Magyar 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Norsk bokmål 
A végső útmutató a mesterséges drágakövek, Összeszerelt drágakövek és rekonstruált drágakövekhez
Ismerje meg a gyártási módszereket, folyamatokat és jellemzőket
A mesterséges drágaköveket úgy készítik, hogy utánozzák a természetes drágakövek szépségét és tulajdonságait, és olyan fejlett laboratóriumi technikákkal állítják elő, mint a lángolvasztás, a hidrotermikus szintézis és a fluxus módszerek. Az összeszerelt drágakövek többrétegű szerkezetek, amelyeket úgy ragasztanak össze, hogy hasonlítsanak a természetes drágakövekre, és költséghatékony alternatívát kínálnak. A rekonstruált drágaköveket töredékekből állítják elő újra, és gyakran használják dekorációs célokra és ékszerekhez, olyan eljárásokkal, mint a hegesztés és a szinterezés. Ezeket a drágaköveket megfizethetőségük és a természetes drágakövek esztétikai tulajdonságainak utánzására való képességük miatt értékelik, és különböző iparágakat szolgálnak, beleértve az ékszereket és a díszítőművészetet.
Tartalomjegyzék
I. szakasz Mesterséges drágakő
A mesterséges drágakő fontos része a mesterséges drágakő sorozatnak. Gyönyörű színeik, jó átlátszóságuk és a drágakő-feldolgozási feltételeknek megfelelő kristályméretük miatt ékszerekben használva elérhetik vagy akár meg is haladhatják a természetes drágakövek dekoratív hatását, és alacsony áruk miatt nagyon népszerűek az emberek körében.
Az emberek már régóta fejlesztik és használják a mesterséges drágakövet. Például 5000 évvel ezelőtt az ókori egyiptomiak mázas kerámiákat égettek, hogy utánozzák a türkizt. A társadalmi termelékenység és a tudományos technológia fejlődésével a mesterséges drágakő, amely megjelent az ékszerpiacon, többek között: Az akrilgyantát 1936-ban az ametiszt, smaragd és rubin utánzására használták; 1951-ben lángolvasztásos módszerrel szintetikus stroncium-titanátot állítottak elő; 1958-ban lángolvasztásos módszerrel ittrium-alumínium-gránátot (YAG) , szintetikus jagallium-gránátot (GGG) és szintetikus ittrium-vas-gránátot (YIG) állítottak elő 1958-ban; 1990-ben magas hőmérsékletű és légköri nyomáson alkalmazott módszerekkel állítottak elő üveg macskaszemet és ritkaföldfém üveget; 1994-ben magas hőmérsékletű és légköri nyomáson alkalmazott módszerekkel szintetikus csillagkövet; 1995-ben mikrokristályos üveg módszerekkel üvegporcelán macskaszemet állítottak elő; 1999-ben alacsony nyomáson, magas hőmérsékleten előállított szintetikus lumineszcens drágaköveket; valamint régóta létező anyagokat, például üveget és műanyagot. Mindezeket a mesterséges drágaköveket tudósok találták ki és hozták létre laboratóriumokban, társadalmi igények alapján, megfelelő természetes megfelelő nélkül. A természetes drágakövek utánzásán kívül más iparágakat is támogatnak (mint például a gépipar, a repülőgépipar, a hadászat, a katonaság, az elektronika stb.).
1. Mesterséges drágakő gyártási módszerei
A mesterséges drágakő előállításának módszerei gyakran hasonlóak a szintetikus kövek előállításának módszereihez, ami azt jelenti, hogy a szintetikus kövek előállításának módszerei a szintetikus drágakövek előállítására is felhasználhatók.
1.1 Lángfúziós módszer
A tudomány és a technológia fejlődésével a lángolvasztásos módszer nemcsak rubinok, szintetikus zafírok, szintetikus színes spinell, szintetikus rutil, szintetikus csillagrubinok és szintetikus csillagzafírok szintézisére használható, hanem sikeresen előállított szintetikus stroncium-titanát（SrTiO3）, szintetikus ittrium-alumínium-gránát (YAG) és szintetikus ittrium-vas-gránát (YIG) és más drágakő minőségű szintetikus kristályos anyagok.
1.2 Fluxus módszer
A kristályos anyagok növesztésére szolgáló fluxusmódszer százéves múltra tekint vissza. Ma már számos kristály növeszthető a fluxus módszerrel, amellyel rubinokat és smaragdokat, valamint a fémektől kezdve a kalcogéneken át a halogénekig sokféle anyagot lehet szintetizálni.
A vegyületek és szintetikus kristályanyagok a félvezető anyagoktól, a lézerkristályoktól és a nemlineáris optikai anyagoktól kezdve a mágneses anyagokig, az akusztikáig és az ékszerekig terjednek.
1.3 Kristályhúzási módszer
A Czochralski-módszert először J. Czochralski találta fel 1917-ben, ezért ezt a módszert Czochralski-módszernek is nevezik. Hazánk az 1970-es években kezdte el használni ezt a módszert az ittrium-alumínium-gránát és gadolinium-gránát kristályok kifejlesztésére, amelyeket elsősorban lézeranyagokhoz és más szükségleti cikkekhez használtak.
