العربية 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
إدخال مادة الذهب الخالص المستخدمة في صناعة المجوهرات
ميزة الذهب الخالص ومواد سبائكه للمجوهرات
مقدمة:
يمتاز الذهب الأصفر بلونه الجميل وثباته الكيميائي الجيد وقيمته الجمالية الممتازة وقيمته القابلة للتحصيل، ودوره في الحفاظ على القيمة وزيادتها. كما أن له ليونة فائقة وقد استُخدم كمواد تزيينية وعملة للمجوهرات والحرف اليدوية والعملات التذكارية منذ العصور القديمة.
جدول المحتويات
القسم Ⅰ الخصائص الأساسية للذهب
1. الخواص الفيزيائية للذهب
مؤشرات الخصائص الفيزيائية للذهب لها جوانب متعددة، كما هو موضح في الجدول 3-1.
الجدول 3-1 الخواص الفيزيائية الرئيسية وقيم مؤشر الذهب (مقتطفات جزئية من نينغ يانتاو وغيرها، 2013)
| الخصائص الفيزيائية | قيم الفهرس | الخصائص الفيزيائية | قيم الفهرس |
|---|---|---|---|
| كروما | ل* = 84.0، أ* = 4.8، ب* = 34.3 | معامل التمدد الخطي (0 ~ 100 ℃) | 14.2 x 10-6/℃ |
| الكثافة (18 ℃) | 19.31 جم/سم 19.31 جم/سم3 | المقاومة النوعية (25 ℃) | 2.125 x 10-6 Ω - سم |
| نقطة الانصهار | 1064℃ | السعة الحرارية النوعية (25 ℃) | 25.33 جول/(مول - كلفن) |
| نقطة الغليان | 2860℃ | حرارة الانصهار | 12.5 كيلو جول/مول |
| ضغط البخار (1064 ℃) | 0.012 باسكال | حرارة التبخير | 365.3 كيلو جول/مول 365.3 |
| الموصلية الحرارية (25 ℃) | 315 وات/(م - ك) | درجة حرارة الديبي ϴp | 178 K |
| الانتشار الحراري (0 ℃) | 1.25 m2/s | قابلية التأثر المغناطيسي | -0.15x10-6 سم3/g |
بشكل عام، تتميز الخصائص الفيزيائية للذهب بالخصائص التالية:
(1) الذهب له لون ذهبي وهو أحد المعدنين الملونين الوحيدين من بين جميع المواد المعدنية (الآخر هو النحاس).
(2) يتميز الذهب بكثافة عالية ويشعر بثقله. تتناقص كثافة الذهب مع زيادة درجة الحرارة، وعندما تصل درجة الحرارة إلى درجة انصهاره (على وشك البدء في الذوبان)، تنخفض الكثافة إلى 18.2 جم/سم3؛ عندما تنصهر تمامًا إلى سائل (تظل درجة الحرارة ثابتة عند نقطة الانصهار)، تنخفض الكثافة إلى 17.3 جم/سم3.
(3) يتمتع الذهب بنقطة انصهار معتدلة، وحرارة انصهاره أقل نسبيًا من معادن مجموعة البلاتينات، وهو أمر مفيد للمعالجة الحرارية مثل الصهر والصب واللحام.
(4) يتمتع الذهب بموصلية كهربائية وحرارية جيدة. وتأتي الموصلية الكهربائية للذهب في المرتبة الثانية بعد الفضة والنحاس، وتحتل المرتبة الثالثة. وكلما زادت درجة الحرارة، تزداد المقاومة. تأتي الموصلية الحرارية للذهب في المرتبة الثانية بعد الفضة، حيث تبلغ 74％ من الفضة.
(5) يتميز الذهب بتقلب منخفض للغاية. فبين 1000-1300 ℃، تكون كمية الذهب المتبخرة ضئيلة للغاية. يرتبط معدل تبخير الذهب بالجو المحيط ودرجة حرارة التسخين. على سبيل المثال، عند ذوبان الذهب في الظروف الجوية عند درجة حرارة 1075 ℃ و1125 ℃ و1250 ℃، بعد ساعة واحدة، يكون الفاقد من الذهب 0.009 ℃ و0.10 ℃ و0.26 ℃؛ وفي غاز الفحم، يكون الفاقد من الذهب المتبخر ستة أضعاف الفاقد في الهواء؛ وفي أول أكسيد الكربون، يكون الفاقد ضعف الفاقد في الهواء.
(6) قابلية التأثر المغناطيسي للذهب سالبة، مما يدل على مغناطيسية قطرية.
2. الخواص الكيميائية للذهب
2.1 يتمتع الذهب بثبات كيميائي قوي.
(1) الخصائص المضادة للأكسدة.
ويتمتع الذهب بخصائص ممتازة مضادة للأكسدة ولا يخضع لتفاعلات كيميائية حتى في وجود الرطوبة في الغلاف الجوي. والذهب هو المعدن الوحيد الذي لا يتفاعل مع الأكسجين في درجات الحرارة المرتفعة؛ فعند درجة حرارة 1000 درجة مئوية، لم يلاحظ أي فقدان في الوزن بعد وضع الذهب في جو من الأكسجين لمدة 40 ساعة.
(2) مقاومة التآكل.
للذهب قدرة تأيين عالية جدًا وهو مستقر كيميائيًا للغاية. في درجة حرارة الغرفة، لا يمكن للأحماض غير العضوية المفردة مثل حمض النيتريك وحمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك وحمض الهيدروفلوريك وحمض الهيدروفلوريك والأحماض القوية الأخرى أن تتفاعل معه. كما لا يمكن لمعظم الأحماض العضوية (مثل حمض الطرطريك وحمض الستريك وحمض الأسيتيك وغيرها) والمحاليل القلوية NaOH أو KOH التفاعل معه. ومع ذلك، يمكن لبعض الأحماض المفردة والأحماض المختلطة وغازات الهالوجين والمحاليل الملحية أن تسبب درجات متفاوتة من التآكل للذهب. على سبيل المثال، أكوا ريجيا (خليط 3:1 من حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك)، وماء الكلور، وماء البروم، وحمض الهيدروبروميك (HBr)، ومحلول اليود في يوديد البوتاسيوم (KI + I2)، محلول اليود الكحولي (C2H5أوه + I2)، محلول كلوريد الحديد في حمض الهيدروكلوريك (FeCl3 + HCl)، ومحلول السيانيد (NaCN، KCN)، والكلور (عند درجة حرارة أعلى من 420 كلفن)، والثيوريا (NH2⸳CS⸳NH2)، الأسيتيلين (C2H2عند درجة حرارة 753 كلفن)، والأحماض المختلطة من حمض السيلينيك وحمض التيلوريك أو حمض الكبريتيك يمكن أن تتفاعل جميعها مع الذهب. يوضح الجدول 3-2 تأثيرات مختلف الوسائط المسببة للتآكل على الذهب.
