Công ty TNHH Sao Đỏ Việt Nam

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kính khảm đỏ

EBSD được sử dụng phân tích trên vật liệu thô, được áp dụng để xác định các hợp chất ví dụ như phân biệt đồng kim loại, đồng cupit hoặc đồng, phân biệt các hợp chất sắt. Một ví dụ về kiểu hình mẫu EBSD ở một vị trí trên mẫu (hình 3), được thể hiện ở hình 4.

Bảng 1 Các tham số mạng được lấy từ tài liệu đã dùng để tạo ra đơn vị chuẩn

Hình 3 Hình ảnh BSE của mẫu đã kiểm tra : (a) dung dich pha đồng chiếm phần lớn trong mảnh kính đỏ;

(b) một mảnh oxit sắt có trong kính đỏ; (c) các hạt có mặt trên mảnh gốm vàng; (d) các hạt sắc tố đen lớn (mũi tên ) ở đáy men trong đồ gốm trang trí màu đen.

Như đã báo cáo trong bảng 1, có 20 pha đã được chọn để tạo ra kho dữ liệu để so sánh cho các kiểu hình thu được từ mẫu: Đồng kim loại Cu, Đồng (II) Oxit, Đồng (I) Oxit và 7 pha tương ứng với a- đồng (có tỉ lệ Sn khoảng ~1–15% khối lượng) và 10 pha của đồng thiếc (ví dụ, b-đồng d-đồng...). Hàng chục điểm đã được phân tích và các điểm hình ảnh sắc nét được tạo ra, Các chỉ số mô hình thu được hoàn toàn không bao gồm hợp chất đồng oxit và đồng thiếc, mô hình phù hợp nhất đạt được là đồng kim loại (Hình 4 bên trái).  Tuy nhiên, mô hình đồng kim loại lại khá giống với mô hình đồng thiếc thấp, bởi vậy trong điều kiện phân tích thông thường, mô hình đồng kim loại không thể phân biệt được với a–đồng.

Việc lập các chỉ mục của các hình ảnh EBSD thu được (hình 4, bên phải) từ mẫu sắt không đồng nhất (Hình 3b) được so sánh với pha tinh thể phổ biến nhất của sắt oxit như FeO, Fe2O3 và Fe3O4.  Dữ liệu EBSD cho thấy rằng việc đưa sắt vào (trong thủy tinh nóng chảy) được thực hiện dưới dạng quặng sắt (có thể chứa từ tính) hoặc sắt vụn (cũng chứa các hạt bị oxy hóa một phần, do ảnh hưởng của ứng suất phải chịu trong quá trình luyện sắt), điều này thể hiện một điều kiện thuận lợi cho sự hình thành huyền phù đồng kim loại dạng keo.

Kĩ thuật kính hiển vi được sử dụng đã cung cấp dữ liệu bổ sung, cho phép xác định các vật liệu thô dư thừa, đặc biệt là vật liệu đồng và các chất khử, Điều này rất quan trọng trong việc tìm hiểu về quá trình sản phẩm.

Hình 4 Hai bộ gồm bốn bức ảnh, mỗi bộ thể hiên cho kiểu hình EBSD (hình ảnh thang độ xám nền) được tạo ra tương ứng bởi pha mang đồng (đặt ở bên trái) và pha oxit sắt (đặt ở bên phải). Các giải pháp lập chỉ mục được đặt chồng lên trên mẫu EBSD với các vạch màu và chỉ số Miller. Chỉ có dung dịch 'đồng' và 'magnetit' là chính xác, so với 'cuprite' và 'hematit', như được phác thảo bởi một số dải được lập chỉ mục không chính xác được vẽ lại bằng màu vàng để so sánh (nét đứt = vẽ sai; nét liền = không được lập chỉ mục).

Đồ gốm trang trí màu vàng

Sắt, ở dạng Fe(III) bị oxy hóa, được cho là là tác nhân mang màu duy nhất ở một vài vị trí có men màu vàng đồng nhất (Bianchin et al. 2005). Trong tất cả các vùng màu vàng còn lại, dữ liệu phân tích vi mô của các tinh thể euhedral và các tập hợp hạt mịn cho thấy phép cân bằng hóa học tương thích với antimonate chì (tỷ lệ nguyên tử Pb/Sb @ 1) (Brianese et al. 2008). Hàng chục tinh thể lớn và nhỏ (kích thước vài micron) (Hình 3 (c)), được phân tích EBSD, cung cấp các mẫu nhiễu xạ đủ sắc nét để lập chỉ mục (Hình 5)

Hình 5 Một bộ bốn bức ảnh đại diện cho mẫu EBSD được tạo ra. Cùng một kiểu hình EBSD được lập chỉ mục khác nhau, với các vạch chồng màu, đề xuất giải pháp đúng (bindehimite = đỏ) và hai giải pháp sai khác (nadorite = vàng; rosiaite = xanh lục)

Đồ gố trang trí màu đen

Các mẫu gốm sơn và tráng men đã được chọn (Casellato et al. 2004, 2007) để kiểm tra sơ bộ bằng SEM nhằm xác định bản chất của các sắc tố được sử dụng cho đồ trang trí màu của chúng. Một nghiên cứu chi tiết bằng việc sử dụng hình ảnh BSE và phương pháp EDS đã xác định gần 50 hạt là tác nhân tạo màu có thể xảy ra. Việc phân tích các hạt này cho thấy thành phần khá đa dạng, nguyên tố chính là mangan. Các hạt, với kích thước trung bình vài chục micron, thường có đường viền kéo dài hình chữ nhật, có dạng vảy (Hình 3 (d)). Hiệu ứng của phản ứng với vật liệu lân cận thường được phát hiện xung quanh mép và dọc theo sự bong tróc của các hạt. Các  phản ứng này đã được xác nhận bằng các phân tích vi mô, đặc biệt là chứng minh sự trao đổi qua lại giữa Pb của men và Mn của sắc tố.