1.4 Olvadékvezérelt öntőforma módszer
Az olvadékvezérelt öntőforma-módszer egy fejlett technika, amelyet az 1960-as években fejlesztettek ki speciális alakú egykristályok növesztésére, és EBG-módszerként is ismert. Ezzel a módszerrel különböző alakzatokat, például lemezeket, rudakat, csöveket, drótokat és más speciális formákat növesztettek szintetikus rubinból, galliumgránátból és más kristályos anyagokból.
1.5 Hidegtégelyes olvasztási módszer
A hideg tégelyes olvasztási módszert nemcsak köbös ólom-oxid előállítására használják. Mégis, ez is lehet ittrium-alumínium gránát, tompa tükör gránát és stroncium-titanát.
1.6 Zónaolvasztásos módszer
A zónaolvasztásos módszert nagy tisztaságú szintetikus rubinok, zafírok és alexandrit előállítására, valamint szintetikus kristályos anyagok, például szintetikus ittrium-alumínium-gránát növesztésére használják.
2. A mesterséges drágakövek jellemzői
2.1 Mesterséges stroncium-titanát
A szintetikus stroncium-titanát kristályokat 1951-ben Mike fejlesztette ki az Egyesült Államokban a lángfúziós módszerrel, de a növesztett kristályok hajlamosak voltak a repedésre, és nem tudtak nagy darabokat alkotni. Csak 1955-ben sikerült nagyméretű stroncium-titanát kristályokat sikeresen kereskedelmi forgalomba hozni.
(1) Gyártási folyamat
Szintetikus stroncium-titanát (SrTiO3) főként gyémántok utánzására használják, a nyersanyagok a stroncium-oxalát és a titán-oxalát közönséges sói. Stroncium-klorid, vas-klorid és oxálsav SrTiO(C2O4) 2- 4H2O és 750 ℃ alatt kalcinálják SrTiO3 mélykék vagy fekete színű oxigénmentes kristályok, amelyek 1200-1600 ℃-os izzítás után (oxidáló atmoszférában) 2-4 óra alatt színtelen, átlátszó kristályokként nyerhetők; redukáló atmoszférában történő izzítás esetén kék kristályok nyerhetők. A kristályok színének javítása érdekében másodlagos lágyításnak is alávethető, először 1700 ℃ alatt lágyítva, majd 800 ℃ alatt lágyítva.
Színezett mesterséges stroncium-titanát kristályokat úgy kapunk, hogy a növekedési folyamat során színezőanyagokat adunk hozzá. Ha vanádiumot, krómot vagy mangánt adnak a porhoz, az izzítás után vörösre színeződik; vas vagy nikkel hozzáadásával sárga vagy barna színt kap (3-1. táblázat).
3-1. táblázat A szintetikus stroncium-titanát szín és a színezőanyagok közötti kapcsolat
| Színes | Színezőanyag | Színes | Színezőanyag |
|---|---|---|---|
| Sárgától a sárgásbarnáig | Fe | Sárgától a sötétvörös-barnáig | Cr |
| Sárgától a sötétvörös-barnáig | V | Világossárgától a sárgáig | Ni |
| Világossárgától a sárgáig | Mn | Világossárga és sárga | Co |
(2) Jellemzők
- Kristályos állapot: Kubikus rendszer,
- Gyakori színek: Színtelen, zöld.
- Fényesség és hasadás: Üvegfényességtől a szubadamantin fényességig Nincs hasadás.
- Keménység és sűrűség: sűrűség 5,13 (±0,02) g/cm3.
- Optikai tulajdonságok: Törésmutató: nincs: 2.409, kettőstörés: nincs.
- Ultraibolya fluoreszcencia: általában nincs.
- Abszorpciós spektrum: nem jellemző.
- Szóródás: erős ( 0,190) , nagyon markáns.
- Nagyítási ellenőrzés: A csiszolás minősége gyenge, a fazetták derekán karcolások láthatók, és az asztalon finom karcolások láthatók. A lángolvasztásos módszerrel előállított szintetikus stroncium-titanáton szintén ív alakú növekedési gyűrűk vagy színsávok láthatók, kis területeken sűrűn eloszló, nem olvadt porszerű szilárd zárványokkal.
- Tűz színe: Rendkívül magas diszperzió látható az asztalán, amely lehetővé teszi, hogy minden egyes kis fazetta színes tűzszínt tükrözzön. Használható fényes típusú gyémántok utánzására.