الجدول 3-2 سلوك الذهب في مختلف الوسائط المسببة للتآكل
| الوسائط المسببة للتآكل | حالة متوسطة | درجة الحرارة | درجة تآكل الذهب | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| الوسائط المسببة للتآكل | حالة متوسطة | درجة الحرارة | لا يوجد تآكل تقريبًا | تآكل طفيف | تآكل معتدل | تآكل شديد |
| حمض الكبريتيك | 98％ | درجة حرارة الغرفة - 100 ℃ | نعم | |||
| حمض النيتريك | 70％ | درجة حرارة الغرفة - 100 ℃ | نعم | |||
| حمض النيتريك | Smoky > 90％ | درجة حرارة الغرفة | نعم | |||
| حمض الهيدروكلوريك | 36％ | درجة حرارة الغرفة - 100 ℃ | نعم | |||
| حمض الفلوريك المائي | 40％ | درجة حرارة الغرفة | نعم | |||
| أكوا ريجيا | 75％hc1 + 25％hno3 | درجة حرارة الغرفة | نعم | |||
| حمض البيركلوريك | 70-72％ | درجة حرارة الغرفة -100 درجة مئوية | نعم | |||
| حمض الفوسفوريك | > 90％ | درجة حرارة الغرفة - 100 ℃ | نعم | |||
| الكلور | الكلور الجاف | درجة حرارة الغرفة | نعم | |||
| الكلور | الكلور الرطب | درجة حرارة الغرفة | نعم | |||
| حامض الستريك | درجة حرارة الغرفة ~ 100 ℃ | نعم | ||||
| حمض السيلينيك | درجة حرارة الغرفة - 100 ℃ | نعم | ||||
| الزئبق | درجة حرارة الغرفة | نعم | ||||
| محلول كلوريد الحديد(III) | درجة حرارة الغرفة | نعم | ||||
| محلول هيدروكسيد الصوديوم | درجة حرارة الغرفة | نعم | ||||
| محلول الأمونيا | درجة حرارة الغرفة | نعم | ||||
| محلول سيانيد البوتاسيوم | درجة حرارة الغرفة - 100 ℃ | نعم | ||||
| هيدروكسيد الصوديوم المنصهر | 350℃ | نعم | ||||
| بيروكسيد الصوديوم المنصهر | 350℃ | نعم | ||||
| محلول اليود في الكحول | درجة حرارة الغرفة | نعم | ||||
2.2 يمكن للذهب أن يكوّن مركبات مختلفة، ويوجد في المركبات إما في حالات الأكسدة +1 أو +3.
تشمل كلوريدات الذهب ثلاثي كلوريد الذهب (AuCl3) وأحادي الكلوريد (AuCl). يكون لون AuCl3 اللامائي أحمر، ويكون AuCl3⸳2H2O برتقالي-أصفر. يمكن أن يؤدي تسخين مسحوق الذهب في الكلور عند درجة حرارة 140-150 ℃ إلى إنتاج AuCl3. كما أن إذابة الذهب في المحاليل المائية المحتوية على الكلور في المحاليل المائية المحتوية على الكلور يولد أيضًا AuCl3. أوكل3الذي يُكوِّن بسهولة معقدات مع كلوريدات أخرى، مثل M[AuCl4]، H[AuCl4]، مما يسمح للذهب بالوجود في AuCl مستقر4 الشكل. وهذا هو أساس طريقة الكلورة لاستخلاص الذهب. يمكن ترسيب الذهب من محاليل الكلوريد المحتوية على الذهب باستخدام أملاح الحديد، وثاني أكسيد الكبريت، وحمض الأكساليك، إلخ.
تشمل سيانيدات الذهب سيانيد الذهب (AuCN)، وثنائي سيانيد الذهب [Au(CN)2]، إلخ. تسخين حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك مع سيانيد الذهب البوتاسيوم [KAu(CN) 2] يمكن أن ينتج عنه AuCN. وهو عبارة عن مسحوق بلوري أصفر ليموني يمكن أن يذوب في الأمونيا وبولي كبريتيد الأمونيوم وسيانيدات الفلزات القلوية والثيوسلفات. تتفاعل سيانيدات الذهب البسيطة بسهولة مع سيانيدات الفلزات القلوية لتكوين معقدات سيانيد الذهب، مثل Na[Au(CN)2]، K[Au(CN)2]، وما إلى ذلك؛ في وجود الأكسجين، يمكن للذهب في محلول السيانيد أن يشكل أيضًا المجمعات المذكورة أعلاه، بحيث يستقر الذهب لتثبيت Au(CN) 2موجود في المحلول. هذا مهم جدًا لاستخلاص الذهب بالسيانيد، Au(CN) 2من السهل ترسيب الذهب الموجود في المحلول بواسطة عامل الاختزال
تشمل كبريتيدات الذهب ثنائي كبريتيد الذهب (II) (Au2S)، ثنائي كبريتيد الذهب (II) (Au2S2)، وثلاثي كبريتيد الذهب (II) (Au2S 3) . Au 2يمكن أن تذوب S في محلول KCN وكبريتيدات الفلزات القلوية.
تتضمن أكاسيد الذهب أكسيد الذهب (II) (Au2O) وأكسيد الذهب (III) (Au2O 3). بما أن الذهب لا يتفاعل مباشرة مع الأكسجين
لا يمكن الحصول على أكاسيد الذهب إلا من المحاليل المحتوية على الذهب. يمكن أن تؤدي معالجة كلوريد الذهب المخفف المبرد بالصودا الكاوية إلى إنتاج مسحوق أرجواني عميق، وهو عبارة عن هيدرات أكسيد الذهب، وتسخينه يولد Au 2O. عندما يكون Au 2O عند ملامسته للماء، فإنه يتحلل إلى Au2O 3.
تحتوي هيدروكسيدات الذهب على [Au(OH) Au(OH) 3] وأحادي التكافؤ (AuOH)، حيث يكون الأول أكثر استقرارًا.
2.3 تختزل مركبات الذهب بسرعة إلى ذهب عنصري.
أقوى المعادن التي يمكنها اختزال الذهب هي المغنيسيوم والزنك والألومنيوم. وتُستخدم هذه الخاصية في عملية السيانيد لاستخلاص الذهب، حيث يُستخدم مسحوق الزنك كبديل. يمكن أيضًا للمواد العضوية مثل حمض الفورميك وحمض الأكساليك والهيدروكينون والهيدرازين والأسيتيلين وغيرها أن تختزل الذهب. هناك العديد من عوامل الاختزال لمركبات الذهب، بما في ذلك الهيدروجين تحت ضغط مرتفع، والمعادن ذات السلسلة المحتملة قبل الذهب، وكذلك بيروكسيد الهيدروجين، وكلوريد الستانوس، وكبريتات الحديدوز، وكلوريد الحديديك، وأكسيد الرصاص، وثاني أكسيد المنجنيز، والقواعد القوية، وبيروكسيدات المعادن القلوية الترابية.
3. الخواص الميكانيكية للذهب
3.1 صلابة منخفضة
في الحالة الملدنة، تبلغ صلابة الذهب في الحالة الملدنة 25-27 HV فقط. وفي حالة الصب، تبلغ صلابته أيضًا حوالي HV30 فقط. عندما يكون معدل التشوه 60 درجة مئوية في حالة التشوه البارد، تكون صلابته حوالي HV60.
3.2 مقاومة التآكل الضعيفة
بسبب صلابته المنخفضة، يمكن أن تترك الخدوش من الأظافر والعضات من الأسنان علامات. يمكن أن تُصاب المجوهرات الذهبية بخدوش وخدوش ومشاكل في التآكل بسرعة بسبب الصدمات والاحتكاك أثناء الارتداء اليومي.
3.3 معدل استطالة مرتفع، ليونة جيدة
ويصل معدل الاستطالة في حالة الصب إلى 30％، في حين أن معدل الاستطالة في الحالة الملدنة يمكن أن يصل إلى 45％.
3.4 قوة منخفضة، معامل مرونة صغير، سهل التشوه
وتبلغ قوة الخضوع للذهب عالي النقاء في درجة حرارة الغرفة 3.43 ميجا باسكال فقط، ويبلغ معامل المرونة 79 جيجا باسكال فقط.
