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Laser selectivity on cleaning museologic iron artefacts

Authors: Pereira, Gilberto; Pires, Margarida; Costa, Benilde F. O.; Costa, Fernanda,

Ref.: Corrosão e Protecção de Materiais 27, 74-81 (2008)

Abstract: Three distinct techniques were used to clean Fe alloys objects with surface corrosion. These objects are presently kept in Physics Museum of the University of Coimbra. The techniques used were mechanical, chemical (EDTA solution) and LASER (pulsed CO2 and Nd:YAG - Q-Switch). The chemical characterisation and the evaluation of the cleaning degree were done by transmission 57Fe Mössbauer spectroscopy. The results suggest that: the mechanical process of cleaning does not allow total removal of corrosion, reaching easily the substrate and so causing mechanical damage; the cleaning method using EDTA in confined environment and high controlled conditions, removes the corrosion products efficiently, without damaging the surface; and the cleaning methods using LASER although not achieving complete removal of corrosion, show clear characteristics of selectivity when acting on the corrosion layer or on the metal surface. Resumo: A fim de estudar processos de limpeza de corrosão em superfícies de ligas de ferro, foram utilizadas três técnicas distintas. As técnicas de limpeza utilizadas foram a limpeza mecânica, a limpeza química (com uma solução de EDTA) e a limpeza por laser. Estas técnicas foram aplicadas a objectos museológicos, pertença do Museu de Física da Universidade de Coimbra. O grau de limpeza obtido pelas diferentes técnicas foi caracterizado quimicamente e avaliado por espectroscopia 57Fe Mössbauer por transmissão. Os resultados obtidos sugerem que: o processo de limpeza mecânica, não remove completamente a corrosão, além de que atinge facilmente o substrato de ferro, causando dano mecânico na superfície; a limpeza química com uma solução de EDTA, realizada em condições controladas e em espaço confinado, remove eficientemente os produtos de corrosão, sem danos visíveis na superfície; por último a técnica limpeza por laser, embora não removendo a corrosão completamente, mostra características claras de selectividade na actuação sobre a camada de corrosão ou sobre a superfície metálica.