2.2 Mesterséges ittrium-alumínium-gránát
(1) Gyártási folyamat
① Fluxus módszer
- Alsó vetőmag kristály vízhűtési módszer
A nyersanyagok: Y2O3 és Al2O3, PbO-PbF fluxusközeggel2-B2O3 (kis mennyiségben) . Az összetevők aránya Y2O3 (5.75%) , Al2O3 (5,53%) , Nd2O3 (1,16%) , PbO(38,34%, PbF2 ( 46,68% ) , B2O3(2.5%) . Magkristály: YAG, (110) kristálysík alsó felületű, 8 mm magas, 16 mm x 16 mm alsó felülettel. A port egy Pt tégelyben a kemencében 1300 ℃-ra melegítik, 25 órán át állandó hőmérsékleten tartják, majd 3 ℃/h sebességgel 1260 ℃-ra hűtik. Az alját lehűtjük, és a magkristályt a tégely alján lévő hideg zóna közepébe merítjük, 20 ℃/h sebességgel 1240 ℃-ra, majd 0,3-2 ℃/h-ra hűtjük. A hűtési sebességet 950 ℃-ra csökkentjük, és a növekedés befejeződik.
- Spontán magképződés lassú hűtési módszer
Két módszer létezik, az egyik a PbO-PbF2 mint fluxusanyag: mérjük Y2O3 (3.4%) 、Al2O3 (7,0%) 、 PbO(41,5%) 、PbF2 (48.1%) az aránynak megfelelően, keverjük össze egy Pt tégelyben, melegítsük a kemencében 1150 ℃-ra, tartsuk állandó hőmérsékleten 6-24 órán át, majd hűtsük le 950 ℃-ra 4,3 ℃ / h sebességgel. Vegyük ki, öntsük ki az olvadt folyadékot, és a kristályt visszatesszük a kemencébe, szobahőmérsékletre hűtjük, és kivesszük a kristályt.
A másik módszer a PbO-B2O3 mint folyósítószer: PbO(185g) mérlegelése 、 B2O3(15 g) és Al2O3(6g) 、 Y2O3(8g) az aránynak megfelelően, keverjük össze egy Pt tégelyben, melegítsük fel a kemencében 1250 ℃-ra, tartsuk állandó hőmérsékleten 4 órán keresztül, majd hűtsük le 950 ℃-ra 1 ℃/óra sebességgel (5 órán keresztül 1250 ℃-on állandó hőmérsékleten tartható, majd 5 ℃/h sebességgel 1000 ℃-ra hűthető). Öntsük ki az olvadt folyadékot a tégelyből, tegyük vissza a kristályt a kemencébe, és folytassuk a hűtést szobahőmérsékletre. Használjon salétromsavas oldatot a folyósítószer feloldásához.
② Húzási módszer
Keverjük össze a nyersanyagot Y2O3 és a fluxus AI2O3 (ha smaragd szimulálására használják, színezőanyag Cr2O3 hozzáadható) , melegítsük fel egy fedett alumínium tégelyben 1300 ℃-ra, tartsuk a hőmérsékletet 5-10 órán át, majd vegyük ki a keveréket, zúzzuk össze és keverjük össze, és 20 T nyomáson préseljük lapokká; majd szinterezzük 1300 ℃ alatt, ismét zúzzuk össze, és préseljük lapokká, hogy polikristályos lapokat kapjunk. Végül nagyfrekvenciás kemencében 1950 ℃-ra (YAG olvadáspont) melegítjük, és héliummal (Ar) védjük. Miután az olvadék teljesen megnedvesíti a magkristályt, lassan húzza fel és forgassa a kristályrudat, szabályozva a húzási sebességet (növekedési sebesség 1,22 mm/h) és a forgási sebességet (10r/mim).
③ Lebegő zóna módszer
55,35% Y súlya2O3 és a kémiailag tiszta 44.64% AI2O3 és 500 ℃-os hőmérsékleten egy nap és egy éjszakán át melegítjük őket, eltávolítjuk a nedvességet, és mérés előtt szobahőmérsékletre hűtjük. Keverjük össze az Al2O3 és Y2O3, statikus nyomással finom rudakká préseljük, 1350 ℃-on 12 órán át szinterezzük, majd őröljük, és ismét préseljük és szinterezzük, ezt a folyamatot háromszor megismételjük. Végül rögzítse a szinterezett rudat egy tokmány segítségével, és helyezze azt egy szigetelőcsőbe; indítsa el a fűtést, olvadjon meg az egyik végétől, és forgassa el a fűtőberendezést vagy a szinterezett rudat, hogy az olvadási zónát a másik végére vigye előre, az olvadási zónából kristályosodjon, hogy kristályokat kapjon.
A szintetikus ittrium-alumínium-gránát libegő zónás módszerrel történő termesztésekor az Al2O3 több, mint az elméleti arány. Ennek az az oka, hogy az elméleti aránynak így kell lennie: Y2O3 57,05%、 Al2O3 mint 42,95%, és ha a rudak ilyen arányban készülnek, akkor a kristályok a növekedési folyamat során átlátszó állapotból átlátszatlan állapotba változnak, és nem érik el a drágakő minőséget, ami a YAlO3.
