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Glamouröse organische Edelsteine: Geschichte, Kultur und gemmologische Eigenschaften von Perlen in der Anwendung
Grundlegende Einführung in organische Edelsteine und Perlen
Einleitung:
Edelsteine, auch bekannt als Edel- und Halbedelsteine, werden im Allgemeinen als natürlich vorkommende Materialien betrachtet, die schön, haltbar, selten und akzeptabel sind, einen ästhetischen Wert haben und zu dekorativen Gegenständen verarbeitet werden können. In der Gemmologie werden Edelsteine in Einkristalle, Jade und organische Steine eingeteilt (siehe Abbildung 0-0-1).
Inhaltsübersicht
Abschnitt ⅠCharakteristika der organischen Edelsteine
Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei organischen Edelsteinen um solche, die durch organische Prozesse entstanden sind. Der Hauptunterschied zwischen organischen Edelsteinen und anorganischen einkristallinen Edelsteinen und Jade besteht darin, dass organische Edelsteine mit den Aktivitäten von Tieren und Pflanzen zusammenhängen und den Gesetzen der Biologie und der Biomineralisation folgen.
Zu den wichtigsten organischen Edelsteinen gehören Perlen, Korallen, Elfenbein und andere Zahnmaterialien sowie Bernstein, Muscheln, Düsen, Schildkrötenpanzer und Hörner. Obwohl einige organische Edelsteine durch künstliche Eingriffe in ihren Entstehungsprozess gezüchtet werden können, wie z. B. Zuchtperlen und Muscheln, können diese organischen Edelsteine nicht in einem Labor synthetisiert werden.
Die wichtigsten Erkennungsmerkmale organischer Edelsteine stehen im Allgemeinen in engem Zusammenhang mit ihrer Herkunft, wie die konzentrische Ringwachstumsstruktur von Perlen, die konzentrische Radialwachstumsstruktur von Korallen, die geschichtete Wachstumsstruktur von Muscheln, die konzentrische Ringwachstumsstruktur von Elfenbein und die Fließmuster von Bernstein.
Die meisten Schmuckstücke aus organischen Edelsteinen müssen sorgfältig gepflegt werden. Organische Edelsteine haben im Allgemeinen eine geringere Härte und eine höhere Zähigkeit, mit einer Mohshärte von etwa 2,5 bis 4. Vermeiden Sie es, an Metall zu kratzen und an anderen anorganischen Edelsteinen und Jade zu reiben. Die meisten organischen Edelsteine bestehen sowohl aus organischen als auch aus anorganischen Materialien. Der anorganische Teil besteht hauptsächlich aus Karbonaten und Phosphaten. Karbonate werden leicht von Säuren erodiert, die organische Edelsteine beschädigen können. Bei Säureeinwirkung sofort mit klarem Wasser abspülen, mit einem weichen Tuch abtrocknen und an der Luft an einem kühlen Ort trocknen lassen. Organische Materialien sind anfällig für die Erosion durch organische Lösungsmittel wie Ethanol, Äther und Aceton, daher sollte der Kontakt mit Nagellack, Reinigungsmitteln und Kosmetika sowie mit Schweiß vermieden werden. Einige organische Edelsteine können durch Austrocknung ihre Farbe verändern und ihren Glanz verlieren, da sie eine geringe Menge Wasser enthalten. Sie sollten daher vor längerer Sonneneinstrahlung und kontinuierlichem Backen bei hohen Temperaturen geschützt werden.
Organische Edelsteine haben ein breites Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten. Einige organische Edelsteine werden nicht nur für Schmuck und Dekoration verwendet, sondern haben auch einen medizinischen Wert, wie z. B. Perlen. In der Antike wurden Rhinozeroshorn und Bernstein als wertvolle medizinische Materialien verwendet.
Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass der Handel mit einigen organischen Edelsteinen strengen Beschränkungen im Rahmen des Übereinkommens über den internationalen Handel mit gefährdeten Arten freilebender Tiere und Pflanzen (CITES) unterliegt und international begrenzt oder verboten ist, wie z. B. Elfenbein, Koralle, Nashornhorn und Schildpatt; das Mitführen und der Handel mit diesen Arten von organischen Edelsteinen kann in einigen Ländern und Regionen zu rechtlichen Sanktionen führen.
Abschnitt II Klassifizierung der organischen Edelsteine
Organische Edelsteine können nach ihrer Herkunft und Zusammensetzung klassifiziert werden.
1. Klassifizierung nach Herkunft
Organische Edelsteine können in solche, die von lebenden Organismen erzeugt werden, und in biologische Fossilien unterteilt werden, siehe Abbildung 0-2-1.
Einige organische Edelsteine stammen von lebenden Organismen, wie z. B. Perlen und Muscheln, die von Süß- oder Meerwassermuscheln, Schnecken und anderen Weichtieren produziert werden; Schildpatt stammt von Meeresschildkröten; Elfenbein, Elefantenknochen und Vogelschnäbel" sowie Nashornhorn stammen von Landtieren. Die Klassifizierung von Korallen ist etwas umstritten; einige glauben, dass Korallen ein Fossil von Korallenpolypen sind, aber da lebende Korallenäste im Ozean weiter wachsen können und um sie von verkieselten Korallenfossilien zu unterscheiden, wird die Koralle in diesem Buch in die Abteilung der lebenden Tiere eingeordnet. Häufige organische Edelsteine, die von lebenden Organismen produziert werden, sind in Abbildung 0-2-2 dargestellt.
Fossilien sind die Überreste, Artefakte oder Spuren alter Organismen, die in alten Schichten erhalten sind. Zu den versteinerten organischen Edelsteinen gehören Bernstein, Jet, Opal, Mammutelfenbein und andere Zahnfossilien, verkieseltes Holz und Korallenfossilien. Siehe Abbildung 0-2-3.
2. Klassifizierung der Komponenten
Einige organische Edelsteine bestehen sowohl aus anorganischen als auch aus organischen Stoffen. Die anorganischen Materialien bestehen hauptsächlich aus Karbonaten, Phosphaten, Kieselsäure und Wasser, während die organischen Materialien hauptsächlich Keratin und andere enthalten. Zu dieser Kategorie organischer Edelsteine gehören vor allem Perlen, Kalkkorallen, Zähne, Knochen und verkieselte oder verkalkte Fossilien, wie in Abbildung 0-2-4 dargestellt.
Bei verkieselten Fossilien, wie z. B. Korallenfossilien, kann aufgrund der Erosion durch kieselsäurereiche hydrothermale Fluide während ihrer Entstehung nur sehr wenig organisches Material erhalten sein, und das organische Material kann sogar zerstört sein.
Die Zusammensetzung einiger organischer Edelsteine besteht hauptsächlich aus organischem Material, vor allem Keratin, Estersäuren und Alkoholen, z. B. Bernstein, Jet, Hornkorallen, Schildpatt, Nashornhorn, wie in Abbildung 0-2-5 dargestellt.
Abschnitt III Einführung von Pearl
Das englische Wort für Perle stammt aus dem Französischen "Perle", ursprünglich abgeleitet vom lateinischen "Perna", was "Perlenauster" bedeutet, eine Muschelart, die wie eine Lammkeule geformt ist. Im Persischen bedeutet es ursprünglich "der Stolz des Meeres".
Perlen sind in der internationalen Schmuckwelt als "Königin der Edelsteine" bekannt. Sie sind die älteste und wichtigste Art von organischen Edelsteinen und der einzige Edelstein, der direkt getragen werden kann, ohne dass er geschliffen, poliert oder poliert werden muss.
In diesem Kapitel bezieht sich der Begriff Perlen auf die glänzenden Sekrete, die in Salzwasseraustern und Süßwassermuscheln gebildet werden, die zur Klasse der Muscheln gehören. Das auffälligste Merkmal der Muscheln ist, dass sie zwei Schalen haben, die durch ein Band miteinander verbunden sind. Ihre Kiemen sind in der Regel blattförmig; daher werden sie auch "Lamellenzweige" genannt. Die Schalen der Muscheln und die meisten Perlen werden durch den Mantel des Muschelkörpers abgesondert.
