Konservatorgruppen

1. Analysemetoder
Arne Jouttijärvi
Heimdal-archaeometry

2. LIBS EMPA SEM PIXE LA-
ICP-
MS
ICP XRF Prøve
Mønter, belægninger X X udtaget
Mønter, Au X
Fibler, Cu X Bor/skrab
Våben/redskaber, Cu X udskåret
Våben/redskaber, Cu X korr fjernet
Metal i digler X X udskåret
Genstande, Cu X X ?
Våben/redskaber, Cu X
Genstande Au/Ag X
Spejl,e Cu
Våben/redskaber, Cu
Statuer X udtaget
Eksperimentelt, Cu X
Våben/redskaber, Cu X
Fibula, Cu, Ag, Au X
Mønter X
Våben/redskaber, Cu X
1 1 3 2 1 2 8

3. Elektromagnetisk
stråling
• Varme
• Fotoner
• Partikler

4. LIBS

5. + Lave detektionsgrænser (1-100
ppm= 0.0001- 0,01 %)
+ Simpelt og relativt billigt system
+ Mulighed for dybdeprofil
+ Minimalt destruktiv (fra få µm til ca
½ mm spot.
+ Kan i princippet analysere såvel faste
materialer som væsker
+ Behøver ikke vacuum
- Ikke bulk-analyse
LIBS

6. ICP
+ Meget følsom (1-10 ppb = 0.000001 %)
+ Få interferenser
+ Kan analysere over et meget stort
koncentrationsinterval
+ Bulk-analyse, afhængig af prøvestørrelse
- Destruktiv, Prøve skal udtages og opløses (dog
mulighed for LA)
- Relativt dyr og kompliceret
- Ingen mulighed for mapping
7-8000 OC

7. LA-ICP-MS

8. LA-ICP-MS
+ Ekstremt lave detektionsgrænserm (0,1 ppt -10ppb=
0.000000001 %-0.000001 %)
+ Få interferenser
+ Kan analysere over et meget stort
koncentrationsinterval
+ Minimalt destruktiv
- Relativt dyr og kompliceret
- Ingen mulighed for mapping

9. SEM-EDS
• Man kan kombinere analyse
med at lave billeder

10. SEM/EDS
+ Kan udføres direkte på mindre genstande
+ Punkt- eller fladeanalyse (få µm til flere
mm2)
+ Man kan direkte se det område som
analyseres
+ Mulighed for mapping
+ Relativt hurtigt og billigt
- Høje detektionsgrænser (ca 0,1 %)
- Meget overfladisk analyse (1-5 µm)
- Begrænset prøvestørrelse, Vacuumkammer

11. PIXE
+ Lave detektionsgrænser (1-
700 ppm= 0.0001- 0,07 %)
+ Lav baggrund (ingen
bremsestråling)
+ Behøver ikke vacuum
- Kræver accelerator
- Overfladeanalyse 10-50
µm

12. + Ret følsom (1-1200 ppm = 0.0001-
0,1 %)
+ Nøjagtig
+ ”Bulk” analyse (ned til ca 2 mm)
- Kræver relativt stor ”ren” overflade
- Begrænset mulighed for mapping
- Bedst i vacuum
XRF
Spot = 2-10 mmDetektionsgrænser i ppm

13. EDXRF-WDXRF
WDXRF har markant bedre opløsning, men det
optiske system giver nedsat effektivitet og
kræver kraftigere røntgenstråling

14. µXRF
+ Mulighed for mapping af meget stort areal (op til 15x20
cm)
+ Spot = 100 µm – 4mm
- Relativt dyr og kompliceret
- Ingen mulighed for mapping

15. Håndholdt XRF
(pXRF)
+ Hurtig
+ Genstanden behøver ikke
flyttes
+ Lave detektionsgrænser for de
fleste elementer
+ Relativt billig
- Kan ikke se lette grundstoffer
(Na, S. Cl m. fl.) uden vacuum
eller flushing med He
- Analyserer en meget stor flade
(3-5 mm)
- Kan IKKE anvendes ikke-
destruktivt
+ Nemt
+ Transportabelt
+ Relativt billigt

16. 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF
pXRF snit
SEM-EDS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF
pXRF snit
SEM-EDS
Et par eksempler
morter Cu Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF 76,04 3,79 11,94 5,48 0,16 0,10 0,16 0,00
SEM-EDS 74,4 3,5 10,8 5,1 0,2 0,0 0,0 0,1
Genstand A Cu Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF 78,49 8,53 0,24 0,00 1,00 0,06 1,28 0,51
pXRF snit 85,58 4,12 0,29 0,22 1,32 0,72 0,33 0,39
SEM-EDS 91,0 4,2 0,0 0,5 0,4 0,0 0,4 0,5
Genstand B Cu Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF 83,41 8,50 0,14 0,46 0,81 0,11 1,60 0,27
pXRF snit 89,57 3,47 0,23 1,13 0,85 0,53 0,51 0,37
SEM-EDS 91,0 3,7 0,0 0,4 0,3 0,1 0,1 0,4
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Cu Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF
SEM-EDS
0
2
4
6
8
10
12
Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF
SEM-EDS
Tak til Michelle Taube 

