Μελέτη αρχαιολογικών και σύγχρονων κεραμικών αντικειμένων με φυσικοχημικές τεχνικές
Creators: name: Καζάκου, Θεοδώρα Ζαχαρία
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: κεραμικά
φυσικοχημικές-τεχνικές
ceramics
physical-chemical characterization

description: Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας αποτελεί η κατά το δυνατό πληρέστερη μελέτη διαφορετικών κεραμικών αντικειμένων κάνοντας χρήση φυσικοχημικών τεχνικών χαρακτηρισμού, με σκοπό την εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με τα κύρια συστατικά τους και τις συνθήκες κατασκευής τους (θερμοκρασίες και ατμόσφαιρα όπτησης). Τα κεραμικά αντικείμενα είναι πολύ σύνθετα υλικά όσο αφορά στην ορυκτολογική τους σύσταση. Συχνά αποτελούνται από ένα μεγάλο πλήθος ορυκτών, συμπεριλαμβάνοντας μείγματα διαφορετικών αργιλικών ορυκτών καθώς και κλαστικούς κόκκους, όπως χαλαζία, αστρίους, ασβεστίτη και μια ποικιλία από άλλα συνοδά ορυκτά. Επιπλέον, υφίστανται φυσικές και χημικές μεταβολές κατά την όπτησή τους, οι οποίες εξαρτώνται όχι μόνο από την αρχική ορυκτολογική τους σύσταση, αλλά και από τη μέγιστη θερμοκρασία, τη διάρκεια και τις συνθήκες της όπτησης. Γι’ αυτό η χρήση μιας μόνο αναλυτικής τεχνικής δεν είναι επαρκής για τη μελέτη τους. Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιούνται συνδυαστικά οι συμπληρωματικές τεχνικές της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM-EDS), της Περίθλασης Ακτίνων-Χ (XRD), της Φασματοσκοπίας Υπερύθρου με Μετασχηματισμούς Fourier (FTIR) και της Θερμοσταθμικής Ανάλυσης (TGA) για τη μελέτη των κεραμικών. Αρχικά, με τη βοήθεια των τεχνικών αυτών εξετάσθηκαν λεπτομερώς δύο αρχαιολογικά κεραμικά αγγεία από την Κύπρο. Πρώτα έγινε η παρατήρησή τους με τη βοήθεια οπτικού μικροσκοπίου, κατά την οποία σχηματίστηκε μια πρώτη εκτίμηση σχετικά με το είδος και την τεχνολογία κατασκευής κάθε κεραμικού και ακολούθησε η λεπτομερέστερη μορφολογική και στοιχειακή ανάλυση της κεραμικής ύλης του με τη βοήθεια του Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου Σάρωσης και της Φασματοσκοπίας Ακτίνων-Χ Ενεργειακής Διασποράς. Στη συνέχεια εφαρμόστηκε η τεχνική της Περίθλασης Ακτίνων-Χ για την ορυκτολογική μελέτη κάθε κεραμικού και τον προσδιορισμό της σύστασής του. Σε αυτό βοήθησε και η χρήση της Υπέρυθρης Φασματοσκοπίας με Μετασχηματισμούς Fourier. Με σκοπό την πληρέστερη μελέτη κάθε κεραμικού και την εκτίμηση της θερμοκρασίας όπτησης αυτού, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της Θερμοσταθμικής Ανάλυσης. Για την περαιτέρω διακρίβωση της αρχικής τους σύστασης και των συνθηκών όπτησης, τα δείγματα μετά τη θερμική τους επεξεργασία μελετήθηκαν εκ νέου με τις φασματοσκοπικές τεχνικές της Περίθλασης Ακτίνων-Χ και της Φασματοσκοπίας Υπερύθρου με Μετασχηματισμούς Fourier. Από το σύνολο των μετρήσεων κατέστη δυνατή η εκτίμηση τόσο της σύστασης όσο και της μέγιστης θερμοκρασίας όπτησης των κεραμικών. Με σκοπό την εξέταση των συμπερασμάτων της παραπάνω μελέτης, εφαρμόστηκε αντίστοιχη διαδικασία σε δύο κεραμικά διακοσμητικά αντικείμενα της σύγχρονης εποχής, για τα οποία υπάρχει πληροφόρηση σχετικά με το είδος του πηλού που χρησιμοποιήθηκε και την θερμοκρασία όπτησης. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν επιβεβαιώθηκαν οι πληροφορίες για τα αντικείμενα αυτά. Οι παραπάνω τεχνικές χαρακτηρισμού εφαρμόστηκαν συνδυαστικά και σε τέσσερα κεραμικά αντικείμενα που ανήκουν στο Μουσείο Βυζαντινού Πολιτισμού της Θεσσαλονίκης. Τα δύο από αυτά, ένα θραύσμα αγγείου που μοιάζει με τμήμα λαβής και ένα λυχνάρι χρονολογούνται στον 6ο αι. μ.Χ., και τα άλλα δύο, μία ανατολικού (οθωμανικού) και μία δυτικού τύπου πίπα καπνού, χρονολογούνται στον 17ο αι. μ.Χ. Η εξέτασή τους έδειξε ότι πρόκειται για χρηστικά αντικείμενα που εμφανίζουν μεταξύ τους διαφορές τόσο στη σύσταση της κεραμικής ύλης από την οποία παρασκευάστηκαν, όσο και στη διαδικασία της όπτησης για την κατασκευή τους.
description: The subject of the present thesis is the thorough study of different ceramic artifacts with the use of various physical chemical techniques, in order to derive information about their main components and manufacturing conditions (heating temperature and atmosphere). Ceramics are very complicated regarding their mineralogical composition. Usually, they consist of a large number of minerals, including mixtures of different clay minerals as well as clastic grains, such as quartz, feldspars, calcite and several other accessory minerals. Moreover, they undergo physical and chemical alterations during heating, which depend not only on their original composition, but also on the highest temperature, the duration and the conditions of heating. For this reason, the use of just one analytical technique is not sufficient for their study. In this work, the supplementary techniques of Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TGA) are complementary used for the study of ceramics. With the use of the above techniques, two archaeological ceramic vessels from Cyprus and two ceramic artifacts of present time manufactured in Thessaloniki and the island of Naxos respectively, where thoroughly examined. The results of their analysis led to an estimation of both their composition and the highest heating temperature used. As far as the contemporary ceramics are concerned, the resulting conclusions were in good agreement with the information provided by the manufacturers. In addition, the physical chemical techniques mentioned above were complementary used for the examination of four ceramic objects that belong to the Museum of Byzantine Culture of Thessaloniki. Two of them, a fragment of a vessel that looks like a handle and an oil lamp, date back to the 6th century A.C., while the other two, an ottoman and a western type tobacco pipes, belong to the 17th century A.D. As it was revealed by their study, they are utilitarian objects that exhibit differences in the composition of the raw materials, as well as the heating process applied for their fabrication.