Abschnitt IV Anwendungsgeschichte und Kultur für Pearl
Die Geschichte der Perlen in der Welt lässt sich im Allgemeinen in zwei Etappen unterteilen: die erste ist die jahrtausendelange Ernte natürlicher Perlen vor dem 19. Jahrhundert, und die zweite ist die Geschichte der modernen Perlenzucht, die mit Mikimoto Kōkichi begann.
1. Südliche Meerwasserperlen
(1) Auf der Insel Hainan, in Hepu in Guangxi und in den Gewässern des Beibu-Golfs wurde Perlmutt im Überfluss produziert. In diesen Gewässern ist der Wellengang relativ gering, und durch die Mischung von Salz- und Süßwasser entsteht ein mäßiger Salzgehalt, der zu einer hohen Wasserqualität und einer für die Zucht von Perlmutt besonders geeigneten Temperatur führt.
(2) Methoden der Perlenernte
Häufiger war es, dass Perlentaucher Frösche sammelten. Ein Seil wurde um den Körper des Tauchers gebunden, und der Taucher tauchte ins Meer, um Frösche zu fangen. Diese Art der Perlensammlung war extrem gefährlich und führte oft dazu, dass "Menschen gegen Perlen ausgetauscht wurden".
2. Östliche natürliche Süßwasserperle
Östliche natürliche Süßwasserperle, die hauptsächlich in den Süßwasserflüssen und -seen von Jilin und Heilongjiang im Nordosten Chinas produziert wird, wobei die beste Qualität aus Gebieten wie dem Songhua-Fluss, dem Nen-Fluss, dem Yuantong-Fluss und dem Jingpo-See stammt. Darüber hinaus ist Mudanjiang für seinen Reichtum und seine Qualität an Perlen bekannt, was ihm den schönen Titel "Perlenfluss" einbrachte.
3. West Pearl
Was die Westperlen betrifft, so glauben einige, dass "die aus Europa und dem Westen" Westperlen sind, während andere meinen, dass alle ausländischen Perlen als "Westperlen" bezeichnet werden. Es gibt viele Ursprünge für "West-Perlen", die auch in natürliche Süßwasserperlen und Seewasserperlen unterteilt werden.
Die Verwendung von West Pearls spiegelt sich in vielen Porträtgemälden wider, und viele dekorative Gegenstände in Museumssammlungen sind mit West Pearls versehen, ebenso wie antiker Schmuck, der auf dem Markt mit West Pearls zirkuliert.
Abbildung 1-1-9 Ölgemälde einer Frau mit Perlenschmuck (gemalt 1853)
Abbildung 1-1-12 Naturperlenschmuck im Museum
Abbildung 1-1-16 Antiker Perlenschmuck auf der Juwelenausstellung
(1) Golf von Mannar
Der Golf von Mannar, der zwischen Sri Lanka und Indien liegt, blickt auf eine lange Geschichte der Perlenproduktion zurück und war in der Antike für die Herstellung der feinsten natürlichen Meerwasserperlen bekannt. Die Perlen sind weiß oder milchig weiß, mit grünen, blauen oder violetten Reflexen und haben einen starken Glanz. □
(2) Persischer Golf
Aufzeichnungen über den Perlenfang im Persischen Golf reichen bis ins Jahr 200 v. Chr. zurück. Die "Perle Asiens", die 1628 im Persischen Golf gefunden wurde, gilt als die zweitgrößte natürliche Meerwasserperle der Welt. Schon die alten Römer bezogen Perlen aus dem Persischen Golf. Der römische Kaiser Nero trug eine mit Perlen geschmückte Krone. Ein anderer römischer Kaiser, Caligula, ließ sich eine Perle in der Nähe seiner Lippen einbetten und schenkte seinem Pferd eine Perlenkette.
Die natürlichen Meerwasserperlen aus dem Persischen Golf, die so genannten Persischen Perlen, sind von hervorragender Qualität, oft cremefarben mit einem grünlichen Schimmer.
Die Methoden des Perlentauchens im alten Persien sind seit Jahrhunderten überliefert. Junge männliche Sklaven sprangen vom Schiff ins Meer und hielten mehrere Minuten lang die Luft an oder tauchten mit einem kleinen Gerät, das einer Nasenklammer ähnelte, bis in 20-30 m Tiefe, um Austern zu fangen, und kehrten dann zum Schiff zurück, wobei sie den Vorgang ständig wiederholten. Die Risiken des Austerntauchens sind extrem hoch.
(3) Europa
Die in europäischen Flüssen gewonnenen Perlen sind wie die aus Südamerika bei verschiedenen europäischen Königshäusern sehr beliebt.
Königin Elisabeth I. von England hatte eine besondere Vorliebe für Perlen und trug Halsketten, die ihr bis zu den Knien reichten. Man sagt, dass Königin Elisabeth mehr als 3.000 Kleider mit Perlen geschmückt hatte, aber interessanterweise war ein großer Teil der Perlen an diesen Kleidern Imitationsperlen.
(4) Südpazifik
Das Perlmutt im Südpazifik ist groß und bringt hochwertige Perlen hervor. Natürliche Perlen aus dem Südpazifik wurden um 1845 nach Europa exportiert. Im Jahr 1881 wurde im Nordwesten Australiens eine große silberlippige Muschel entdeckt, aus der hochwertige, große natürliche Südseeperlen gewonnen werden können.
Zu den Mutterschalen natürlicher Südseeperlen gehören silberlippige Muscheln, goldlippige Muscheln und schwarzlippige Muscheln, die natürliche Perlen in den Farben Weiß, Gold und Schwarz hervorbringen können. Natürliches Perlmutt und natürliche Südseeperlen sind in den Abbildungen 1-1-18 bis 1-1-21 dargestellt.
Abbildung 1-1-18 Außenseite einer natürlichen Goldlippenschale
Abbildung 1-1-19 Innenseite einer natürlichen Goldlippenschale
Abbildung 1-1-20 Goldene natürliche Südseeperle
Abbildung 1-1-21 Silberweiße natürliche Südseeperle
(5) Amerika
Als Kolumbus 1498 zum dritten Mal in Amerika ankam, entdeckte er erfolgreich Perlen. Perlen standen ganz oben auf der Liste der Geschenke, die er dem spanischen König und der Königin machte. Als in den folgenden Jahren weitere spanische Eroberer in der westlichen Hemisphäre eintrafen, entdeckten sie viele perlenhaltige Muscheln in der Nähe der Nordküste Venezuelas, die später als "Perlenküste" bekannt wurde. In den nächsten 150 Jahren wurden fast alle hier produzierten Naturperlen nach Europa gebracht.
Um 1900 begann auch die Süßwasserperlenindustrie in den Vereinigten Staaten zu wachsen, vor allem am Mississippi, wo das geerntete Perlmutt für Knöpfe verwendet wurde.
4. Perlenkultur
Perlen gelten seit jeher als seltene Schätze, die von den Menschen geliebt und geschätzt werden. Sie stehen für Reinheit, Vollkommenheit, Adel und Autorität und sind neben Jade mit den wertvollsten Edelsteinen vergleichbar. Sie symbolisieren einen edlen Charakter, und das Tragen von Perlenschmuck steigert den Charme einer Person. Perlen sind auch die ersten natürlichen Materialien, die als Edelsteine verwendet wurden, und bilden somit eine untrennbare Verbindung mit der chinesischen Kultur, die eine einzigartige Perlenkultur hervorgebracht hat. Die Geschichte der Perlenkultur reicht weit zurück: Aufzeichnungen über Perlen reichen über 4.000 Jahre zurück. Während der langen Jahre, die die Menschheit begleitet haben, dienten Perlen nicht nur als materieller Reichtum, sondern waren auch Teil des kulturellen Flusses der Menschheitsgeschichte und hinterließen ein buntes kulturelles Erbe.