4. أداء عملية الذهب
4.1 أداء الصب الجيد
تعتبر درجة انصهار الذهب معتدلة، ولا تتجاوز درجة حرارة الصب للمعدن المنصهر بشكل عام 1200 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا لعمليات الصب الدقيقة باستخدام قوالب الجبس، والتي لا تكون عرضة لعيوب الصب مثل الانكماش والفراغ. إن تطاير الذهب منخفض للغاية؛ فعند الصهر بين 1100 ℃-1300 ℃، يكون فاقد تطاير الذهب 0.01 ％ 0.025 ％ فقط، ويرتبط مقدار فاقد التطاير بمحتوى الشوائب المتطايرة في الشحنة وجو الصهر. ويبلغ الفاقد في تبخر الذهب في الغاز ستة أضعاف الفاقد في الهواء، ويبلغ الفاقد في أول أكسيد الكربون ضعف الفاقد في الهواء.
4.2 أداء عمل بارد جيد
ونظراً لقوة الذهب المنخفضة، فإنه من السهل تشكيله في درجة حرارة الغرفة من خلال عمليات مثل الدرفلة والسحب والتشكيل - وهي من التحف القديمة. وتحتوي المواد على عدد لا يحصى من الحلي الذهبية والمشغولات الذهبية المصنوعة باستخدام تقنيات الشغل على البارد مثل التخريم والنسيج والطرق والنقش. يمكن عادةً سحب 1 غرام من الذهب النقي في سلك طوله 320 متراً. وباستخدام تكنولوجيا المعالجة الحديثة، يمكن سحب 1 غرام من الذهب النقي إلى سلك دقيق طوله 3420 متراً. يمكن دق الذهب النقي في رقائق ذهبية بسُمك 0.1 × 10 م-3 مم، والتي تبدو كثيفة للغاية حتى تحت المجهر. ومع ذلك، عند وجود شوائب مثل الرصاص والبزموت والتيلوريوم والكادميوم والأنتيمون والزرنيخ والقصدير، يمكن أن تصبح هشة؛ على سبيل المثال، يمكن سحق رقائق الذهب التي تحتوي على البزموت عند 0.05 درجة مئوية باليد. ويكون تأثير الرصاص أكثر وضوحًا؛ فعندما يشتمل الذهب النقي على 50 × 10-6 من الرصاص، فإنها تؤثر على مرونة الذهب، وعندما يصل محتوى الرصاص إلى 0.01％، تفقد ليونة الذهب بالكامل.
4.3 أداء لحام جيد
ونظرًا للثبات الكيميائي الجيد للذهب في درجات الحرارة العالية، فإن أداءه في اللحام ممتاز، ولا يشكل طبقة غشاء أكسيد أثناء اللحام تؤثر على التوصيل المعدني، كما أنه ليس عرضة لتكوين شوائب.
4.4 تقلبات الذهب منخفضة للغاية
تحت درجة حرارة 1000 ℃، وُضع الذهب في جو من الأكسجين لمدة 40 ساعة، ولم يُلاحظ أي فقد في الوزن. وتحت درجة حرارة 1075 ℃ و1125 ℃ و1250 ℃، تم صهر الذهب في الهواء، وبعد ساعة واحدة، كان الفاقد من الذهب 0.009 ％ و0.10 ％ و0.26 ％ فقط؛ ويرجع هذا الفقد إلى التطاير وليس الأكسدة.
القسم الثاني وحدات نقاء الذهب ووحدات قياس الذهب
1. نقاء الذهب
1.1 طرق الاستدلال على النقاء
يشير نقاء الذهب إلى محتوى الذهب، أي الحد الأدنى من محتوى الذهب من حيث الجودة. وتقليدياً، هناك ثلاث طرق للإشارة إلى نقاء الذهب: طريقة النسبة المئوية، وطريقة لكل ألف، وطريقة الرقم K. وتعبّر طريقة النسبة المئوية عن محتوى الذهب بالنسبة المئوية (％)؛ وتعبر طريقة النسبة المئوية عن محتوى الذهب بالألف (‰)؛ أما طريقة الرقم K فهي مشتقة من الكلمة الإنجليزية "قيراط"، وهي رمز الوحدة المعترف بها دوليًا لحساب نقاء أو جودة الذهب، وتختصر إلى K.
طريقة الرقم K: تقسم نقاوة الذهب إلى 24 جزءًا، بحيث تكون أعلى درجة نقاء، أي الذهب النقي، هي 24 ك، وأدنى درجة نقاء هي 1 ك. نظريًا، تبلغ درجة نقاء الذهب النقي 100 ك، وهي مشتقة من 24 ك = 100 ك، والتي يمكن حسابها على أنها K = 4.16666666 ％. ونظرًا لأن القيمة المئوية لـ 1 كلفن هي عدد عشري متكرر بلا حدود، فإن البلدان والمناطق المختلفة لديها لوائح مختلفة قليلاً بشأن قيمة 1 كلفن.
1.2 نقاء الذهب المستخدم في المجوهرات
وفقًا لنقاء الذهب المستخدم في صناعة المجوهرات، يمكن تقسيمه تقريبًا إلى فئتين: الذهب الخالص والذهب K.
(1) فئة الذهب الخالص
لا يقل محتوى الذهب في فئة الذهب الخالص عن 99％ على الأقل. الذهب النقي الذي يشار إليه عادةً بالذهب الخالص، والذهب الكلي، والذهب عيار 999، والذهب عيار 9999، والذهب الأحمر، والذهب عيار 24 قيراط في السوق ينتمي إلى فئة الذهب الخالص.
يشير الذهب النقي إلى الذهب الذي تبلغ درجة نقائه ألف جزء في الألف. في الواقع، تحقيق جزء من ألف جزء في الألف من الذهب النقي أمر مستحيل. فكما يقول المثل: "لا يمكن أن يكون الذهب نقيًا تمامًا، ولا يوجد شخص كامل". لا وجود للذهب النقي المطلق. وفقًا لمستوى التكنولوجيا الأكثر تقدمًا في العالم حاليًا,
يمكن أن تصل درجة نقاء الذهب النقي إلى 99.99999999 درجة مئوية فقط، ويستخدم تحديداً كـ "ذهب كاشف" للكواشف القياسية. ويتطلب إنتاج الذهب عالي النقاء من الدرجة الكاشفة كمية كبيرة من المواد الخام والوقود، لذلك فإن سعره أعلى بعدة مرات من سعر الذهب النقي في سوق تجارة المعادن الثمينة الدولية. وحتى في صناعات معينة، يُستخدم الذهب المعاد تصنيعه في صناعات معينة لتجنب زيادة التكاليف والتسبب في إهدار الذهب. وعلاوة على ذلك، فمن منظور قيمة استخدام المجوهرات، ليس له أهمية عملية.
يوجد حالياً في السوق ثلاثة أنواع رئيسية من الذهب المستخدم في صناعة المجوهرات الذهبية النقية بناءً على محتوى الذهب:
"أربعة تسعة ذهب"، بدرجة نقاء 99.99％، أي ذهب عيار 24 قيراطاً;
"ثلاث تسعات ذهب"، بدرجة نقاوة 99.9％، والمعروف باسم ذهب 999;
يُعرف "الذهب ذو التسعتين"، الذي تبلغ درجة نقاوته 99％، على نطاق واسع باسم "الذهب 99" أو "الذهب الخالص".