17. Genstand C Cu Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF 40,90 67,09 0,00 11,06 0,81 0,00 0,00 0,01
SEM-EDS 79,7 13,8 0,0 2,6 0,6 0,0 0,1 0,0
Genstand C Cu2O SnO2 ZnO PbO Sb2O3 Ag2O As2O3 NiO
SEM-EDS 16,3 58,8 0,0 15,2 1,6 0,2 0,3 0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Cu Sn Zn Pb Sb Ag As Ni
pXRF
SEM-EDS

18. -og hvad det kan føre til
tinbarrerne fra Løgstrup Sø
VSM 09398 Cu Sn Zn Pb Sb Ag As
pXRF 24,90 30,15 0,06 3,32 0,28 0,13 0,70
SEM-EDS x59 80,5 14,1 0,0 0,3 0,5 0,2 0,1
SEM-EDS x63 81,6 13,6 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0
SEM-EDS x167 77,6 15,5 0,0 0,8 0,2 0,2 0,3

19. Korrosion
0
1
2
3
4
5
6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
Sn/Cu
O/Sn
15-25 % Sn
30-50 % Sn
60-70 % Sn

20. Overfladeanalyser = Usandsynlige analyser
K. Verlaeckt, Between river and barrow. A reappraisal of
Bronze Age metalwork found in the province of East-Flanders
(Belgium), Oxford, (= British Archaeological Reports. I
nternational Series, 632)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Cu Zn
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Cu Zn
0
5
10
15
20
25
30
Cu Sn Pb
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cu Sn Pb
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cu Sn Pb
0
10
20
30
40
50
60
Cu Sn Pb
• Nogle metaller bliver udvasket ved korrosion, andre koncentreres
Cu Zn Pb Fe Sn Ni As Bi Sum Kilde
økse 55,44 0,19 4,13 0,27 39,57 0,14 0,22 0,03 Koen Verlaeckt 1996
pålstav 73,57 0,34 1,03 0,64 23,84 0,23 0,17 0,04 Koen Verlaeckt 1996
sværd 43,25 0,14 39,44 0,80 15,52 0,07 0,13 0,14 Koen Verlaeckt 1996
økse 36,31 0,47 19,79 0,18 41,34 0,07 1,18 0,10 Koen Verlaeckt 1996

21. Overflader er ikke repræsentative
• Overfladebelægninger
• Bevidste
overfladeændringer
• Korrosion
• Støbning
Ca 1300, normalt
anset som
”kobbermønt”

22. Destruktiv/ikke destruktiv
- Ikke destruktive analyser er oftest
upålidelige
- Afslibning af overflade
- Ikke destruktive analyse kan ikke
altid lade sig gøre
- Prøver kan tages så de ikke
er synlige
Hvad gør
man så?

23. Analyser af genstande
• Ved almindelige metoder analyseres
kun overfladen af metallet
• Overflader er altid korroderede
• Overflader kan have anden
sammensætning p. g. a.
størkningsfænomener
• Overfladbelægninger eller kemisk
behandling (rensning, patinering
m.m.) ændrer overfladen
• En troværdig analyse kræver et
indgreb i genstanden
• Ikke destruktive metoder kan kun
give en grov fornemmelse af
sammensætningen

24. Valget
Detektionsgrænse
• LA-ICP-MS
• ICP
• XRF
• µXRF
• pXRF
• LIBS
• SEM-EDS
Minimal destruktion
• LIBS
• LA-ICP-MS
• µXRF
• SEM-EDS
• XRF
• pXRF
• ICP
Bulk analyse
• ICP
• XRF
• pXRF
• SEM-EDS
• µXRF
• LA-ICP-MS
• LIBS
Betjening
• pXRF
• LIBS
• XRF
• SEM-EDS
• µXRF
• ICP
• LA-ICP-MS
Mapping
• SEM-EDS
• µXRF

25. -og deraf kan man
lære….
• Ikke-destruktiv analyse kan kun
foretages når genstanden står
med blank metaloverflade
• En troværdig analyse kræver
næsten altid et indgreb
• ”Destruktiv analyse” behøver
ikke være synlig for det blotte
øje
• Valg af metode afhænger af mål
og midler
• Man skal ikke altid tro på smarte
sælgere

27. LA-ICP-MS