5. Medizinische Funktionen
Perlen haben einen besonderen Glanz und eine besondere Farbe und waren schon immer sehr beliebt. Perlen sind seit der Antike auch ein wertvolles traditionelles chinesisches Heilmittel.
In der modernen klinischen Praxis wird Perlenpulver innerlich zur Behandlung von fieberhaftem Juckreiz und geschwürigen Erkrankungen wie chronischem Ekzem und chronischer Hautgeschwür-Dermatitis verwendet; Patienten nach Operationen oder mit Schleimhautschäden können durch die Einnahme einer angemessenen Menge von Perlenpräparaten von der Genesung profitieren; Perlen haben die Wirkung, die Leber zu beruhigen und das Yang zu dämpfen sowie die Sehkraft zu klären. Perlenwasserextrakt wird klinisch zur Behandlung von visueller Müdigkeit, chronischer Bindehautentzündung und altersbedingtem Katarakt eingesetzt; die innere und äußere Anwendung von Perlenpulver kann auch orale Geschwüre behandeln.
Darüber hinaus haben Perlen auch einige Vorteile für die Schönheit. Aktuelle Forschungen zeigen auch, dass wasserlösliches Perlenkalzium (WCP) die altersbedingte Gewebeatrophie wirksam hemmen kann. Aktuelle Forschungen zeigen auch, dass wasserlösliches Perlenkalzium (WCP) die altersbedingte Gewebeatrophie wirksam hemmen kann
Abschnitt V Gemmologische Merkmale für Perlen
1. Grundlegende gemmologische Merkmale
Perlen sind die einzigen Edelsteine, die direkt verwendet werden können, ohne dass sie geschliffen oder poliert werden müssen, und ihre grundlegenden Eigenschaften sind in Tabelle 1-2-1 aufgeführt.
Tabelle 1-2-1 Grundlegende Eigenschaften von Perlen
| Hauptbestandteil Mineralien | Aragonit, Calcit, Perlmutt, etc. | |
|---|---|---|
| Chemische Zusammensetzung | (1) Anorganische Bestandteile: hauptsächlich CaCO3, die Masse Fraktion entfielen mehr als 91%; (2) Organische Zutaten: hartes Eiweiß (conchaolin), die Masse Fraktion von 3,5%-7%; (3) Spurenelemente: P, Na, K, Mg, Mn, Sr, Cu, Pb, Fe und mehr als zehn Arten; (4) Kern: Nicht-gekeimte Perlen haben einen Kern aus dem äußeren Mantel der Muscheln, während gekeimte Perlen oft einen Kern aus der Schale haben. | |
| Kristalliner Zustand | Kryptokristallines heterogenes Aggregat | |
| Struktur | Die Perlenschicht weist eine konzentrische oder konzentrische Radialstruktur auf. | |
| Optisches Merkmal | Lüster | Perlglanz |
| Farbe (Körperfarbe) | (1) Süßwasserperlen: weiß, orange, lila, rosa; (2) Seewasserperlen: weiß, goldgelb, grau, schwarz | |
| Form | (1) Süßwasserperlen: rund, tropfenförmig, oval, unregelmäßig, verbunden unregelmäßig, Cabochon, und verschiedene andere Formen; (2) Seewasserperlen: im Allgemeinen rund, können tropfenförmig, oval, unregelmäßig und andere Formen haben | |
| Besondere optische Effekte | (1) Begleitende Farben: rot, grün, lila, blau, etc.; weiße und schwarze Perlen sind leicht zu beobachten; (2) Schillern: schwimmende Regenbogenfarben, die Oberfläche der Perlen mit starkem Glanz ist leicht zu beobachten. | |
| Brechungsindex | Der Brechungsindex von Naturperlen liegt im Allgemeinen bei [1,530-1,685], während der Brechungsindex von Zuchtperlen [1,53-1,56] beträgt. | |
| Mechanische Eigenschaften | Mohs-Härte | 2.5-4.5 |
| Zähigkeit | Hoch, etwa 3000-mal so hoch wie der von Calcit (CaCO3) | |
| Relative Dichte | 2.60 | |
| Besondere Eigenschaften | Blasenbildung bei Kontakt mit Säure; wird bei Überhitzung braun; fühlt sich beim Reiben auf der Oberfläche sandig an | |
1.1 Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung von Perlen umfasst anorganische Bestandteile, organische Bestandteile, Wasser und andere Stoffe. Der Massenanteil der anorganischen Bestandteile beträgt 91% oder mehr, hauptsächlich Kalziumkarbonat; es enthält auch mehr als ein Dutzend Spurenelemente. Bei den organischen Bestandteilen handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, hauptsächlich Keratin (auch bekannt als Alpha-Keratin oder Skleroprotein). Der Massenanteil der organischen Bestandteile macht 1,1%-7% aus.
Mit der volumetrischen Kaliumdichromat-Methode - Verdünnungshitze-Methode wurde der Gehalt an organischen Stoffen in Süßwasser-Zuchtperlen mit unterschiedlichem Glanz und Farben getestet, und der Gehalt an organischen Stoffen in Süßwasser-Zuchtperlen wurde mit 1,191%-2,232% gemessen, wie in Tabelle 1-2-2 gezeigt. Die spezifische Methode verwendet 1mol/L Kaliumdichromatlösung in Kombination mit einer konzentrierten Schwefelsäurelösung, um die organische Substanz im Perlenpulver zu oxidieren, und das restliche Kaliumdichromat wird mit Eisensulfat titriert. Der organische Kohlenstoff und der korrigierte Gehalt an organischer Substanz werden auf der Grundlage der verbrauchten Kaliumdichromatmenge berechnet.
Tabelle 1-2-2 Messung des Gehalts an organischen Stoffen in Süßwasser-Zuchtperlen mit der Verdünnungswärme-Methode （Einheit: %）
| Süßwasser-Zuchtperlen | Weiß matt | Weiß hell | Hellviolett | Rosa | Orange | Lila |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Gehalt an organischer Substanz | 11.91 | 15.34 | 17.94 | 18.41 | 20.57 | 22.32 |
Man geht derzeit davon aus, dass die organischen Substanzen in Perlen aus 18 Aminosäuren bestehen, darunter Glycin, Prolin, Alanin, Valin, Serin, Asparaginsäure, Tryptophan und andere Aminosäuren aus der Proteinhydrolyse sowie Taurin, Ornithin und andere Aminosäuren aus der Nicht-Proteinhydrolyse. Verschiedene Arten, Lüster und Farben von Süßwasser-Zuchtperlen haben einen unterschiedlichen Aminosäuregehalt. Im Allgemeinen haben Perlen mit dunklerer Farbe und stärkerem Lüster einen höheren Gehalt an organischen Stoffen als solche mit schwächerem Lüster; bei Süßwasser-Zuchtperlen ist er im Allgemeinen niedriger als bei Meerwasser-Zuchtperlen. Der Gehalt an organischer Substanz von Süßwasser-Zuchtperlen mit unterschiedlichem Lüster und Farben wurde mit Hilfe von Säure-Hydrolyse-Protein-Methoden getestet; die Ergebnisse sind in Tabelle 1-2-3 und Tabelle 1-2-4 dargestellt. Die spezifische Methode ist wie folgt: 1mg jeder Art von Probe, die gemahlen und gründlich gemischt wurde, wird eingewogen, 0,5 mL 6mol/L Salzsäure hinzugefügt, das Röhrchen unter anaeroben Bedingungen versiegelt und bei 110℃±1 für 24 Stunden hydrolysiert. Der Vorteil der Säurehydrolyse besteht darin, dass sie nicht zur Racemisierung von Hydrolyseprodukten neigt, aber Tryptophan wird durch siedende Säure zerstört. Für die Aminosäureexperimente wurde ein vollautomatischer Aminosäureanalysator vom Typ 835 verwendet. Aufgrund der Zerstörung von Tryptophan und Cystein während der Hydrolyse können sie nicht nachgewiesen werden.