(2) أنواع الذهب (K)
إن قوة وصلابة الذهب النقي منخفضة للغاية، لذلك يتم إنشاء سبيكة بإضافة نسبة معينة من عناصر السبائك إلى الذهب النقي، لتكوين ذهب K من النقاوة المقابلة، والتي يمكن أن تزيد من قوة الذهب وصلابته، ليصبح الذهب المشهور عالميًا للمجوهرات.
ونظراً للاختلافات بين الثقافات الشرقية والغربية، فإن محتوى الذهب المستخدم في صناعة المجوهرات وأدوات الزينة يختلف من بلد لآخر ومن منطقة لأخرى. ومع ذلك، فإن المعايير التي تعتمدها البلدان في جميع أنحاء العالم تبقى أقل من 8 قيراط من الذهب المستخدم في صناعة المجوهرات من الدرجة 8 قيراط، ويجب أن تضمن الحد الأدنى من محتوى الذهب لكل درجة، كما هو موضح في الجدول 3-3.
الجدول 3-3 درجات الذهب الشائعة للمجوهرات في بلدان ومناطق مختلفة
| البلد أو المنطقة | درجة الذهب الشائعة | محتوى الذهب المقابل |
|---|---|---|
| الصين | ذهب خالص، عيار 18 قيراط | 99.9％ , 75％ |
| الهند | 22K | 91.6％ |
| الدول العربية | 21 K | 87.5％ |
| المملكة المتحدة | بشكل رئيسي 9K 9K، مع كمية صغيرة من 22K و18K | 37.5％, 91.6％, 75.0％ |
| ألمانيا | 8 ك، 14 ك | 33.3％ , 58.5％ |
| الولايات المتحدة الأمريكية | 14 قيراط، 18 قيراط | 58.5％ , 75.0％ |
| إيطاليا، فرنسا | 18K | 75.0％ |
| روسيا | 18 ألف - 9 آلاف | 75.0％ ~ 37.5％ |
| الولايات المتحدة الأمريكية | 10 آلاف - 18 ألف | 41.6％ ~ 75.0％ |
تحدد المنظمة الدولية للمواصفات والمقاييس (ISO) متطلبات نقاء الذهب المستخدم في المجوهرات، والتي تتفق مع النقاء الموصى به من قبل المنظمة الدولية للمواصفات والمقاييس (ISO) خصائصها تقريباً كما يلي
ذهب عيار 22 قيراط
ذات صلابة أعلى قليلاً من الذهب الخالص، يمكن استخدامها لترصيع الأحجار الكريمة المفردة الأكبر حجماً. ولكن نظراً لقوة هذه المادة الأضعف، يجب أن تكون تصاميم المجوهرات بسيطة، ولا تُستخدم على نطاق واسع في صناعة المجوهرات.
ذهب عيار 18 قيراط
يتميز بصلابة معتدلة وليونة مثالية، وهو مناسب لترصيع مختلف الأحجار الكريمة، ولا يتشوه المنتج النهائي بسهولة، مما يجعله أكثر مواد الذهب K استخدامًا على نطاق واسع في صناعة المجوهرات.
ذهب عيار 14 قيراط
بملمس أكثر صلابة، وصلابة عالية، ومرونة قوية، ويمكنه ترصيع مختلف الأحجار الكريمة، ويتمتع بخصائص زخرفية جيدة، وسعره معتدل.
ذهب عيار 9 قيراط
ذات الصلابة العالية والليونة الضعيفة، مناسبة فقط لصنع المجوهرات البسيطة الشكل التي ترصع أحجارًا كريمة مفردة. وهو غير مكلف وغالباً ما يستخدم لصنع الحلي والميداليات واللوحات العصرية.
1.3 علامات وعلامات نقاء المجوهرات
بالنسبة للمجوهرات الذهبية، يتم التعبير عن درجة النقاء بالأجزاء من الألف (رقم K) ومجموعة من الذهب أو Au أو G. على سبيل المثال، بالنسبة للذهب عيار 18K، يمكن أن تكون العلامة أحد ما يلي ذهب 750 ذهب عيار 18 قيراط، أو Au750 (الشكل 3-1)، أو Au18K، أو G750، أو G18K.
بالنسبة لملصقات المنتجات الخاصة بمجوهرات الذهب عيار 24 قيراط، لتجنب المبالغة في نقاء المنتج وتضليل المستهلكين، سواءً كان مكتوباً عليها "ذهب عيار 24 قيراط" أو "ذهب عيار 999" أو "ذهب عيار 9999"، يجب أن يكون مكتوباً عليها "ذهب عيار 24 قيراط". لنفترض أنه يجب الإشارة إلى محتوى الذهب الاسمي. في هذه الحالة، يمكن ذكر ذلك بوضوح في مواضع أخرى على الملصق (ليس قبل أو بعد اسم المنتج) بناءً على معايير المؤسسة المسجلة.
الشكل 3-1 ختم اللون على الحلقة
2. وحدات قياس الذهب
2.1 وحدات قياس وزن الذهب
تشمل وحدات قياس الذهب المعترف بها دوليًا وحدات قياس الذهب المعترف بها دوليًا الجرام، الكيلوجرام، الأوقية، الرطل، الرطل، القرش، إلخ. وحدات القياس الشائعة الاستخدام للذهب مدرجة في الجدول 3-4.
الجدول 3-4 جدول تحويل وحدات قياس الذهب الشائعة (مع رموز الاختصارات المعترف بها دوليًا)
| الجودة | ميزان الذهب (غرام) | وزن البنس (بالوزن رطل) | الأوقية التروي (t. أوقية) | الأوقية الأوقية (متوسط الأوقية) | رطل أفووردوبوا (متوسط الرطل) | غرام(ز) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 أونصة ذهبية | 1 | 0.041666 | 0.0020833 | 0.00228571 | 0.000142857 | 0.0648 |
| 1 بنس واحد في الوزن | 24 | 1 | 0.05 | 0.0548571 | 0.00342857 | 1.5552 |
| 1 أونصة تروي | 480 | 20 | 1 | 1.0971428 | 0.0685714 | 31. 1035 |
| 1 رطل تروي | 5760 | 240 | 12 | 13.165714 | 0.822857 | 373.248 |
| 1 أونصة أفوقية | 437.5 | 18.2292 | 0.911458 | 1 | 0.0625 | 28.35 |
| 1 رطل أفووردوبوا | 7000 | 291.666 | 14.58333 | 16 | 1 | 453.6 |
| 1 مجم | 0.015432 | 0.000643 | 0.00003215 | 0.000035274 | 0.0000022046 | 0.001 |
| 1 g | 15.432 | 0.643 | 0.03215 | 0.035274 | 0.0022046 | 1 |
| 1 كجم | 15432 | 643 | 32.15 | 35.274 | 2. 2046 | 1000 |
2.2 وحدات قياس أسعار الذهب الدولية
قبل عام 1933، كان الذهب يُسعر الذهب بعملات مختلفة، بما في ذلك الدولار الأمريكي والجنيه الإسترليني والفرنك الفرنسي، إلخ. وبحلول عام 1944، توصلت الدول إلى نظام بريتون وودز الذي ربط الدولار بالذهب مباشرة. وأصبح الدولار تدريجياً هو العملة العالمية، مع سعر صرف ثابت لأوقية واحدة من الذهب تساوي 35 دولاراً، مما سمح للدول باستبدال دولاراتها بالذهب. وحتى سبعينيات القرن العشرين، أدت السياسة النقدية المتساهلة للولايات المتحدة في نهاية المطاف إلى انهيار نظام بريتون وودز، ولم يعد سعر الذهب ثابتًا عند 35 دولارًا للأونصة الواحدة مما سمح للبنوك المركزية بطباعة النقود دون قيود. ومع ذلك، ومع تحول الولايات المتحدة إلى أكبر قوة اقتصادية وعسكرية في العالم، أصبح الدولار هو العملة المستخدمة في تسعير الذهب. وحتى الآن، وحدة قياس أسعار الذهب الدولية هي الدولار للأوقية.