(2) Jellemzők
A színtelen ittrium-alumínium-gránátot gyakran használják gyémántok utánzására, míg a zöld ittrium-alumínium-gránátot általában smaragdok utánzására használják. A gyémánttól és a smaragdtól eltérő tulajdonságokkal rendelkezik.
- Kristályrendszer: Kubikus rendszer, masszív.
- Szín: színtelen, zöld (lehet színváltós) , kék, rózsaszín, piros, narancs, sárga, lilásvörös, stb.
- Fényesség és hasadás: Üveges és szubadamantikus fényű, nincs hasadás.
- Keménység és sűrűség: sűrűség 4,50-4,60 g/cm3.
- Optikai tulajdonságok: homogén test, nincs pleokroizmus, törésmutató 1,833(±0,010, nincs kettőstörés.
- Ultraibolya fluoreszcencia: színtelen YAG: nincs vagy mérsékelten narancssárga (hosszú hullám) , nincs vagy vörös-narancs (rövid hullám) ; rózsaszín, kék YAG: nincs; sárga-zöld YAG: erős sárga, foszforeszkálhat; zöld YAG: erős, vörös (hosszú hullám) ; gyenge, vörös (rövid hullám) .
- Abszorpciós spektrum: a világos rózsaszín és világoskék YAG több abszorpciós vonallal rendelkezik 600-700 nm-en.
- Nagyított vizsgálat: tiszta, helyenként buborékok. Az eltérő gyártási folyamatok miatt előfordulhatnak a különböző gyártási módszerekből eredő hibák.
2.3 Mesterséges jagallium gránát
A mesterséges jagalliumgránát egy olyan sorozat része, amely az ittrium-alumínium-gránátot és a szintetikus ittrium-vasgránátot is magában foglalja, és a gránát szerkezetű szintetikus drágakövek kategóriájába tartozik. Mivel a szintetikus jagalliumgránátot krómmal, ritkaföldfém-neodímiummal és átmeneti elemekkel lehet adalékolni, számos élénk színt mutathat. A szintetikus jagallium gránát szintetikus drágakőként használható, különösen a zöld és kék kristályok; ami még fontosabb, az iparban szükséges mágneses buborékanyagként és lézermátrix anyagként is használható.
(1) Gyártási folyamat
A szintetikus jagalliumgránát (Gd3Ga5O12) közé tartozik a hideg tégely olvasztóhéj, a vezetett penész és a kristályhúzási módszer.
A szintetikus jagalliumgránát termesztésének tipikus folyamata a kristályhúzásos módszerrel a következőket foglalja magában: közepes frekvenciájú indukciós fűtés，Iridium tégely， N2 + O2 gázzal, 6 mm/h húzási sebességgel és 30 r/min forgási sebességgel.A magkristály a (111) irányba van orientálva, így a kristály hossza 20-25 mm, szélessége 60 mm.
(2) Kristály jellemzői
A különböző gyártási módszerekkel előállított gadolínium-gallium-gránátnak nemcsak a gyártási folyamat jellemzői, hanem a következő közös jellemzői is vannak:
- Kristályos állapot: Kubikus rendszer, masszív kristályos test.
- Szín: Általában színtelen vagy világosbarna vagy sárga.
- Fényesség és hasadás: üvegfényességtől a szubadamantin fényességig; nincs hasadás.
- Keménység és sűrűség: (+0,04, -0,10) g/cm.3 .
- Optikai tulajdonságok: optikailag homogén, nincs pleokroizmus, törésmutató 1,970 (+ 0,060) , nincs kettőstörés.
- Ultraibolya fluoreszcencia: erős rövidhullámú, rózsaszínű.
- Abszorpciós spektrum: nem jellemző.
- Szóródás: erős (0,045) .
- Nagyított vizsgálat: buborékok, gáz-folyadék zárványok vagy fémlemezszerű zárványok lehetnek.
2.4 Üveg
A drágakőként használt üvegek természetes üvegre és mesterséges üvegre oszthatók. A természetes üveg természetes körülmények (geológiai vagy kozmikus folyamatok) hatására keletkezik, mint például a vulkáni obszidián, a bazaltüveg vagy az űrből a földre hulló meteoritüveg; a mesterséges üveg az ember által olvasztási és formázási technikákkal előállított drágakőszerű anyag. Az üveg összetétel szerint szilícium-dioxidból, szódából és mészből készült koronaüvegre és szilícium-dioxidból, szódából, ólomoxidból stb. készült kovakőüvegre osztható. Átlátszóság szerint is osztályozható átlátszó üvegre és félig átlátszó és átlátszatlan üvegre.
(1) Gyártási folyamat
Ma Kína jelentős üveggyártó, és a különböző igényeknek megfelelő üvegfajták széles választékával rendelkezik.
A drágakőutánzatokhoz használt üveget általában hagyományos olvasztási technikával nyerik, és a drágakőutánzat üvegtermékek általában formázási technikákat alkalmaznak a kívánt drágakőforma eléréséhez, ón-oxid csiszolással, hogy kisimítsák a hűtési zsugorodás által esetleg okozott éleket és fazettákat.