Tabelle 1-2-3 Vergleich des Aminosäuregehalts in Zuchtperlen （Einheit: %）
| Kultivierung von Perlen | Aminosäuregehalt |
|---|---|
| Süßwasser-Zuchtperlen | 13.46 ~ 31.39 |
| Meerwasser-Zuchtperlen | 21.83 ~ 31.70 |
Tabelle 1-2-4 Aminosäuregehalt von Süßwasserzuchtperlen nach der Säurehydrolyse-Proteinmethode （Einheit: %）
| Süßwasser-Zuchtperlen | Weiß matt | Weiß hell | Hellviolett | Rosa | Orange | Lila |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aminosäuren insgesamt | 13.46 | 18.96 | 14.86 | 23.44 | 21.04 | 16.56 |
Perlen enthalten mehr als zehn Spurenelemente wie P, Na, K, Mg, Mn, Sr, Cu, Pb, Fe und S. Die Eigenschaften der Spurenelemente in Zuchtperlen hängen eng mit ihrer Wachstumsumgebung zusammen. Die Umwelt beeinflusst das Wachstum der Perlen, und die Spurenelemente im Meerwasser und im Süßwasser sind unterschiedlich. Im Allgemeinen sind Spurenelemente wie Sr, S, Na, Mg und Fe in Meerwasser-Zuchtperlen relativ angereichert, während Mn relativ abgereichert ist; im Gegensatz dazu ist Mn in Süßwasserperlen relativ angereichert, während Sr, S, Na, Mg und Fe relativ abgereichert sind.
1.2 Glanz
Die von Muscheln produzierten Perlen, die gemeinhin als Perlen bezeichnet werden, zeichnen sich durch ihren perligen Glanz aus, wie in den Abbildungen 1-2-1 und 1-2-2 zu sehen ist. Der Glanz der Perlen ist auf die besondere organisch-anorganische Schichtstruktur der Perle zurückzuführen, die durch die Reflexion, Interferenz und Beugung des Lichts an den dicht angeordneten Kalziumkarbonatkristallen in der Perlenschicht entsteht. Die Intensität des Perlglanzes hängt von der Glätte der Perlenoberfläche, der Anordnung der inneren Kalzium-Wolfram-Kristalle, der Dicke der Perlenschicht und der Dicke der einzelnen dünnen Schichten ab.
Abbildung 1-2-1 Perlenglanz
Abbildung 1-2-2 Perlenglanz
Der Glanz von Perlen ist auf die Phänomene der Reflexion, der Brechung und der diffusen Reflexion zurückzuführen, die auf der Oberfläche der Perlenschicht auftreten, wenn sie beleuchtet wird. Zusätzlich treten in der Regel Interferenz- und Beugungseffekte zwischen den Schichten der Perle auf. Diese physikalischen optischen Phänomene spiegeln sich auf der Oberfläche der Perle wider und bilden den einzigartigen Glanz der Perlen.
Das Prinzip der Perlglanzerzeugung lässt sich anhand von Abbildung 1-2-3 erklären. Die harte Proteinschicht der Süßwasser-Zuchtperlen reflektiert einfallendes Licht wie ein Spiegel. Die Reflexion und Brechung der verschiedenen Mikroschichten der Perle sowie die Beugungsspalten, die durch die Lücken gebildet werden, in denen die organische Substanz zwischen den Mikroschichten des Aragonits nicht gefüllt ist, erzeugen zusammen den Glanz der Perle.
1.3 Farbe
Die Farbe einer Perle ist das kombinierte Ergebnis von Körperfarbe, Oberton und Ausrichtung.
Die Körperfarbe ist die Farbe, die durch die selektive Absorption von weißem Licht durch die Perle selbst entsteht, und kann auch als der feste Farbton betrachtet werden, den die Perle besitzt. Der Oberton und der Orient einer Perle werden hauptsächlich durch ihre Struktur verursacht, bei der das von der Oberfläche reflektierte Licht und das von innen reflektierte Licht zusammen mit der durch die Lücken zwischen den Perlmuttschichten verursachten Lichtbeugung interferieren und eine regenbogenartige Orientierung erzeugen. Wenn die gebildete Orientierung deutlich eine Farbe ist, die über der Körperfarbe der Zuchtperle schwebt, wird sie als Oberton bezeichnet.
Die Körperfarbe einer Perle hängt hauptsächlich von der Genetik der Perlmuttart ab, d.h. die Farbe der Perlmuttart beeinflusst in erster Linie die Farbe der Perle. Die verschiedenen Perlmuttarten variieren in Bezug auf Sorte, Wachstumsumgebung usw., was zu unterschiedlichen Körperfarben der gezüchteten Perlen führt.
Die Körperfarbe von Meerwasserperlen ist hauptsächlich weiß, schwarz, grau und gelb, wie in den Abbildungen 1-2-4 bis 1-2-6 dargestellt.
Abbildung 1-2-4 Hauptfarben von Meerwasser-Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-5 Hauptfarben von Meerwasser-Zuchtperlen (2)
Abbildung 1-2-6 Hauptfarben von Meerwasser-Zuchtperlen (3)
Bei Süßwasser-Zuchtperlen gibt es vier Hauptfarbsysteme: weiß, rosa, orange und violett. Da die Mehrheit der Verbraucher Rosa nicht bevorzugt, wird es im Allgemeinen zu Weiß gebleicht. Derzeit sind die gängigsten Farben auf dem Markt hauptsächlich weiß, orange und violett, wie in den Abbildungen 1-2-7 bis 1-2-9 zu sehen ist.
Abbildung 1-2-7 Hauptfarben von Süßwasser-Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-8 Hauptfarben von Süßwasser-Zuchtperlen (2)
Abbildung 1-2-9 Hauptfarben von Süßwasser-Zuchtperlen (3)
Einige Süßwasser-Zuchtperlen können Farben wie Bohnengrün, Braun und Erdgelb aufweisen, die die Oberfläche der Perle ganz oder teilweise bedecken können, wie in den Abbildungen 1-2-10 und 1-2-11 zu sehen ist.
Abbildung 1-2-10 Epidermisfärbung von Süßwasser-Zuchtperlen (alle abgedeckt)
Abbildung 1-2-11 Süßwasser-Zuchtperlen mit Oberflächenfärbung (teilweise unbedeckt)
Gelegentlich können Süßwasser-Zuchtperlen mit Kernen auch starken Lüster in Farben wie Bronze, Violett und Braun aufweisen, wie in den Abbildungen 1-2-12 und 1-2-13 zu sehen ist.
Abbildung 1-2-12 Süßwasser-Zuchtperlen mit Bronze- und Purpurfarben
Abbildung 1-2-13 Braune Süßwasser-Zuchtperlen mit Nukleus
Bei den Begleitfarben handelt es sich um eine oder mehrere Farben, die auf der Oberfläche von Zuchtperlen schwimmen. Sie sind leichter zu erkennen, wenn die Perle einen starken Glanz und einen weißen oder schwarzen Farbton hat, siehe Abbildung 1-2-14 bis Abbildung 1-2-19.
Abbildung 1-2-14 Begleitfarben von weißen Süßwasser-Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-15 Begleitfarben von weißen Süßwasser-Zuchtperlen (2)
Abbildung 1-2-16 Begleitfarben von weißen Meerwasser-Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-17 Begleitende Farben von weißen Meerwasser-Zuchtperlen (2)
Abbildung 1-2-18 Begleitfarben von schwarzen Meerwasser-Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-19 Begleitfarben von schwarzen Meerwasser-Zuchtperlen (2)
Orient ist eine ziehbare Regenbogenfarbe, die sich auf oder unter der Oberfläche der Perle bildet, siehe Abbildung 1-2-20 bis Abbildung 1-2-23. Im Allgemeinen weisen nur Perlen mit starkem Lüster Orient- oder Begleitfarben auf.
