Разработка эффективных методов анализа поверхности предметов керамического искусства для повышения качества и достоверности искусствоведческой экспертизы и реставрационных работ.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-19-00412

НазваниеРазработка эффективных методов анализа поверхности предметов керамического искусства для повышения качества и достоверности искусствоведческой экспертизы и реставрационных работ.

Руководитель Вайнштейн Дмитрий Львович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническое внедренческое предприятие "Поверхность" , г Москва

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-302 - Корпускулярные, плазменные и лучевые источники для исследований и практики

Ключевые слова художественная керамика, реставрация, атрибуция, искусствоведческая экспертиза, элементный состав, микроструктура, малые примеси, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), микрорентгеноспектральный анализ (МРСА), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), химический сдвиг, спектроскопия Оже-электронов (ОЭС), масс-спектроскопия вторичных ионов (МСВИ, ВИМС)

Код ГРНТИ18.31.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Предлагаемый проект является мультидисциплинарным, исследования будут проводиться на стыке естественных (инженерные науки, физика твёрдого тела) и гуманитарных (искусствоведение, история техники и технологий) наук. Цель проекта: Повышение качества и достоверности реставрационных работ и искусствоведческой экспертизы (атрибуции) изделий художественной керамики путём применения комплекса современных методов анализа поверхности с минимальным деструктивным воздействием. Задачи проекта: 1. Научное обоснование и разработка схем комплексного применения ряда новейших методов физического материаловедения для объективной характеризации современных и реставрируемых керамических произведений искусства. 2. Формирование базы знаний по особенностям элементного, фазового составов и комплексных характеристик структуры различных слоёв керамических изделий (глазурь, краски, керамическая масса) на микро- и наноуровне для разных времён производства, технологий и различных производителей. В рамках данного проекта будут исследоваться предметы русских и европейских центров производства XVIII – XXI вв. (фарфор, фаянс): во-первых, эти предметы, как правило находятся в непрерывном обращении (не были археологизированы – т. е. информация, которую «снимают» с них при материаловедческих исследованиях, не «затемнена» археологическими наслоениями); во-вторых, здесь мы располагаем максимальными возможностями набрать необходимый корпус образцов. 3. Выбор оптимального набора и развитие физических методов анализа поверхности для их конкретного применения при реставрационных работах и в искусствоведческой экспертизе художественной керамики. 4. Составление технического задания для разработки компьютерной экспертной системы для экспертизы (атрибуции) изделий художественной керамики с надёжной идентификацией времени, технологии и места производства на основе полученного в проекте массива экспериментальных результатов. 5. Разработка методики искусствоведческой экспертизы с использованием методов анализа поверхности. Для этого в проекте будут решены важнейшие задачи электронной и рентгеновской спектроскопии, необходимые для успешной реализации проекта в целом: 1. Разработать базы данных химических сдвигов характеристических линий на спектрах Оже-электронов в сложных химических соединениях, образующихся в керамиках, включая красочные слои. 2. Изучить возможности использования химических сдвигов характеристических рентгеновских линий микрорентгеноспектрального анализа для идентификации сложных химических соединений, образующихся в керамиках, и при положительном ответе — создание базы данных химических сдвигов характеристических рентгеновских линий. Эти задачи будут решены на основе данных эталонного метода идентификации химических связей — рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС, XPS). Актуальность и новизна. В настоящее время методы искусствоведческой экспертизы основаны на применении узкого круга оптических техник при весьма ограниченном использовании простейших спектральных средств анализа, а экспертные заключения базируются во многом на мнении эксперта. Применение объективных физических методов при экспертизах весьма ограничено, а используемые методы: рентгенофлуоресцентный анализ, рентгеноструктурный анализ, оптическая микроскопия, в т.ч. поляризационная — имеют фундаментальные ограничения, связанные с низкой чувствительностью, а также малому пространственному и глубинному разрешению. В то же время, в области физического материаловедения в последние десятилетия развиты новейшие методы неразрушающего или малоинвазивного изучения поверхности, дающие обширную информацию с уникальной чувствительностью по элементному, фазовому, микроструктурному состоянию различных материалов с уникальным глубинным и пространственным разрешением порядка нескольких нанометров. Наиболее значимая информация, которая с максимальной степенью достоверности позволяет разносторонне описать тот или иной материал, основана на комплексном применении различных методов анализа поверхности. Ряд исследовательских групп в мире расширили использование методов анализа поверхности для исследования различных исторических артефактов. Имеются малочисленные работы по изучению исторического фарфора с применением методов анализа поверхности для установления отдельных характеристик его состава и структуры, например, химического состава массы или набора пигментов в красках. Опыт комплексного применения методов анализа поверхности для использования в искусствоведческой экспертизе в литературе не описан, что определяет высокую научную новизну проекта. Методы и подходы. В проекте научно обосновываются и разрабатываются схемы комплексного применения ряда новейших методов физического материаловедения для объективной характеризации и аутентификации керамических произведений искусства. Поставленные задачи будут решаться комплексно, с использованием как литературных и архивных данных, так и экспериментальных исследований с использованием набора взаимодополняющих и взаимоверифицирующих методов анализа, начиная со стандартных: элементного рентгенофлуоресцентного анализа и дифракционного фазового анализа. Для решения задач проекта будет использован набор современных методов анализа поверхности, не повреждающих или минимально повреждающих исследуемые образцы: сканирующая электронная микроскопия (СЭМ, SEM) и микрорентгеноспектральный анализ (МРСА, EMP), рентгеновская фотоэлектронная (РФЭС, XPS) и Оже-спектроскопия (ОЭС, AES), включая Оже-микроскопию (ОЭМ, AEM) и спектроскопию протяжённой тонкой структуры спектров потерь энергии электронов (EELFS), масс-спектроскопия вторичных ионов (ВИМС, МСВИ, SIMS) в квазистатическом режиме и and TOF-SIMS. Существенную роль в проекте будут иметь методы статистической обработки экспериментальных данных, в т.ч. Фурье-анализ и фрактальный анализ изображений. Для создания экспертной системы атрибуции художественной керамики по данным комплексного анализа будет использован метод поиска нелинейных зависимостей — метод нейронных сетей. Отработка методик исследований будет производиться на образцах современных изделий художественной керамики, а также сырья для их производства. Основные исследования будут проводиться на атрибутированных фрагментах художественной керамики.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. В.О. Вахрушев, Д.Л. Вайнштейн, А.И. Ковалев, Е.П. Коновалов, А.Д. Мухсинова, Т.В. Шлыкова Микроструктура и состав глазурного слоя изразцов XVIII века ПЛЕНКИ И ПОКРЫТИЯ – 2021. ТРУДЫ 15-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, Изд-во ООО "РПК "АМИГО-ПРИНТ", Санкт - Петербург, стр. 182 - 185 (год публикации - 2021)