A különböző színű üveg utánzatú drágakő termékek előállításához az üveg alapanyagokhoz általában különböző színezőanyagokat adnak elemi ionok formájában. Például a Co2+ mélykék színt eredményez; Au hozzáadása "aranyvörös" színt ad; Ag hozzáadása "ezüstsárga" színt eredményez; % hozzáadása, V2O5 színváltozást eredményez; Mn hozzáadása lilát eredményez; Se hozzáadása vöröset ad; Cu hozzáadása vöröset, zöldet vagy kéket eredményezhet; Cr hozzáadása zöldet eredményez; U hozzáadása sárgászöldet ad; antimon-szulfid hozzáadása "antimonvöröset" eredményez; színtelen üveg gyártásakor "üvegműtrágyát" adnak a Fe által okozott zöld szín megszüntetésére; egyes színtelen üvegutánzatoknál az üvegfelületre megfelelő színeket visznek fel, hogy az asztallapon színeket jelenítsenek meg; vagy vákuumos bevonási technológiával kezelik őket, hogy irizáló hatást érjenek el; vagy az utánzott drágakő termékre egy hátlapi fóliát visznek fel, hogy erős villogást mutasson, és így tovább.
Az üveg átlátszóságát különböző gyártási folyamatok szabályozzák. A nagy átlátszóságú üveghez nagy tisztaságú adalékanyagokat kell hozzáadni, míg az ón-oxidot a gyártási folyamat során kell hozzáadni ahhoz, hogy áttetsző vagy átlátszatlan üveget kapjunk.
(2) Az utánzott kincsek típusai
① Átlátszó üveg utánzat drágakő
Az átlátszó üveg utánozhat drágaköveket, például gyémántokat, különböző színű kristályokat, topázokat, smaragdokat, akvamarinokat, rubinokat, zafírokat és így tovább. A magas ólomtartalmú üveg magas törésmutatóval, sűrűséggel, csillogással és diszperzióval rendelkezik, így alkalmas a színtelen gyémántok utánzására; a ritkaföldfém üveg magas törésmutatóval, erős csillogással és élénk színekkel rendelkezik, és szorosan hasonlít a berillhez, topázhoz és másokhoz. Hasonló megjelenésük ellenére azonban lényegükben különböznek, mivel az Üveg végső soron egy amorf szuperhűtött folyadék.
② Áttetsző és átlátszatlan üveg között
A félig átlátszó drágakövek utánzására használt üveg úgy készül, hogy bizonyos oxidokat, foszfátokat és más összetevőket adnak a kalciumtartalmú üveghez, ami oldhatatlan kalciumvegyületet eredményez, amely félig átlátszó megjelenést kölcsönöz az üvegnek. Az átlátszatlan drágakövek, például a lapis lazuli utánzásához nagyobb mennyiségű adalékanyagot lehet az üvegbe keverni.
- Mesterséges üveg macskaszem utánzó macskaszem kő
Az optikai hatást különböző színű optikai üvegszálakkal érik el, amelyek mindegyike színtelen üvegcsőbe van csomagolva. E csövek százait vagy tízezreit kötegelik, többször felmelegítik, nyomás alá helyezik és szálakká húzzák, majd ívelt felületre vágják és csiszolják, hogy a macskaszem-effektus megjelenjen. Az optikai üvegszálak és a színtelen üvegcsövek jó összeolvadásának biztosítása érdekében mindkettő törésmutatójának és tágulási együtthatójának azonosnak kell lennie, és a cső olvadáspontjának valamivel alacsonyabbnak kell lennie, mint az optikai üvegszálaké. A fűtési hőmérsékletnek alkalmasnak kell lennie a színtelen csőüveg megolvasztására.
- Jáde üveg utánzat
Devitrifikált üvegként is ismert. A "malajziai jáde" (rövidítve malajziai jáde) úgy jön létre, hogy az olvadt üveghez zöld színezőanyagot adnak, amely a hűtési folyamat során némi kristályosodást képez, ami a zöld jáde megjelenésére emlékeztető, hálózatszerű vagy pettyes szerkezetet eredményez.
- Opálüveg utánzat
Ennek lényege, hogy néhány szivárványszínű fémfólia-darabot szabálytalanul keverünk szilikátüveg rétegek közé, így a "színváltó hatáshoz" hasonló hatást érünk el.
- Gyöngyház utánzat üveg
Általában egy átlátszó vagy átlátszatlan fehér ólom-szilikát üvegből készült "gyöngymagból" készül, amelyet egy fényes gyöngy esszencia (guanin) filmmel vonnak be, amely ebből a két részből áll. A felület színei krémszínűek, rózsaszínűek és borszínűek, hasonlóan a tengervízben tenyésztett gyöngyökhöz. Ezt az "üveggyöngyöt" leginkább a spanyol Majorica S.A. cég gyártja, és nagyon népszerű Európában és Amerikában.