القسم الثالث المواد والتعديلات الخاصة بالذهب الخالص المزخرف
1. الوضع السوقي والمشاكل الشائعة للمجوهرات الذهبية الخالصة
وفقًا للآراء المتوارثة على مدى آلاف السنين في الصين، تمثل المجوهرات الذهبية والفضية الثروة وتجسيدًا للنبل. وفي الوقت نفسه، أدرك الأباطرة القدماء أن اللون الأصفر هو اللون الذي يمثل المكانة المرموقة، وغالباً ما كانت المكافآت في القصر تُستبدل بمجوهرات ذهبية وفضية متنوعة. ولذلك، لا تزال المجوهرات الذهبية تحمل المعنى العميق للنبل والثروة، خاصة وأنها تجسد الدلالة الجميلة للزواج المتناغم. في عادات الزفاف التقليدية، لا غنى عن الحلي الذهبية تقريبًا في عادات الزواج التقليدية. ونتيجة لذلك، كانت المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص محبوبة من قبل الجماهير في مختلف البلدان منذ العصور القديمة ولا تزال تحتل حصة كبيرة من سوق المجوهرات اليوم.
ومع ذلك، تعاني المجوهرات التقليدية المصنوعة من الذهب الخالص من بعض المشاكل في الإنتاج والمعالجة والارتداء، ومن المشاكل الشائعة ما يلي
1.1 ضمان النقاء 1.1 ضمان النقاء
إن فئة الذهب النقي في صناعة المجوهرات غامضة نسبيًا؛ حيث يُشار إليها عادةً بالذهب عيار 24 قيراطًا والذهب عيار 999 والذهب النقي وكلها تصنف على أنها ذهب نقي. لا يقل محتوى الذهب من الذهب عيار 24 قيراطًا عن 99.99％، وينتمي "الذهب النقي عيار 9999" الذي يُزعم في السوق في السنوات الأخيرة إلى الذهب عيار 24 قيراطًا؛ ولا يقل محتوى الذهب النقي من الذهب النقي عن 99％؛ ولا يقل محتوى الذهب من الذهب النقي ألف عن 99.9％.
تشتري شركات المجوهرات عموماً سبائك الذهب الخالص كمواد خام عند إنتاج مجوهرات الذهب الخالص. ويجب أن يكون على سبائك الذهب النقي التجارية المشروعة علامات على السطح تشير إلى الصانع والجودة والنقاء والرقم التسلسلي وما إلى ذلك (الشكل 3-3).
الشكل 3-3 سبيكة الذهب الخالص
تحصر المنظمة الدولية للمواصفات والمقاييس (ISO) عناصر الشوائب في شذرات الذهب النقي، كما هو موضح في الجدول 3-5.
الجدول 3-5 متطلبات محتوى الشوائب في سبائك الذهب النقي.
| الصف | محتوى Au ％ | محتوى الشوائب / X 10-6 | إجمالي محتوى الشوائب X 10-6 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الصف | محتوى Au ％ | أغ | النحاس | في | باء باء | ثنائي | س ب | Pd | المغنيسيوم | سن | كر | ني | من | إجمالي محتوى الشوائب X 10-6 |
| IC - Au99 995 | ≥99.995 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤10 | ≤3 | ≤3 | ≤3 | < 50 |
| IC - Au99 99 | ≥99.99 | ≤50 | ≤20 | ≤20 | ≤10 | ≤20 | ≤10 | ≤30 | ≤30 | - | ≤3 | ≤3 | ≤3 | ≤100 |
| IC - Au99 95 | ≥99.95 | ≤200 | ≤150 | ≤30 | ≤30 | ≤20 | ≤20 | ≤200 | - | - | - | - | - | 500 |
| IC - Au99. 50 | ≥99.50 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5000 |
أثناء عملية الإنتاج، قد تختلط الشوائب أثناء الصهر والصب واللحام والمعالجة على البارد، إلخ. سيؤثر استخدام اللحام بنقطة انصهار أقل أثناء اللحام على جودة الذهب. إذا أخذنا مجوهرات الذهب النقي Au999 (الذهب الخالص)، الذي يتمتع بأكبر حصة سوقية في السوق، كمثال لضمان جودته، بالإضافة إلى تعزيز عملية الإنتاج والتحكم فيه، يوصى عمومًا بأن تكون المواد الخام الذهبية المشتراة من الذهب IC - Au99.99.
1.2 مشكلات بقعة الصدأ
يتميز الذهب Au999 بمقاومة ممتازة للتآكل، ولكن التقارير عن مشاكل الصدأ على أسطح المجوهرات الذهبية ليست غير شائعة. يُظهر الشكل 3-4 "بقع الصدأ" على سطح المجوهرات الذهبية Au999 (الشكل 3-4). ظهرت العديد من "بقع الصدأ" الخطيرة على سطح المجوهرات الذهبية. إن توزيع "بقع الصدأ" غير متساوٍ، ومتفاوتة في الحجم، ومعظم البقع مرئية بالعين المجردة أو تحت المجهر منخفض التكبير. ويختلف لون "بقع الصدأ" باختلاف المناطق، بما في ذلك بشكل رئيسي.
يتناقض اللون الأحمر والبني والبني الداكن والأسود مع الخلفية الذهبية النقية Au999. تحتوي معظم البقع على حلقة لونها بني مائل إلى الحمرة، وتتصل البقع الأكثر تغيراً في اللون بشكل حاد، لتشكل بقع صدأ تميل إلى التمدد إلى الخارج.
الشكل 3-4 "بقع الصدأ" على سطح مجوهرات الذهب Au999
تحت الفحص بالمجهر الإلكتروني بالمسح الضوئي، تتفاوت الثقوب الدقيقة في المنطقة المركزية من "بقعة الصدأ" من حيث العدد. في المناطق الأكبر من "بقعة الصدأ"، يوجد عدد أكبر أو أكبر من الثقوب المجهرية، كما هو موضح في الشكل 3-5.