2. В.О. Вахрушев, Д.Л. Вайнштейн, А.И. Ковалев, Е.П. Коновалов, А.Д. Мухсинова, Т.В. Шлыкова Composition of glaze layer of the 18th century tiles Journal of Physics: Conference Series, 1954 (2021) 012050 (год публикации - 2021)
10.1088/1742-6596/1954/1/012050

3. Д. Вайнштейн, В. Вахрушев, А. Ковалев, Е. Коновалов, А. Волков, У. Кологриева, А. Мухсинова, Т. Шлыкова, А. Леонидова Features of microstructure and composition of 18th century Dutch tiles revealed by SEM, XRF, XPS, and TOF-SIMS Acta Materialia Turcica INTERM 2021 Abstract Book (2021), Volume INTERM 2021 Abstract Book, Issue , 08.11.2021 (год публикации - 2021)

4. Д. Вайнштейн, В. Вахрушев, А. Ковалев, Е. Коновалов, А. Волков, У. Кологриева, А. Мухсинова, Т. Шлыкова, А. Леонидова, М. Шипова Features of Microstructure and Composition of 18th Century Dutch Tiles Revealed by SEM, XRF, XPS, and TOF-SIMS AIP Conference Proceedings, 2803, 020004 (2023) (год публикации - 2022)
10.1063/5.0143537

5. Ковалев А.И., Вахрушев В.О., Вайнштейн Д.Л., Рашковский А.Ю., Томчук А.А., Дмитриевский С.А., Коновалов Е.П., Мухсинова А.Д., Волков А.И. НОВЫЙ УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ МАСС-СПЕКТРОСКОПИИ ВТОРИЧНЫХ ИОНОВ ДЛЯ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ Металлург, № 11, стр. 66-78 (год публикации - 2022)
10.52351/00260827_2022_11_66