- Lapis Lazuli üveg utánzat
Üveg megolvasztásával készül, réz- vagy csillámporral és színezőanyaggal. A rézpor a pirit utánzására szolgál, míg a csillámpor a lapis lazuliban lévő kalcitot utánozza.
- Csillagfény utánzat drágakő üveg
Laminálási technológiával készül, piros vagy kék ívelt félig átlátszó üvegalapra, több finom vonallal gravírozva, vagy az üveg aljára erősített, finom vonalakkal gravírozott fémfólia-darabokkal, amelyek "csillagfény-effektust" hoznak létre, és a csillagfényes rubinok és csillagfényes zafírok utánzására szolgálnak, ahol a csillagvonalak úgy jelennek meg, mint a természetes csillagfényes drágakövek.
- Smaragd utánzat üveg
A smaragd kémiai összetételű nyersanyagok és a króm színezőelem felhasználásával készítsen Be3Al2Si6O18 + Cr, majd olvasztás és hűtés után; zöld üveget kaphatsz, amelyet smaragd utánzására használnak.
(3) Jellemzők
Az üveg különböző drágaköveket utánozhat, de lényege elsősorban egy SiO2. Összetétele, szerkezete és optikai tulajdonságai teljesen eltérnek az általa utánzott drágakövektől, így könnyen azonosítható. A drágakőutánzatok sajátos jellemzőit a 3-2. táblázat tartalmazza.
3-2. táblázat Az üvegszerű anyagok közös jellemzői
| Típus | Kémiai összetétel (%) | Törésmutató | Sűrűség (g/cm3) |
|---|---|---|---|
| Olvadó üveg | SiO2 : 100 | 1.46 | 2.2 |
| Hétköznapi üveg | SiO2 : 73, B2O3 : 12, CaO : 12 | 1.5 | 2.5 |
| Edzett üveg | SiO2 ：72, B2O3 ：12,Na2O : 10, Al2O3 : 5 | 1.5 | 2.4 |
| Ólomüveg | SiO2 ：54, PbO : 37, K2O ：6 | 1.6 | 3.2 |
| Nehéz ólomüveg | SiO2 : 34, PbO : 34, K2O : 3 | 1.7 | 4.5 |
| Extra nehéz ólomüveg | SiO2 : 18, PbO : 82 | 1.96 | 6.3 |
- Kristályos állapot: amorf test, kristályosodhat.
- Szín és csillogás: A színek változatosak, üveges csillogással.
- Keménység és sűrűség: Sűrűség 2,30 -4,50 g/cm.3 , jellemzően kevesebb, mint2,65 g/cm3.
- Optikai jellemzők: Homogén test, általában anomális kioltást mutat ortogonális polarizált fényben. A fazettált olvadt kristályok fekete kereszt interferencia mintázatot mutatnak. Az üveggömbök színes kettős íveket és váltakozó fekete keresztinterferencia színeket mutathatnak; nincs pleokroizmus; törésmutató 1,47-1,700 (beleértve a ritkaföldfém-üvegeket 1,80±) ; nincs kettőstörés. A devitrifikált üveg teljes fényességet mutathat ortogonális polarizációs szűrők alatt.
- Ultraibolya fluoreszcencia: Általában a rövidhullámú erősebb, mint a hosszúhullámú. Az általános fluoreszcencia krétafehér.
- Abszorpciós spektrum: Színezőelemenként változó.
- Megjelenési jellemzők: lekerekített fazettált élek, üregekkel tarkított felület, kondenzációs zsugorodási gödrökkel tarkított alj; a szemvonal túl egyenes, éles és rikító, és általában 1-3 szemvonalat mutat.
- Nagyított vizsgálat: buborékok, különböző szilárd zárványok, hosszúkás üreges csövek, áramlási vonalak, "narancshéj" hatás, örvénylő vagy áramló struktúrák.
- Különleges optikai hatások: aranykő hatás, macskaszem hatás, színváltó hatás, csillogás hatás, glória hatás, csillagfény hatás.
- Optimalizáló kezelés: filmkezelés, teljes vagy részleges filmborítás, a természetes drágakövek utánzása vagy a szín és a csillogás fokozása érdekében, gyakran látható részleges filmhámlással; éles tárgyak lekaparhatják a filmet.
2.5 Műanyag
A műanyag egy puha, hőálló szintetikus szerves anyag. Általában melegítéssel és formázási módszerekkel állítják elő, hogy utánozzák az olyan szerves drágaköveket, mint a borostyán, a sugár, az elefántcsont, a korall, a gyöngyök, a kagylók és a teknősbékapáncél. Olyan szervetlen drágaköveket is utánozhat, mint az opál, türkiz, jáde és nefrit. A legfontosabb korlátozás a borostyán.
(1) Gyártási folyamat
A drágaköveket imitáló műanyag termékek többnyire fröccsöntéssel készülnek, és néhányan filmlaminálást, tükörhátlapot és felületbevonási technikákat is alkalmaznak.