Abbildung 1-2-20 Lüster von Süßwasser-Zuchtperlen ohne Keimbildung
Abbildung 1-2-21 Lüster von Süßwasser-Zuchtperlen mit Kern (1)
Abbildung 1-2-22 Glanz von Süßwasser-Zuchtperlen mit Kern (2)
Abbildung 1-2-23 Lüster von Süßwasser-Zuchtperlen mit Kern (3)
1.4 Form
Zu den Formen von Perlen gehören im Allgemeinen runde Typen (perfekt rund, rund, fast rund), ovale, tropfenförmige, flache runde und unregelmäßige Formen.
Süßwasser-Zuchtperlen sind hauptsächlich kernhaltig, daher variieren ihre Formen, einschließlich runder, tropfenförmiger, ovaler, cabochonartiger, knopfförmiger, länglicher, unregelmäßiger und verbundener unregelmäßiger Formen, wie in den Abbildungen 1-2-24 bis 1-2-31 zu sehen ist.
Abbildung 1-2-24 Runde Süßwasser-Zuchtperlen ohne Kerne
Abbildung 1-2-25 Nahezu runde und ovale Süßwasser-Zuchtperlen ohne Kerne
Abbildung 1-2-26 Ovale Süßwasser-Zuchtperlen ohne Kerne (1 )
Abbildung 1-2-27 Ovale Süßwasser-Kernperle (2)
Abbildung 1-2-28 Gedämpfte brötchenförmige und abakusförmige Süßwasser-Zuchtperlen ohne Kerne
Abbildung 1-2-29 Längliche Süßwasser-Kernperle
Abbildung 1-2-30 Verbundene Süßwasser-Kernperle (1)
Abbildung 1-2-31 Verbundene Süßwasser-Kernperle (2)
Süßwasserperlen mit einem Kern können rund oder fast rund sein, wie in den Abbildungen 1-2-32 und 1-2-33 zu sehen;
Abbildung 1-2-32 Runde Süßwasser-Kernperle
Abbildung 1-2-33 Fast runde Süßwasser-Zuchtperlen
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Hersteller von kundenspezifischem Schmuck, OEM- und ODM-Schmuckfabrik
Ein beträchtlicher Teil der Zuchtperlen mit Kern, selbst wenn sie mit einem runden Kern implantiert sind, erscheinen jedoch nicht rund, sondern haben oft kleine spitze Ausstülpungen, die "Schwänzen" ähneln und als Komma-Symbol erscheinen, wie in Abbildung 1-2-34 zu sehen ist.Es gibt auch einige, die je nach Form des implantierten Kerns variieren, wie z. B. knopfförmig, rautenförmig usw.
Meerwasser-Zuchtperlen sind kernhaltig, und die Perlenschicht wächst um eine runde Schale herum, so dass sie im Allgemeinen rund oder fast rund sind, Abbildung 1-2-35 Übliche runde und fast runde Meerwasser-Zuchtperlen. Wenn die Perlenschicht jedoch eine gewisse Dicke erreicht, können auch Formen wie tropfenförmig, fettrund und unregelmäßig auftreten.
1.5 Ultraviolette Fluoreszenzmerkmale
Unter Verwendung eines Edelstein-Ultraviolett-Fluoreszenzgeräts betrachtet, zeigen Süßwasser-Zuchtperlen unter langwelligem ultraviolettem Licht keine bis mäßige gelbe und grüne Fluoreszenz, wobei einige eine starke blaue Fluoreszenz aufweisen; unter kurzwelligem ultraviolettem Licht emittieren sie im Allgemeinen kein Licht. Die Fluoreszenz der geschliffenen Oberfläche ist in der Regel stärker als die der Oberfläche, so dass die gebänderte Verteilung der Perlenschichten besser zu erkennen ist.
In Meerwasser gezüchtete Perlen haben einen relativ hohen Fe- und einen niedrigen Mn-Gehalt, wobei Fe die ultraviolette Fluoreszenz unterdrückt und Mn ein Aktivator ist. Daher ist die ultraviolette Fluoreszenz von in Meerwasser gezüchteten Perlen im Allgemeinen schwächer als die von in Süßwasser gezüchteten Perlen.
Nehmen wir an, die Zuchtperlen werden einem Beschichtungsprozess unterzogen, der der Festkörperfluoreszenzaufhellung ähnelt. In diesem Fall strahlen sie im Allgemeinen eine starke blau-weiße Fluoreszenz aus, die es unmöglich macht, ihre ursprüngliche Fluoreszenzfarbe zu erkennen, wie in den Abbildungen 1-2-36 und 1-2-37 zu sehen ist.
Abbildung 1-2-36 Süßwasser-Zuchtperlen, die durch Licht (unter ultravioletter Langwelle) aufgehellt wurden
Abbildung 1-2-37 Durch Licht (ultraviolette Kurzwellen) aufgehellte Süßwasser-Zuchtperlen
1.6 Dichte
Der Gehalt an verschiedenen Bestandteilen bestimmt die Dichte von Perlen. Perlen unterschiedlicher Art, Herkunft und Formation weisen leichte Unterschiede in der Dichte auf, und auch Perlen unterschiedlicher Qualität haben eine leicht unterschiedliche Dichte.
Die Dichte von natürlichen Meerwasserperlen beträgt im Allgemeinen 2,61-2,85 g/cm3Die Dichte von natürlichen Süßwasserperlen beträgt 2,66-2,78 g/cm3und übersteigt selten 2,74 g/cm3In Meerwasser gezüchtete Perlen haben aufgrund des Muschelkerns im Allgemeinen eine höhere Dichte, die bei 2,72-2,78 g/cm liegt.3Die Dichte von Süßwasser-Zuchtperlen ist geringer als die der meisten natürlichen Süßwasserperlen und Meerwasser-Zuchtperlen.
1.7 Härte und Zähigkeit
Die Mohshärte von Naturperlen liegt zwischen 2,5 und 4,5, während die Mohshärte von Zuchtperlen 2,5 bis 4 beträgt.
Die Perlschicht ist zäh und kann einer erheblichen plastischen Verformung widerstehen, bevor sie bricht. Ihr Zugmodul beträgt 64 GPa, die Biegefestigkeit 130 MPa und die Brucharbeit 600-1240 J/m, wobei die Biegefestigkeit nahe an der von Aluminiumoxidkeramik liegt und die Brucharbeit zwei Größenordnungen höher ist als die von Aluminiumoxidkeramik (7 J/m2).
Die hohe Zähigkeit der Perlschicht hängt eng mit der schichtweisen Kombination von Aragonit mit abwechselnd weichen und harten Grenzflächen in der organischen Matrix zusammen. Zu den Mechanismen der Zähigkeit gehören Rissverformung, Faserauszug und Überbrückung der organischen Matrix. Unter diesen Mechanismen ist die Rissverformung das häufigste Phänomen der Rissausbreitung, insbesondere wenn sich Risse senkrecht zu den Aragonitschichten ausbreiten. Risse dehnen sich zunächst eine Strecke entlang der organischen Schichten zwischen den Aragonitplatten aus, biegen dann ab, durchqueren die Aragonitschicht und biegen sich erneut in eine andere organische Schicht parallel dazu, wodurch die erforderliche Brucharbeit und der Widerstand gegen die Ausbreitung erhöht werden. Obwohl Perlmutt ein Aggregat aus Aragonit ist, sind seine Plättchen im Allgemeinen nur wenige Mikrometer groß. Sie sind versetzt angeordnet, wobei die Kristalle durch eine relativ weiche organische Matrix miteinander verbunden sind. Wenn die Perlenschicht äußerem Druck ausgesetzt ist, entstehen Risse zunächst in den organischen Schichten und erstrecken sich entlang der polygonalen Grenzen der Aragonitkristalle oder gehen durch die organischen Schichten des Aragonits hindurch in benachbarte organische Schichten, die parallel dazu verlaufen. Risse neigen dazu, eine stufenförmige Form mit klaren und regelmäßigen Mustern aufzuweisen. Die organische Substanz kann das Gleiten zwischen den Schichten koordinieren oder unter bestimmten Bedingungen gedehnt oder gestaucht werden. Dennoch bleibt sie mit den Aragonitschichten verbunden, so dass die Perlenschicht die Verformung durch Gleiten zwischen den Schichten leicht anpassen kann, was die Auswirkungen äußerer Kräfte verringert und sie weniger anfällig für Risse macht.