الشكل 3-5 ثقوب صغيرة في وسط منطقة "بقعة الصدأ"
أظهر التحليل الكيميائي للمجوهرات الذهبية أن محتواها الكلي من الذهب يفي بمعيار Au999. وباستخدام مطيافية الإلكترون الضوئي XPS للكشف عن منطقة بقع الصدأ، تبيّن أنه إلى جانب الذهب يوجد أيضًا Ag2S وملوثات شوائب كلوريد الصوديوم وكلوريد الصوديوم، وكميات ضئيلة من SiO2 ظهرت الملوثات على الجدران الداخلية للثقوب الدقيقة. ولذلك، فإن مشكلة بقعة الصدأ السطحية للمشغولات الذهبية ترجع إلى حد كبير إلى عدم كفاية الإدارة في موقع الإنتاج. على سبيل المثال، تخطيط الموقع ليس معقولاً بما فيه الكفاية، ولا يوجد تمييز كافٍ بين مناطق الإنتاج والعمليات الخاصة بمنتجات الذهب والفضة؛ كما أن عمليات الصهر والمعالجة الحمضية ليست معزولة، وحتى أدوات الطحن الدوارة عالية السرعة تستخدم لإصلاح القوالب في منطقة ضغط الزيت النهائي؛ كما أن نظافة الموقع ليست نظيفة بما فيه الكفاية، ولا يتبع عمال الإنتاج متطلبات عملية تنظيف قضبان الذهب وأسطح القوالب أثناء التشغيل بدقة. ونظرًا لأن عملية إنتاج المجوهرات الذهبية تتضمن عمليات متعددة مثل الصهر والدرفلة والقطع وضغط الزيت والطحن، وأحيانًا يتم إنتاج منتجات الفضة النقية أيضًا في نفس منشأة الإنتاج، فمن المحتم أن يتم ضغط حطام الفضة أو جزيئات الفضة على سطح منتجات الذهب النقي، مما يتسبب في تغير لونها. على مدى فترة طويلة من معالجة الإنتاج، يتراكم الغبار أو الأوساخ حتماً في منطقة الإنتاج. أثناء عمليات الدرفلة والختم، إذا لم يتم تنظيف منطقة العمل بشكل صحيح، خاصةً عند إجراء عمليات الطحن في مكان قريب، يمكن بسهولة تحريك الغبار أو الأوساخ وضغطها على سطح السبيكة الذهبية، مما يؤدي إلى تكوين بقع غير متجانسة. عندما تتم معالجة المجوهرات الذهبية بالحمض، سيؤدي الحمض إلى تآكل البقع غير المتجانسة إلى ثقوب دقيقة. إذا تعذرت إزالة نواتج الغسل بالحمض بالكامل أثناء تنظيف قطعة العمل، أو إذا كانت هناك بقايا حمض في الثقوب الدقيقة، فسوف تستمر في تآكل البقع غير المتجانسة. يمكن للشوائب المعدنية التي لم تتم إزالتها عن طريق الغسيل الحمضي أن تُشكّل بسهولة بطاريات دقيقة مع الركيزة الذهبية في ظل ظروف معينة، مما يؤدي إلى التآكل الكهروكيميائي لأنها تعمل كأنودات. أثناء تخزين المجوهرات الذهبية، ستنتقل نواتج التآكل ببطء إلى الخارج، مما يتسبب في النهاية في ظهور "بقع صدأ" وتغير اللون.
1.3 قضايا التشوه 1.3
قوة الذهب النقي منخفضة للغاية. تكون المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص باستخدام التقنيات التقليدية عرضة للتشوه أثناء الإنتاج والتآكل وغير مناسبة لترصيع الأحجار الكريمة. ولتحسين قدرة المجوهرات على مقاومة التشوه، غالباً ما يكون من الضروري زيادة سُمك جدارها، مما يزيد من وزن الذهب ويجعل كل قطعة أغلى ثمناً.
1.4 مشاكل البلى والتلف
صلابة الذهب النقي منخفضة للغاية. وتتعرض المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص باستخدام التقنيات التقليدية للارتطام والخدش بسهولة أثناء الارتداء، مما يؤدي إلى انبعاجات وخدوش على السطح، مما يؤدي إلى فقدان المجوهرات بريقها تدريجياً.
1.5 مشكلات النمط 1.5
نظرًا لقوة الذهب النقي وصلابته المنخفضة، ليس من السهل صنع مجوهرات ذات أشكال معقدة وأنماط معقدة ودقة معالجة عالية وترصيعات أحجار كريمة. ويؤدي ذلك إلى أن تكون المجوهرات التقليدية المصنوعة من الذهب الخالص في وضع حرج يتمثل في كونها خشنة وتفتقر إلى القيمة الفنية، مما يفرض بعض القيود على تطوير المجوهرات وتوسيع نطاقها، مما يحد من قيمتها الفنية كمنتج استهلاكي راقي.
2. مواد الذهب النقي المعدل وعمليات الإنتاج
2.1 المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص الصلب المشكل كهربائياً
على خلفية وظائف المجوهرات الزخرفية البارزة بشكل متزايد والارتفاع المستمر في أسعار الذهب العالمية، تتمتع المجوهرات الذهبية الخالصة المجوفة ذات الجدران الرقيقة بتنافسية كبيرة في السوق بسبب شكلها الكبير وخفة وزنها وانخفاض سعر القطعة الواحدة. تحتاج عمليات تشكيل المجوهرات التقليدية مثل الصب والختم إلى المساعدة لتلبية هذا الطلب. ولذلك، أصبح التشكيل الكهربائي عملية التشكيل الرئيسية للمجوهرات الذهبية المجوفة. ومع ذلك، فإن المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص المصنوعة باستخدام عمليات التشكيل الكهربائي التقليدية عرضة للتشوه والانهيار بشكل كبير، مما يجعلها مناسبة فقط كقطع للعرض وليس كمجوهرات يمكن ارتداؤها. ومنذ أكثر من عقد من الزمان، بدأت الصناعة في اعتماد عملية تشكيل الذهب الخالص الصلب المُشكّل كهربائياً، والتي تستخدم مبدأ الترسيب الكهربائي. ومن خلال تعديل تركيبة محلول التشكيل الكهربائي وتحسين ظروف عملية التشكيل الكهربائي، تنتقل أيونات الذهب إلى قالب القطب السالب الموصّل تحت تأثير المجال الكهربائي. بعد إزالة اللب، يتم إنتاج قطع ذهبية مجوفة رقيقة الجدران وصلبة ونقية من الذهب النقي، كما هو موضح في الشكل 3-6.
الشكل 3-6 مجوهرات ذهبية صلبة نموذجية مشكّلة كهربائياً
2.1.1 خصائص المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص الصلب المُشكّل كهربائياً
بالمقارنة مع المجوهرات التقليدية المصنوعة من الذهب الخالص، تتميز المجوهرات المصنوعة من الذهب الخالص الصلب المشكل كهربائياً بالخصائص التالية:
(1) عالية النقاء.
يتجاوز محتوى الذهب 99.9 ％، وعادةً ما يتوافق تمامًا مع المعايير الدولية ذات الصلة لنقاء الذهب مع تلبية طلب السوق على نقاء الذهب الذي يصل إلى Au999. اختيرت ثلاث عينات من المجوهرات الذهبية الصلبة المشكّلة كهربائيًا عشوائيًا لاختبار التركيب الكيميائي، وترد النتائج في الجدول 3-6.
الجدول 3-6 التركيب الكيميائي للذهب الصلب المشكل كهربائيًا (2012)
| العناصر الكيميائية | المحتوى /％ | العنصر الكيميائي | المحتوى /％ |
|---|---|---|---|
| أغ | 0.001 ~ 0.0036 | Pd | < 0.0003 |
| النحاس | 0.0025 ~ 0.0046 | المغنيسيوم | < 0.0003 |
| في | 0.0003 ~ 0.0012 | كما | < 0.0003 |
| باء باء | 0.0003 ~ 0.0004 | سن | < 0.0003 |
| ثنائي | < 0.0005 | كر | < 0.0003 |
| س ب | < 0.0003 | ني | < 0.0003 |
| سي | < 0.0020 | من | < 0.0003 |
(2) صلابة عالية (2) صلابة عالية.
واعتمادًا على تركيبة محلول التشكيل الكهربائي وعملية التشكيل الكهربائي وسماكة الطلاء، يمكن أن تصل الصلابة في حالة الصب عمومًا إلى أعلى من HV80، حتى أن بعضها يصل إلى HV140-160، وهو ما يعادل صلابة الذهب عيار 18 قيراطًا، أي أكثر من أربعة أضعاف صلابة الذهب النقي التقليدي.