① Műanyag borostyán
Megfelelő mennyiségű akrillemezt (formaldehid-akrilészter) apró részecskékké vagy porrá zúzunk, és egy lefedett üvegedénybe tesszük; kloroformot (triklórmetánt) adunk hozzá, a tartályt szorosan lezárjuk, és átlátszó folyadékká oldjuk. Ezután fecskendezze a szerves folyadékot a formába, ahová előzetesen különböző festmények, portrék, virágok, madarak, halak, rovarok vagy ajándéktárgyak helyezhetők. Végül helyezze a formát egy tiszta, pormentes, csendes helyre, és várja meg, amíg megkeményedik, hogy kielégítő terméket kapjon. Ha a szerves folyadékhoz pigmenteket adunk, az utánzat színezhető is. (3-1. ábra) .
② Műanyag opál
A műanyag opálutánzatot japán tudósok az 1980-as években úgy állították elő, hogy laboratóriumban lassan 150-300 mm-es polisztirol gömböket helyeztek el, amelyeket szorosan egymásra helyezve háromdimenziós diffrakciós rácsot alkottak. A műanyag opál kétrétegű szerkezetű: belül polisztirol, kívül pedig akrilgyanta. A műanyag opál kétrétegű szerkezetű: a belseje polisztirol, a külseje pedig akrilgyantával van bevonva.
Ha a polisztirolt szorosan egymáshoz illesztett kis gömbökké alakítjuk, és a gömbök közé egy másik típusú, kissé eltérő törésmutatójú műanyagot adunk a szilárdításhoz, akkor az opálhoz hasonló színváltó hatást érhetünk el.
③ Műanyag gyöngy
A gyöngyház utánzatú műanyagnak két fajtája létezik: az egyiket úgy készítik, hogy gyöngyház esszenciát vagy halpikkely esszenciát kevernek egy műanyag nitrocellulóz festékbe, hogy egy folyékony bevonatot hozzanak létre, amelyet áttetsző műanyag gyöngyökre alkalmaznak. Miután a bevonat megszáradt, több réteget visznek fel, amíg a gyöngyházfényt el nem érik; a másik típusnál olyan anyagokat adnak a festékhez, mint a csillámpelyhek és a rézkarbonát kristályok, amelyeket aztán a műanyag gyöngyökre visznek fel, néha egy további réteg guanin bevonattal a tetején.
④ Műanyag Goldstone
Színtelen átlátszó műanyaghoz fémes réz hozzáadásával készül.
⑤ Műanyag teknősbékapáncél
A műanyag teknőspáncélutánzatot elsősorban szemüvegkeretek, fésűk és cipőszarvak anyagaként használják. Úgy készül, hogy fekete pigmentet adnak a műanyag folyadékhoz.
(2) Jellemzők
- Kémiai összetétel: C, H és O alkotóelemek.
- Kristályos állapot: Amorf, nem kristályos.
- Szín és csillogás: Különböző színekkel rendelkezhet, általában piros, narancssárga, sárga, stb..;
- Átláthatóság: Átlátszó és átlátszatlan között.
- Keménység és sűrűség: sűrűség általában 1,05-1,55 g/cm3.
- Optikai jellemzők: Törésmutató általában 1,460-1,700 között, erős diszperzió (0,190) . Kígyóbőr-szerű sávok, rendellenes kettőstörés és interferenciaszínek gyakran megfigyelhetők a keresztirányú polarizátorok alatti feszültség miatt.
- Nagyítási ellenőrzés: A buborékok gyakran gömb alakúak, oválisak, hosszúkásak, csőszerűek stb. A felület gyakran egyenetlen vagy apró gödröcskékkel tarkított. Héjszerű törés.
- Különleges ellenőrzés: A dörzsölés statikus elektromosságot és érezhető meleget generál, amikor megérintik.
2.6 Drágakő utánzat kerámia
A kerámia sokféle drágakövet utánozhat, például opál-, lapis lazuli-, korall-, türkiz-, malachit- stb. utánzatot.
Earthenware is made from clay (clay minerals) sintered; porcelain is made from Ceramic clay (feldspar, quartz, mica, pearl clay) sintered. Both are opaque to semi-transparent.
(1) Gyártási folyamat
Silicate mineral raw materials are ground into powder or adhesives and pigments are added, then heated, roasted, or hot-pressed to form. Sometimes, glaze is applied to the surface to enhance brightness and aesthetics.
- Opal-like ceramics are a type of chemically bonded ceramics produced by the Japanese in the 1980s, featuring a color-changing effect and long-lasting stability.
- Lapis lazuli-like ceramics: made from polycrystalline spinel materials, containing star-like yellow opaque inclusions (containing cobalt) that resemble pyrite, and are very similar in appearance to lapis lazuli. Refractive index 1.728,density 3.64 g/cm3 . The yellow star points are very soft and can be pierced with a needle.
- Coral-like ceramics: made by adding additives to calcium carbonate（CaCO3） powder and sintering, available in white and red.
- Imitation turquoise ceramics: made from aluminum ore (aluminum trihydrate) materials sintered with green coloring agents. The color is dull, the structure is denser than natural turquoise, and the refractive index and density are usually greater than those of natural turquoise.