1.8 Oberflächenmerkmale
Die Oberfläche einer Perle kann natürliche Wachstumsmerkmale wie Fehler, Flecken und parallele, ringförmige Wachstumsstrukturen aufweisen, darunter Grübchen, stumpfe weiße Flecken und ringförmige Unreinheiten. Die Oberfläche von Keimperlen kann auch Falten und Beschädigungen der Perlenschicht aufweisen.
Die Oberflächenmerkmale von Perlen sind in den Abbildungen 1-2-38 bis 1-2-51 dargestellt.
Abbildung 1-2-38 Grube
Abbildung 1-2-39 Keine Lichtpunkte
Abbildung 1-2-40 Keine Lichtpunkte und ringförmige Bänder
Abbildung 1-2-41 Gruben und Ringe (1)
Abbildung 1-2-42 Gruben und Ringe (II)
Abbildung 1-2-43 Gruben und Ringe (drei)
Bild 1-2-44 Ringband (I)
Bild 1-2-45 Ringband (II)
Abbildung 1-2-46 Vorsprünge, Vertiefungen und Ringe (I)
Abbildung 1-2-47 Vorsprünge, Vertiefungen und Ringe (II)
Abbildung 1-2-48 Faltenbildung in der Perlenschicht (Süßwasser-Zuchtperlen mit Kernen)
Abbildung 1-2-49 Faltenbildung und Beschädigung der Perlenschicht (Zuchtperlen mit Süßwasserkernen)
Abbildung 1-2-50 Beschädigung der Perlenschicht und des Ringbandes
Abbildung 1-2-51 Beschädigung der Perlenschicht
Ein Pit bezeichnet kleine Vertiefungen oder Gruben auf der Oberfläche der Perlenschicht, die tiefer liegen als andere Bereiche, die im Allgemeinen einen schillernden Glanz aufweisen.
Weiße, nicht glänzende Flecken sind kleine Punkte ohne Perlglanz, die auf der Perlenschicht erscheinen. Unabhängig davon, ob es sich um eine weiße Perle oder eine farbige Perle handelt, sind die nicht glänzenden Flecken auf der Oberfläche weiß, was auch eines der wichtigsten Merkmale ist, um festzustellen, ob die Farbe der Perle natürlich ist. Auch bei einigen Süßwasser-Zuchtperlen können große Bereiche mit nicht-glänzenden Flecken auftreten.
Wirbelmuster, die gemeinhin als "Schraubenmuster" bezeichnet werden, sind Oberflächenwachstumsmuster, die einem Schraubengewinde ähneln, und die Wachstumstexturen können verschiedene Formen annehmen, darunter parallele Linien, konzentrische Schichten, Fischschwanzformen, Strudelformen und unregelmäßige Streifen.
1.9 Mikroskopische Beobachtung
Unter Vergrößerung ist die Oberfläche der Perlenschicht im Allgemeinen glatt und zart, und sie kann auch eine konzentrische, strahlenförmige Schichtstruktur und verschiedene Oberflächenwachstumsdefekte und -texturen aufweisen, wobei die Schichtstruktur Texturen ähnlich wie Höhenlinien auf einer Landkarte bildet. Betrachtet man das Bohrloch einer Zuchtperle, so kann man den Perlkern und die geschichtete Wachstumsstruktur der Perlenschicht sehen, während sie bei nicht-gekernten Perlen nicht leicht zu erkennen ist (siehe Abbildungen 1-2-52 bis 1-2-55).
Abbildung 1-2-52 Mikroskopische Beobachtung von Perlen ohne Keimbildung
Abbildung 1-2-53 "Konturlinie"-Textur der Perlenschicht
Abbildung 1-2-54 Mikroskopische Betrachtung des gebohrten Bereichs von entkernten Zuchtperlen, die den Perlenkern und die Schichtstruktur zeigen
Abbildung 1-2-55 Schichtstruktur, die auf der Oberfläche der Perlenkernschicht und am Perlenkern sichtbar ist
2. Phase Zusammensetzung
Die anorganische Komponente Kalziumkarbonat in Perlen tritt hauptsächlich im orthorhombischen Kristallsystem als Aragonit auf, wobei ein kleiner Anteil als Kalzit im trigonalen Kristallsystem und als Vaterit im hexagonalen Kristallsystem auftritt. Die anorganischen Mineralien in der Perle stimmen nicht genau mit den Kristallparametern des Standard-Aragonits überein, und die Verunreinigungsionen können bis zu einem gewissen Grad isotrop durch Ca2+ in Kalziumkarbonat.
Die Phase des Wolframkarbonats in Perlen wird hauptsächlich durch Tests und Analysen mit Techniken wie XRD, Infrarotspektroskopie und Raman bestimmt. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass die Phase von Süßwasser-Zuchtperlen hauptsächlich Aragonit ist, wobei einige nicht eisenhaltige Süßwasser-Zuchtperlen Vaterit enthalten. Die Hauptmineralphase von Meerwasser-Zuchtperlen ist Aragonit, das eine kleine Menge Kalzit enthalten kann; der Oberflächenglanz nimmt mit steigendem Kalzitgehalt ab. In China hergestellte Meerwasser-Zuchtperlen können auch Spuren von karbonisiertem Hydroxylapatit enthalten.
Tabelle 1-2-5 Phasenzusammensetzung von Zuchtperlen
| Artikel | Süßwasser-Zuchtperlen | Meerwasser-Zuchtperlen |
|---|---|---|
| Wichtigste Phasen | (1) Orthorhombischer Aragonit (2) Hexagonaler Vaterit | (1) Orthorhombischer Aragonit (2) Trigonaler Calcit |
3. Aufbau
Perlen bestehen im Allgemeinen aus einem Kern und einer Perlenschicht.
Der Kern bezieht sich auf den Kern der natürlichen Perle, der aus Mikroorganismen, biologischen Ablagerungen, Sandkörnern, Läsionen usw. besteht; der Kern von Zuchtperlen ist ein künstliches Implantat im Kern - kleine Perlen aus Muscheln oder dem Mantel von Austern und Muscheln. Der implantierte Mantel ist in Abbildung 1-2-64 dargestellt, der Muschelkern in Abbildung 1-2-65.
Abbildung 1-2-64 Die äußere Membran, die zum Einsetzen des Zellkerns verwendet wird
Abbildung 1-2-65 Der runde Schalenkern einer entkernten Zuchtperle
Die Perlmuttschicht ist die Oberfläche, die einen schillernden Glanz aufweist und alle Perlen ohne Kern von innen nach außen sowie den Teil außerhalb des Kerns einer Perle umfasst. Sie besteht aus Kalziumkarbonat (hauptsächlich Aragonit), organischen Stoffen (hauptsächlich Muschelproteine) und Wasser und weist eine konzentrische Schicht- oder Radialstruktur auf. Eine ausgeprägte Schichtstruktur kann beobachtet werden, wenn eine Perle geschnitten oder gebrochen wird, wie in den Abbildungen 1-2-66 und 1-2-67 dargestellt.