(3) يمكن ارتداؤها.
ومع زيادة صلابة المجوهرات بشكل كبير، تتحسن مقاومة تشوه المجوهرات، مما يسمح بارتدائها كإكسسوارات، مما يحل مشكلة أن المجوهرات الذهبية التقليدية المجوفة لا يمكن استخدامها إلا كحلي.
(4) مقاومة للاهتراء.
فهو يكسر قيود نعومة المجوهرات التقليدية المصنوعة من الذهب الخالص النقي، مع مقاومة للاهتراء تفوق بكثير مقاومة الذهب الخالص التقليدي.
(5) خفيفة الوزن.
وباستخدام عملية التشكيل الكهربائي المجوّف، يكون سمك الجدار عموماً في حدود 220 ميكرومتر، مما يقلل الوزن بشكل كبير مقارنةً بالمجوهرات التقليدية المصنوعة من الذهب الخالص من نفس المظهر والحجم.
ومع ذلك، على الرغم من أن الذهب الصلب المُشكّل كهربائيًا يتميز بصلابة عالية نسبيًا، إلا أنه هش نسبيًا بطبيعته. وبما أنه مجوف، يجب توخي الحذر لتجنب الاصطدام بالأشياء الحادة أثناء التآكل. وبالإضافة إلى ذلك، لا تزال هناك بعض القيود فيما يتعلق بالنمط وهيكل المنتج للذهب الصلب المُشكّل كهربائيًا.
2.1.2 آلية تقوية مادة الذهب الصلب المشكل كهربائيًا
تستخدم عملية التشكيل الكهربي للذهب الصلب الذهب الخالص IC - Au9.99 النقي كمادة خام، وتحضيره في محلول التشكيل الكهربي الذي يحتوي على أيونات سبيكة معقدة. من خلال تحسين المواد المضافة في محلول التشكيل الكهربائي وظروف عملية التشكيل الكهربائي، يتم تحسين طريقة تبلور طبقة الذهب، مما ينتج عنه بنية مصبوبة ذات حبيبات دقيقة وبنية كثيفة. كما تختلف البنية البلورية للذهب الصلب المشكل كهربائيًا عن بنية الذهب العادي (الشكل 3-7). هذه البنية الدقيقة والكثيفة هي السبب الأساسي للصلابة العالية للذهب الصلب المشكل كهربائيًا.
الشكل 3-7 مقارنة بين حيود الأشعة السينية بين الذهب الصلب عيار 24 قيراطًا المشكّل كهربائيًا والذهب العادي عيار 24 قيراطًا
2.2 ذهب عيار 24 قيراط من السبائك الدقيقة عالية القوة
نظراً لانخفاض قوة وصلابة المواد المصنوعة من الذهب عيار 24 قيراط، ليس من السهل صنع مجوهرات بأشكال معقدة وأنماط معقدة ودقة معالجة عالية وأحجار كريمة مدمجة. وبالإضافة إلى ذلك، تكون المجوهرات عرضة للتشوه أثناء الارتداء ويمكن أن تصبح بالية وتفقد بريقها بسهولة. ومع تحسن مستويات المعيشة المادية والثقافية، أصبح لدى المستهلكين توقعات أعلى من ذي قبل بالنسبة للمجوهرات المصنوعة من الذهب عيار 24 قيراطًا، مما يتطلب نقاءً عاليًا وتوقعات أعلى بالنسبة لهيكل المجوهرات وأسلوبها وأدائها. ولذلك، أصبح البحث والتطوير لمواد الذهب عيار 24 قيراطًا عالي النقاء وعمليات الإنتاج موضوعًا ساخنًا في هذه الصناعة.
2.2.1 طرق تقوية الذهب عيار 24 قيراطًا المصنوع من السبائك الدقيقة
كما ذكرنا سابقًا، تتضمن طرق تقوية المواد المعدنية الثمينة تقوية المحلول الصلب، وتقوية الحبيبات الدقيقة، وتقوية التشوه، وتقوية الترسيب، وتقوية التشتت، وتقوية التحويل الطوري. في تطوير الذهب المخلوط بالسبائك الدقيقة، من الضروري أيضًا اختيار الطرق المناسبة من طرق التقوية المذكورة أعلاه، ونظرًا للكمية الصغيرة جدًا من عناصر السبائك المضافة، يلزم وجود تأثير شامل لمسارات التقوية المتعددة لتحقيق نتائج تقوية جيدة.
من من منظور مبادئ علم المعادن، فإن عناصر السبائك الدقيقة واسعة جدًا. وباستثناء المعادن القلوية وبعض المعادن الحرارية والمعادن ذات درجة الانصهار المنخفضة، يمكن أن تُستخدم المعادن البسيطة والفلزات الانتقالية والفلزات الخفيفة والمعادن الخفيفة والميتالويدات كعناصر سبائك دقيقة للسبائك الدقيقة للسبائك الذهبية، وحتى تلك العناصر التي تعتبر ضارة بالتركيزات التقليدية يمكن أن تُستخدم أيضًا كعناصر سبائك دقيقة رئيسية. عند اختيار عناصر السبائك، تؤخذ العوامل التالية في الاعتبار بشكل عام.
(1) تأثير تقوية المحلول الصلب.
ويرتبط تأثير تقوية المحلول الصلب لعناصر السبائك في الذهب النقي بعوامل مثل اختلاف الحجم الذري، واختلاف السالبية الكهربية، والاختلافات في التركيب البلوري بينها، ومحتوى عناصر السبائك. يمكن قياس تأثير تقوية المحلول الصلب لعناصر السبائك على الذهب باستخدام معاملات تقوية المحلول الصلب؛ فكلما زادت قيمة المعامل، كان تأثير تقوية المحلول الصلب أفضل. بصفة عامة، العناصر الفلزية الخفيفة ذات الأوزان الذرية الأصغر، مثل Li وBe و Na وK وK وMg وCa وSr، وكذلك العناصر الأرضية النادرة ذات الأحجام الذرية الأكبر، لها قيم معاملات تقوية المحلول الصلب الأعلى.
(2) تأثير تقوية الحبيبات الدقيقة.
يشمل التنقية الحبيبية للذهب النقي كلاً من التنقية الحبيبية الأولية أثناء عملية التبلور بالتصلب للمعدن المنصهر وقمع إعادة التبلور ونمو الحبيبات أثناء عملية المعالجة الحرارية. يمكن أن تعمل بعض عناصر السبائك، مثل العناصر الأرضية النادرة وبعض عناصر السبائك ذات درجة الانصهار العالية، كمصافي أو معدِّلات فعّالة للحبيبات أثناء عملية التبلور بالتصلب. يمكن للعناصر الأرضية النادرة، التي لها تقارب قوي مع الأكسجين، تنقية المعدن المنصهر والعمل أيضًا كمصافي حبيبات فعالة أثناء التبلور بالتصلب؛ يمكن للكوبالت زيادة درجة حرارة إعادة التبلور لسبائك الذهب ومنع حدوث إعادة التبلور.
(3) هي تأثيرات مقوية للشيخوخة.
إذا تناقصت قابلية ذوبان عناصر السبائك في الذهب مع انخفاض درجة الحرارة، فعندئذٍ من خلال معالجة تقادم المحلول الصلب، يمكن أن تترسب المراحل الثانية المستقرة أو المستقرة في المحلول الصلب، مما يؤدي إلى تقوية الترسيب في السبيكة. يمكن أن تنتج العديد من العناصر ترسيبًا فعالاً في الذهب مثل كميات صغيرة من Ti وREE وCo وSb وCa، وما إلى ذلك، والتي يمكن أن تؤدي جميعها إلى تأثيرات تقوية الترسيب في الذهب مع تقدم العمر.
