משלו לפי חפירה
במקרים מיוחדים של קורוזיה/ טיפול/ ממצאים – הממצא מצולם לפני ואחרי הטיפול ובמידת הצורך גם בתהליך הטיפול
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

44. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
בדיקות פולשניות
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

45. לסיכום - הנק' החשובות ביותר בטיפול בשטח
לסיכום - הנק' החשובות ביותר בטיפול בשטח
הוצאה נכונה
אריזה טובה ומתאימה
העברה לטיפול בלעדי במעבדה
טיפול במעבדה: עדיפות לטיפול מכני, שימוש בתמיסות חלשות במקרה הצורך
חשוב לדעת – גם לאחר טיפול לא ניתן למנוע קורוזיה אלא רק לעכבה ע"י שמירה בתנאים מבוקרים (טמפ' של 20 מעלות צלזיוס, לחות 20%)
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה

46. תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה
ביבליוגרפיה
The Elements of Archaeological Conservation / J.M. Cronyn
In Situ Archaeological Conservation / The Getty Conservation Institute
Copper and Bronze Corrosion, Colorants, Conservation / David A. Scott
תחום טיפול בממצאים, רשות העתיקות קורס שימור בארכיאולוגיה