Abbildung 1-2-66 Die konzentrische Schichtstruktur der Perlmuttschicht
Abbildung 1-2-67 Die konzentrische Schichtstruktur der Perlmuttschicht (nach dem Brechen)
Der Kernteil der nicht kernhaltigen Zuchtperlen ist der Mantel, gefolgt von einer weißen oder farbigen Schicht, die in der Reihenfolge von innen nach außen als Perlschichten angeordnet sind, siehe Abbildungen 1-2-68 bis 1-2-71;
Abbildung 1-2-68 Konzentrische Schichtstruktur der Perlenschicht in nicht keimfreien Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-69 Konzentrische Schichtstruktur von nicht-keimhaltigen Zuchtperlen (2)
Abbildung 1-2-70 Konzentrische Schichtstruktur von nicht kernhaltigen verbundenen Perlen (1)
Abbildung 1-2-71 Konzentrische Schichtstruktur von nicht keimfreien Zuchtperlenschichten (2)
Das Innere von Süßwasser-Zuchtperlen und Meerwasser-Zuchtperlen ist im Allgemeinen die Muschel (weiß), während das Äußere die Perlenschicht (schwarz) ist, und die Farbe der Perlenschicht ist relativ einheitlich, siehe Abbildungen 1-2-72 und 1-2-73.
Abbildung 1-2-72 Struktur von entkernten Zuchtperlen (1)
Abbildung 1-2-73 Struktur von entkernten Zuchtperlen (2)
(1) Mikrostruktur
Durch den Einsatz von Instrumenten wie der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zur Vergrößerung und Beobachtung der Perlenschicht wird die mikrokonzentrische Schichtstruktur der Perlenschicht sichtbar: Kalziumkarbonatkristalle sind wie eine Mosaikplatte angeordnet, um eine einzige Perlenschicht zu bilden, wobei organische Hartproteine in den Lücken der Kalziumkarbonatkristalle und zwischen den einzelnen Schichten der Perlenschicht vorhanden sind. Dieser Aufbau lässt sich anschaulich mit dem Maurerhandwerk in der Architektur vergleichen, bei dem die Hartproteine wie Zement wirken und die Kalziumkarbonatkristalle wie Ziegelsteine aussehen. Größe, Form und Anordnung der Kalziumkarbonatkristalle wirken sich direkt auf die Qualität der Perlen aus; die REM-Aufnahmen der Perlen sind in den Abbildungen 1-2-74 und 1-2-75 dargestellt.
Abbildung 1-2-74 Schichtstruktur der Perlenschichten (SEM)
Abbildung 1-2-75 Oberflächenstruktur von hochglänzenden Perlschichten (SEM)
Die Beziehung zwischen der Perlenschichtstruktur und dem Glanz ist in Tabelle 1-2-11 dargestellt. Diese hoch geordnete Schichtstruktur der Perlenschicht ist der Grund für ihre hohe Festigkeit und Zähigkeit.
Tabelle 1-2-11 Zusammenhang zwischen der Struktur der Perlenschichten und ihrem Glanz
| Arten von Perlen | Hochglanzperlen | Nichtglänzende Perlen |
|---|---|---|
| Meerwasser-Zuchtperlen | Pseudohexagonaler flockiger oder flacher Block-Aragonit in sehr geordneter Anordnung; die Mitte des lamellaren Aragonits ist konvex, der Rand ist niedrig. Die Anhäufung einer dünnen Schicht von Perlen zeigt einen rhythmischen Ringeffekt. Die durchschnittliche Partikelgröße von hexagonalem Aragonit beträgt 1-8 um, und die Dicke beträgt etwa 0,3-0,6 um. | Die Mitte der Oberfläche flach Aragonit ist konkav, während die Kanten relativ hoch sind; Anordnung ist oft ungeordnet |
| Süßwasser-Zuchtperlen | Die Aragonitkristalle sind geordnet und einheitlich in der Größe. Der hexagonale Aragonit mit einem Durchmesser von 1-4 um hat eine flache Oberfläche und in der Mitte eine Ausstülpung. Die Dicke der Aragonit-Mikroschicht beträgt etwa 0,2-0,4 um | Aragonit-Kristalle variieren in Form und Größe, von weniger als 1 m bis zu ein paar Mikron; Der zentrale Teil der Oberfläche Aragonit Flocke ist konkav; Kristall-Akkumulation Unordnung, lose Struktur, erscheinen oft ein paar Mikron bis zehn Mikron Löcher |
(2) Der Bildungsmechanismus der Perlmuttschicht.
Die Forschung über den Wachstumsmechanismus der Perlmuttschicht ist noch nicht abgeschlossen und bleibt umstritten.
Derzeit wird allgemein angenommen, dass das Wachstum der Perlmuttschicht mehrere Hauptprozesse umfasst: den Aufbau der organischen Matrix, die anfängliche Bildung der Mineralphase, die Keimbildung einzelner Aragonitplättchen und das Wachstum der Aragonitplättchen. Die seidenartigen Fasern liegen in einem Gelzustand vor und sind im Mineralisierungsbereich vorgefüllt; das Chitin ist ausgerichtet und steuert das gerichtete Wachstum der Kalziumkarbonatkristalle. Während des Mineralisierungsprozesses bildet sich als erste Mineralphase kolloidales amorphes Kalziumkarbonat (ACC), und auf dem amorphen Kalziumkarbonat entwickeln sich Kristalle. Saure Makromoleküle spielen während des Kristallwachstums eine regulierende Rolle.
Hinsichtlich der beiden Wachstumsmodi Stapelung und Epitaxie in der Perlschicht werden hauptsächlich die Mineralbrückentheorie und die Template-Theorie verwendet.
Die Theorie der Mineralbrücken besagt, dass Aragonitkristalle durch die Poren der organischen Materieplatten zwischen den verschiedenen Perlenschichten weiterwachsen. Jeder neu gebildete Aragonitkristall wächst vertikal in Richtung der äußeren Membran, bis er auf die Zwischenschichtmatrix einer anderen Schicht stößt; an diesem Punkt stoppt das vertikale Wachstum. Anschließend wachsen die Platten seitlich und bilden neue Platten. Sobald die wachsende Platte auf die Poren in der Zwischenschichtmatrix der benachbarten oberen Platte stößt, durchquert sie die Poren wie eine mineralische Brücke, so dass neue kleine Platten weiter kristallisieren können. Im Verhältnis zur unteren Platte ist diese neue Platte seitlich versetzt. Wenn die älteren Platten seitlich wachsen, werden mehr Mineralbrücken zwischen den neuen Platten gebildet, was zu einem gleichzeitigen Wachstum von Platten an mehreren Stellen führt.
Die Template-Theorie besagt, dass lösliche organische Stoffe eine Vorlage für die Kristallisation mineralischer Phasen darstellen können. Wenn der Kristallisationszyklus einer bestimmten Kristallfläche der anorganischen Phase mit dem Strukturzyklus der organischen Matrix mit aktiven Gruppen übereinstimmt, veranlasst er den Kristall, entlang dieser Kristallflächenrichtung zu wachsen, was zu einer geordneten Richtungsstruktur des Kristalls führt, d. h., er veranlasst Aragonitkristalle, entlang der (001)-Kristallflächenrichtung zu nukleieren, was schließlich dazu führt, dass alle Aragonitplatten in der Perlschicht ihre c-Achse senkrecht zur Perlschichtebene haben. Wenn lösliche organische Stoffe unabhängig voneinander in der Lösung vorhanden sind, werden sie aufgrund der Gitteranpassung selektiv an der (001)-Kristallfläche des Aragonits adsorbiert, wodurch das Wachstum der Aragonitkristalle in der Richtung senkrecht zu dieser Fläche gehemmt wird, was dazu führt, dass die Aragonitkristalle eine plattenartige Morphologie bilden.