(4) دور تصلب الإجهاد.
وهذه طريقة ضرورية للذهب المخلوط بالسبائك الدقيقة لتحقيق تأثيرات تقوية كبيرة. وتختلف معدلات تصلب المعالجة لعناصر السبائك المختلفة في الذهب، ويرجع ذلك أساسًا إلى الاختلافات في إعاقة انزلاق الخلع، والتي تعتمد على التفاعلات بين حدود الحبيبات والخلع، وذرات المذاب والخلع، وجزيئات المرحلة الثانية والخلع، والخلع مع بعضها البعض.
2.2.2 جودة الذهب عالي القوة المصنوع من السبائك الدقيقة
ل يتم الحفاظ على جودة الذهب عيار Au999 فوق 99.9 ％، مما يلبي قبول السوق لجودة الذهب. بإضافة عناصر السبائك النزرة ودمجها مع المعالجة بالتشوه البارد، يمكن تحقيق قوة وصلابة أعلى بكثير من الذهب التقليدي عيار 24 قيراطًا. ينتمي ما يُطلق عليه "الذهب الصلب 5G" في السوق إلى الذهب عيار 24 قيراطًا المصنوع من السبائك الدقيقة. يُظهر الشكل 3-8 سوارًا مجوفًا من الذهب عيار 24 قيراطًا "5G" الصلب عيار 24 قيراطًا بسماكة جدار تبلغ 0.2 مم فقط، تم تشكيله من خلال السحب الأنبوبي والثني واللحام، ويتميز بخفة الوزن والصلابة العالية والمرونة الجيدة.
الشكل 3-8 سوار مجوف من الذهب عيار 24 قيراط "5G" الصلب عيار 24 قيراط
ونظرًا لعدم كفاية إدخال عناصر السبائك 0.1％، اعتمادًا على عناصر السبائك المضافة، تتراوح الصلابة المصبوبة عمومًا من HV40 إلى HV60. بعد معالجة التشوه على البارد مثل الدرفلة والسحب، تتراوح الصلابة عمومًا من HV80 إلى HV120. وفي بعض الحالات، تكون صلابة بعض السبائك أفضل من ذلك. كما قامت الدول الأجنبية أيضًا بتطوير وتسويق سبيكة Au999 ذات السبائك الدقيقة التي تحسّن الصلابة والقوة بشكل كبير مقارنةً بالسبائك Au999 العادية، كما هو موضح في الجدول 3-7.
الجدول 3-7 خواص السبائك الدقيقة عالية القوة Au999 (مقتطفات جزئية من كريستوفر و. كورتي، 1999)
| المواد | الشركة المصنعة | النقاء | صلابة الصب HV/(نيوتن/مم2) | الصلابة الملدنة HV/(نيوتن/مم2) | صلابة المعالجة HV/(نيوتن/مم2) | قوة الشد / ميجا باسكال | حرفة مناسبة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الذهب الصلب 5G 5G | الصين | 99.9％ | 40 ~ 60 | - | 80 ~ 110 | - | قابل للصب |
| ذهب نقي عالي الكثافة | ميتسوبيشي اليابان | 99.9％ | - | 55 | 123 | 500 | قابل للصب |
| ذهبية TH | توكوريكي هونتن اليابان | 99.9％ | - | 35 ~ 40 | 90 ~ 100 | - | قابل للصب |
| الذهب الخالص العادي | - | 99.9％ | - | 30 | 50 | 190 ~ 380 |
2.2.3 السبائك الدقيقة عالية القوة Au995
ونظرًا لأن محتوى عنصر السبيكة في Au995 أعلى قليلاً من محتوى Au999، فهناك المزيد من عناصر السبيكة للاختيار من بينها. باستخدام مزيج من عدة آليات تقوية، يمكن تحقيق تأثير تقوية كبير. يسرد الجدول 3-8 بعض خواص سبيكة Au995 ذات السبائك الدقيقة، ويمكن أن تصل صلابة بعض السبائك بعد المعالجة الشاملة إلى ذهب عيار 22 قيراطًا أو حتى ذهب عيار 18 قيراطًا.
الجدول 3-8 أداء السبائك الدقيقة Au995 (وفقًا لكريستوفر و. كورتي، 1999)
| المواد | الشركة المصنعة | النقاء | صلابة الصب HV/(نيوتن/مم2) | الصلابة الملدنة HV/(نيوتن/مم2) | صلابة المعالجة HV/(نيوتن/مم2) | حالة الشيخوخة الصلابة HV/(نيوتن/مم2) | حرفة مناسبة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ذهب صلب عيار 24 قيراط | أفريقيا منتك | 99.5％ | - | 32 | 100 | 131 ~ 142 | يمكن تعتيقه |
| الذهب الخالص | شركة ثري أو اليابانية | 99.7％ | - | 63 | 106 | 145 ~ 176 | Can be aged & Castable |
| أونو-أ-إيريه ذهب عيار 24 قيراط | أونو-أ-إيري إيطاليا | 99.6％ | - | 33 | 87 | - | المعالجة الباردة |
| أونو-أ-إيريه ذهب عيار 24 قيراط | أونو-أ-إيري إيطاليا | 99.8％ | - | 62 | 118 | - | المعالجة الباردة |
| ديا أوروم 24 | تيتان البريطانية | 99.7％ | 60 | - | 95 | - | قابل للصب |
2.2.4 99 ％ أو - 1 ％ ذهب صلب Ti
في ثمانينيات القرن الماضي، موّل مجلس الذهب العالمي أبحاثًا حول الذهب الصلب، ونجح في تطوير الذهب الصلب Au990، الذي يستخدم 1％ Ti كعنصر إشابة مستفيدًا من تأثير تقوية الحبيبات الدقيقة لـ Ti، بالإضافة إلى تأثير تقوية الترسيب المتقادم لـ Ti المنتشر من المحلول الصلب فائق التشبع وهو Au لتشكيل المرحلة الثانية، مما أدى إلى تحسين قوة وصلابة السبيكة بشكل كبير، كما هو موضح في الجدول 3-9.
الجدول 3-9 أداء الذهب الصلب 99％Au - 1％Ti وفقًا لكريستوفر و. كورتي، 1999
| الأداء | حالة المحلول الصلب (800 ℃، 1 ساعة، إخماد) | حالة العمل البارد (معدل المعالجة 23 درجة مئوية) | حالة الشيخوخة (500 ℃، 1 ساعة، إخماد) |
|---|---|---|---|
| الصلابة HV/N/مم2 | 70 | 120 | 170- ~ 40 |
| قوة الخضوع / ميجا باسكال | 90 | 300 | 360 ~ 660 |
| قوة الشد / ميجا باسكال | 280 | 340 | 500 ~ 700 |
| معدل الاستطالة /％ | 40 | 2 ~ 8 | 2 ~ 20 |
99％Au - 1％ Ti هي مادة واعدة من الذهب عالي القوة المخلوط بالسبائك الدقيقة. ومع ذلك، وبسبب وجود Ti، يحتاج نظام السبائك هذا إلى الصهر في الفراغ، مما يجعل العملية أكثر صعوبة، ويختلف لونه قليلاً عن الذهب التقليدي، مما يحد من تطبيقاته.