Thành phần của các hạt này phù hợp với thành phần của oxit mangan (hoặc hydroxit) với một lượng nhỏ các nguyên tố khác và sự nhiễm bẩn với vật liệu xung quanh, đặc biệt là Si và Pb.. Trước khi bắt đầu phân tích EBSD, nghiên cứu thư mục đã được thực hiện để thu thập dữ liệu tinh thể học liên quan đến các pha kết tinh của oxit mangan. Trên thực tế, phân tích EBSD đã chứng minh tính không kết tinh tuyệt đối của tất cả các hạt được phân tích, do thiếu các mẫu nhiễu xạ. Do đó, có thể đánh giá rằng sắc tố đen không phải là pha kết tinh và không tương ứng với bất kỳ pha nào được đề xuất. Mặt khác, ai cũng biết rằng các oxit Mn kết tinh thường tương ứng với các pha không ổn định, dễ dàng trải qua các biến đổi liên tiếp với sự mất dần độ kết tinh. Do đó, thuật ngữ 'wad' thường được sử dụng để chỉ một loại quặng đen và đất; nghĩa là, hỗn hợp của một số oxit/hydroxit mangan (thường kém kết tinh) do sự phân hủy các khoáng chất mangan

KẾT LUẬN

Có thể phân biệt các pha bằng phương pháp EBSD, điều mà các phương pháp thông thường khác như XRD, WDS, TEM… không thể làm được. Các hạn chế này có thể do một vài nguyên nhân khác nhau, phổ biến như là: (i) các hạt quá nhỏ; (ii) các hạt quá ít; (iii) kết cấu các hạt quá nghiêm ngặt trong một cấu trúc phức tạp để cung cấp tín hiệu nhận dạng, hoặc bị tách riêng lẻ rời rac, hoặc tập trung dầy đặc; (iv) các thành phần hóa học của chúng không cho phép phân biệt giữa các khoáng chất khác, và (v) Các khó khăn kĩ thuật khác có thể gặp khi giải thích hoặc phân tích hình ảnh. Tất cả những hạn chế này đều được khắc phục bằng kĩ thuật EBSD, đặc biệt biệt là khả năng nhận diện chính xác các điểm được phân tích và thu được các tín hiệu hữu ích từ các hạt nhỏ hơn 1mm. Bởi vậy, kĩ thuật này cũng có những lợi thế tuyệt vời để trở thành công cụ mạnh mẽ để phân tích các vật liệu đa dạng trong lĩnh vực khảo cổ học.

Vùng màu vàng-cam bao gồm các tinh thể siêu nhỏ của bindheimite tổng hợp tán xạ trong men gốc chì. Nó đã chỉ ra rằng tất cả các pha là mơi hình thành; Bởi vậy sắc tố chính có thể là một bindheimite tổng hợp được điều chế theo lý thuyết của Piccolpasso (1879), đã trải qua một sự biến đổi hoàn toàn trong quá trình tráng men đồ tạo tác, kết tinh lại một lần nữa dưới dạng một bindheimite tổng hợp.

Các đồ trang trí màu đen thu được bằng cách sử dụng oxit mangan vô định hình, trải qua một quá trình biến đổi một phần ở giao diện hạt/men. Do đó, sắc tố khoáng ban đầu được phân tán vào lớp men có lớp bề mặt thay đổi, bắt nguồn từ quá trình tráng men của đồ tạo tác. Khoáng sản được cho là đến từ các vùng đông bắc, do đó loại trừ mối quan hệ với sản xuất và truyền thống Ba Tư theo sản xuất địa phương hoặc phía đông.

Các kết quả này chứng minh rằng EBSD là một kĩ thuật tiềm năng, kĩ thuật này đã được nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực khảo cổ học. Điều này mở đường cho việc tận dụng các tính năng khác được cung cấp bởi hệ thống EDBS hiện đại (đo đạc định hướng, bản đồ định hướng…) và áp dụng tất cả các kĩ thuật này cho các vấn đề mới mà chưa từng được xem xét. Các kiểm tra và tinh chỉnh thêm về hiệu chuẩn thiết bị này đang được tiến hành để có thể đạt được độ phân giải tốt hơn, điều này là cần thiết để có thể phân biệt các pha chỉ có khác nhau vài angstrom trong tham số mạng, như đã được xác minh trong trường hợp pha a- đồng thau và đồng kim loại.

*****************************************************************

Để được tư vấn và biết thêm thông tin chi tiết, xin vui lòng liên hệ:

Công ty TNHH Sao Đỏ Việt Nam

Email: thuy.le@redstarvietnam.com / info@redstarvietnam.com

URL:   www.redstarvietnam.com