4. Merkmale der Kathodolumineszenz
Die Lumineszenzintensität von Süßwasser-Zuchtperlen unter Kathodenstrahlanregung nimmt innerhalb eines gewissen Bereichs mit der Spannung zu. Allerdings kann eine anhaltend hohe Spannung die Oberfläche der Perlen aufgrund der hohen Temperaturen beschädigen.
Süßwasser-Zuchtperlen und die Perlmuttschicht von Süßwasser-Perlmutt emittieren unter Kathodenstrahl-Anregung gelb-grünes Licht, während Meerwasser-Zuchtperlen, behandelte Meerwasser-Zuchtperlen und Meerwasser-Muscheln im Allgemeinen kein Licht emittieren, wie in den Tabellen 1-2-12 und 1-2-76 bis 1-2-79 dargestellt.
Abbildung 1-2-76 Kathodenlumineszenzmerkmale von Süßwasser-Zuchtperlen
Abbildung 1-2-77 Kathodenlumineszenzmerkmale der Perlmuttschicht von Süßwasserperlmutt
Abbildung 1-2-78 Weiße Meerwasser-Zuchtperlen geben unter Kathodenstrahl-Anregung kein Licht ab匚
Abbildung 1-2-79 Schwarze Meerwasser-Zuchtperlen unter Kathodenstrahl-Anregung
Tabelle 1-2-12 Kathodolumineszenzmerkmale von Zuchtperlen und optimierten behandelten Perlen
| Typen | Farbe | Kathodolumineszierende Farbe | Mikroskopische Beobachtung unter Kathodolumineszenz |
|---|---|---|---|
| Süßwasser-Zuchtperlen | Weiß, Rosa, Orange, Lila | Gelb-Grün | Dichte Struktur, glänzend, hell und gleichmäßig |
| Süßwasser-Zuchtperlen | Weiß, Braun | Gelb-Grün | Die Struktur ist einheitlich, dicht und glänzend, mit sichtbaren Ringen und Schichtstruktur, die hell leuchtet |
| Meerwasser-Zuchtperlen | Schwarz, grau, gelb, weiß | Nicht leuchtend | Die Struktur ist gleichmäßig und dicht, hell und glänzend, mit sichtbaren blau-violetten Reflexionsstrahlen |
| Meerwasser-Perlmuttschicht | Weiß | Nicht leuchtend | Die Struktur ist einheitlich und dicht, mit sichtbaren Strahlenbündeln, die blaues und violettes Licht reflektieren |
5. Mechanismus der Körperfärbung
Der Mechanismus der Körperfärbung in Perlen ist relativ komplex und es fehlt ein einheitliches Verständnis. In Perlen sind organische Matrizen und strukturell unterschiedliche Pigmente im anorganischen Kalziumkarbonat verteilt, und diese verschiedenen und komplexen Pigmente können einzeln oder in Verbindung mit Metallionen Farben aufweisen. Die Mechanismen der Körperfärbung umfassen bei verschiedenen Perlen hauptsächlich zwei Konzepte: Porphyrinfärbung und Carotinoidfärbung.
5.1 Porphyrin-Färbung
Experimentelle Studien, die dieses Verständnis unterstützen, zeigen, dass der Farbton und der Glanz der Perlenfarbe fluoreszierend sind. Die Körperfarbe von Perlen wird durch das Proteinpigment Porphyrin und die Metallelemente verursacht, die fluoreszierende Farben hervorrufen. Die Kombination von Porphyrin und Metallen wird als Porphyrin-Körper bezeichnet. Verschiedene Arten von Metallen in Verbindung mit Porphyrin ergeben unterschiedliche Farben; ein unterschiedlicher Porphyringehalt führt zu verschiedenen Farbtönen. Die fluoreszierende und kolorimetrische Analyse sowie die quantitative Behandlung von Porphyrin in verschiedenfarbigen Perlen zeigen, dass farbige Perlen einen höheren Gehalt aufweisen. Im Gegensatz dazu haben weiße Perlen einen geringeren Gehalt, und minderwertige Perlen mit schlechtem Lüster haben einen noch geringeren Gehalt.
Der Gehalt an Spurenelementen in farbigen Perlen ist im Allgemeinen höher als in weißen Perlen, was darauf hindeutet, dass anorganische Metallionen eine entsprechende Beziehung zur Farbbildung der Perlen haben können; der Gehalt an organischen Stoffen in farbigen Perlen ist ebenfalls höher als in weißen Perlen, und es wird allgemein angenommen, dass anorganische Metallionen eine Art Koordinationsbeziehung mit organischen Molekülen eingehen können. Wenn die Spurenelemente in den Perlen in das Porphyrin-Kernzentrum eindringen und stabile Komplexe bilden, entsprechen die Perlen verschiedener Körperfarben verschiedenen Porphyrinkörpern. Die Körperfarbe der Perlen wird also durch die kombinierte Wirkung dieser Ionen und die kombinierte Wirkung der Metallporphyrinkörper bestimmt.
Einige Studien deuten darauf hin, dass die organischen Pigmente in den im Meerwasser kultivierten schwarzen Perlen aus den Epidermiszellen der Perlenauster stammen und mit löslichen organischen Proteinen verwandt sind; dieses Pigment könnte Porphyrin sein. Die schwarzen Perlen aus Taqi Di und die grau-schwarz gefleckten Perlen aus China sind durch organische Pigmente gefärbt, und es wird allgemein angenommen, dass die Lumineszenzspektren bei 617nm und 676nm auf das Vorhandensein von Porphyrin hinweisen.
5.2 Karotinoid-Pigmentierung
Carotinoide sind die am häufigsten vorkommenden organischen Pigmentverbindungen, die von Pflanzen und natürlichen Bakterien synthetisiert werden. Es wurden mehr als 600 Arten von Carotinoiden entdeckt, die in Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen weit verbreitet sind und auch zu den wichtigsten natürlichen Lebensmittelfarbstoffen gehören. Struktur und Funktion der Carotinoide sind sehr komplex, und g -g-Carotin ist ihr Hauptpigmentbestandteil.
Carotinoide wurden in der Perlmuttschicht von Süßwasser-Zuchtperlen und Muscheln in China gefunden. Die organischen Raman-Peaks der verschiedenen Farben von Süßwasserperlen liegen bei 1120cm-1, 1132cm-1, 1526cm-1, 1132cm-1 und 1527cm-1 werden durch typische Carotinoidpigmente mit konjugierter Doppelbindung (all-trans) verursacht, während 1132cm-1 gehört zu der Streckschwingung der C=C-Einfachbindung (V2), 1527cm-1 gehört zu C=C die Streckschwingung von Doppelbindungen (V1) , der schwache Raman-Peak von 1020cm-1 (V3) kann durch das Schwingen der seitlichen Methylgruppe im Pigmentmolekül in der Ebene verursacht werden, und der Peak von 1296cm-1 kann mit der seitlichen Methylgruppe des Moleküls zusammenhängen. Mit dem Farbwechsel von hell zu dunkel ändert sich die Intensität des Raman-Peaks der organischen Substanz regelmäßig von schwach zu stark, wie in Abbildung 1-2-81 dargestellt. Die Farbveränderung von Süßwasser-Zuchtperlen hängt von der Menge der Carotinoide in den Perlen ab. Die Carotinoidkonzentration in hellen Perlen ist niedrig, während die Carotinoidkonzentration in dunklem Perlmutt hoch ist.
Außerdem ist der Gehalt an Metallelementen wie Mn, Mg, Zn, Ti und V in gefärbten Perlen relativ hoch, was bei der Färbung eine wichtige Rolle spielen kann; wenn der Gehalt an Spurenelementen wie Mn allmählich zunimmt, wird auch die Farbe der Perlen dunkler.