6. Вайнштейн Д.Л., Вахрушев В.О., Ковалев А.И., Коновалов Е.П., Волков А.И., Шипова М.А. Determination of composition of raw materials for porcelain fabrication by XRF, TOF-SIMS, and XPS methods for further detection of modern counterfeits Materials, Preprints.org (год публикации - 2022)
10.20944/preprints202302.0106.v1

7. Вайнштейн Д.Л., Шлыкова Т.В., Вахрушев В.О., Ковалев А.И., Коновалов Е.П., Волков А.И., Кологриева У.А., Мухсинова А.Д., Леонидова А.А., Степанова О.Е., Шипова М.А. Investigation of Microstructure and Composition of 18th Century Dutch Tiles in the Context of Conservation InArt 2022: 5th International Conference on Innovation in Art Research and Technology, P103 (год публикации - 2022)

8. Шлыкова Т. В. Стилистический анализ памятника фаянсового искусства в контексте его комплексного исследования (на примере супницы XIX в.) Вестник Санкт-Петербургского университета. Искусствоведение (год публикации - 2024)

9. Шипова М. А., Шлыкова Т. В., Степанова О. Е. Рецептура изделий и источники сырья Императорского Фарфорового завода в середине XVIII - начале XX века Вестник Санкт-Петербургского государственного института культуры, №1 (54), с.75-82 (год публикации - 2023)
10.30725/2619-0303-2023-1-75-82

10. Ковалев А.И., Вахрушев В.О., Вайнштейн Д.Л., Рашковский А.Ю., Томчук А.А., Дмитриевский С.А., Коновалов Е.П., Мухсинова А.Д., Волков А.И. New Level of Development of Secondary Ion Mass Spectroscopy for Materials Science Metallurgist, 66,1412–1429 (год публикации - 2023)
10.1007/s11015-023-01456-w

11. Вайнштейн Д.Л., Шлыкова Т.В., Вахрушев В.О., Ковалев А.И., Коновалов Е.П., Волков А.И., Кологриева У.А., Мухсинова А.Д., Леонидова А.А., Степанова О.Е., Шипова М.А., Аликин М. Исследование состава и микроструктуры голландских плиток XVIII века в связи с вопросами их реставрации Нерадовские чтения, т.2, Сборник научных статей п/р В.А. Гусева, О.А. Бабиной, Русский Музей, С-Пб., 2023., Нерадовские чтения, т.2, с.460-473 (год публикации - 2023)

12. Вахрушев В.О., Вайнштейн Д.Л., Ковалев А.И., Коновалов Е.П., Шлыкова Т.В., Кузьмина Э.В., Дробаха Е.С. Комплексное применение методов анализа поверхности для исследования объектов исторической художественной керамики на примере французского фарфора и фаянса XIX в ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ. Материалы международного симпозиума (Минск, 21-25 августа 2023 года). П/р. чл.-корр. НАН Беларуси В.В.Рубаника. Минск «ИВЦ Минфина» 2023, ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ. Материалы международного симпозиума. Стр.183-185 (год публикации - 2023)

13. Вайнштейн Д.Л., Вахрушев В.О., Волков А.И., Ковалев А.И., Коновалов Е.П., Шипова М.А., Шлыкова Т.В. Комплексное применение современных методов анализа поверхности для археометрических исследований изделий художественной керамик М.: Металлургиздат, 2024. 104 с. (год публикации - 2024)

14. Вайнштейн Д.Л., Вахрушев В.О., Коновалов Е.П., Волков А.И., Шипова М.А. Применение метода масс-спектроскопии вторичных ионов для анализа состава сырья для производства фарфора ПРОБЛЕМЫ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ, № 4, стр.97-101 (год публикации - 2022)
10.54826/19979258_2022_4_97

15. Вахрушев В.О., Вайнштейн Д.Л., Волков А.И., Ковалев А.И., Коновалов Е.П., Мухсинова А.Д., Атаманов С.М., Шлыкова Т. В., Трефилова М. Ю. Совместное применение методов анализа поверхности для исследования объектов художественного фарфора в процессе реставрации Международный научно-исследовательский журнал (год публикации - 2024)

Публикации