(2) Ceramic characteristics
- Composition: various mineral salts and additives.
- Color: commonly found in white, green, and blue.
- Hardness and Density: The hardness is usually higher than that of the simulated gemstones, and the density is also relatively high.
- Optical Properties: The luster is dull, the optical properties are variable, and the refractive index has a wide range of variation; the refractive index of simulated lapis lazuli ceramics reaches 1.728.
- Magnified Inspection: A uniform distribution of powder particles is visible, lacking the unique structure of the simulated gemstones.
2.7 Artificial Luminescent Pearls
There are more than a dozen types of minerals in nature that can emit light, commonly including Diamond, fluorite, apatite, scheelite, calcite, copper-uranium mica. If large particles of luminescent gemstones are ground into “spheres,” they are commonly referred to as “Luminescent Pearls,” but they are extremely rare.
For nearly half a century, some have mixed luminous powder with mineral powder or plastic to create spherical bodies, or coated the surface of spherical bodies with luminous powder to imitate the natural gem “luminous pearl.”
(1) Gyártási folyamat
① Raw material formulation: including raw material activators and additional activators
- Raw materials: weigh SrCO3: 71.69 g, Al2O3: 50.5 g, H3BO3: 0.3 g; weigh activator and additional activator EU2O3: 0.88 g, Nd2O3: 0.84 g and Dy2O3: 0.93 g. Crush these raw materials and activator and mix them evenly into crucible.
- Sintering of raw materials: put the crucible containing raw materials into the electric furnace, heated to 800-1400℃ under the reducing conditions, constant temperature for 3 hours; after that, cooled down to 1300℃, constant temperature for 2 hours; and then naturally cooled down to 200℃, removed from the furnace, that is, to obtain the luminescent material.
② Luminescent stone synthesis
- The prepared luminescent material (fine powder or block) in the crucible.
- The crucible is buried in the pressure furnace in the carbon powder (as a reducing atmosphere) within the heating. Furnace temperature after 5-8h slowly rise to 1550-1700℃, at the same time add more than two atmospheres, constant temperature and pressure 2-3h, natural cooling to 200℃.
- Remove the sintered body from the pressure electric furnace and cool it to room temperature.
- Polish (or carve) the sintered body to make luminous gemstones.
(2) Characteristics and Uses
① Uses of luminous powder
- Luminous powder is added to coatings, inks, and other materials to create luminous coatings and inks, which can be used in fields such as home decoration, textiles, paper printing, calligraphy, and painting works, stage design, playing a beautifying role and adding a mysterious color to these items.
- Luminous powder is used in road traffic indicator lights, daily necessities, and emergency equipment, marking their location and preventing dangers.
② Characteristics of glow gemstones
- Color light: green, cyan, white, red, purple. The body color is bright and diverse.
- Texture: bubbles, particles.
- Hardness: The smaller the raw material particle size, the greater the hardness of the gemstone and the better its durability; when the temperature exceeds 1700℃, the gemstone becomes brittle. The Mohs hardness can reach 6.5.
- Density: 3.54g/cm3; the smaller the raw material particle size, the higher the density of the gemstone.
- Optical properties: Chemically stable structure, strong acid, and alkali resistance, with a refractive index of 1.65, can emit different light colors depending on the composition.
Section II Assembled gemstones
Assembled gemstones, Their production process is completely different from that of synthetic gemstones and artificial gemstones. They are combinations made from various solid materials bonded or fused with adhesives and appear like natural gemstones.
Assembled gemstones have been around for a long time. As early as the Roman Empire, jewelry craftsmen could use Venetian turpentine to bond three different colored gemstones together to create larger gemstones, and they would also melt glass to cover garnets, processing them into Assembled gemstone jewelry through cutting, polishing, and setting techniques.
Assembled gemstone jewelry has remained popular due to its good quality and low price, especially before the mass production of synthetic gemstones. The reason Assembled gemstones are still popular today is that they can imitate high-end gemstones, allowing small, difficult-to-process gemstone materials to be utilized through bonding, better revealing their potential beauty while also making the surface of the gemstones more wear-resistant and enhancing their luster, and providing reinforcement for fragile, thin-layered gemstones with a hard backing.
1. Production Process
The key point in producing Assembled gemstones is that the combined materials should have an overall appearance. Generally speaking, when processing faceted Assembled stones, the joints are often placed at the waist edges, reflecting the overall appearance through the pavilion’s reflection; if processing round brilliant or emerald-shaped Assembled gemstones, the number of facets at the pavilion should be increased. For example, when polishing round brilliant Assembled stones, two layers of 16 main facets can be polished at the pavilion; for emerald-shaped Assembled stones, several layers should be polished at the pavilion. This way, the Assembled stones’ color and other optical properties can be reflected.
1.1 Type of Craft
According to the materials, structural construction, and artistic features used in Assembled gemstone, they are internationally classified into three main types: Two-layered stone, Triple-layered stones, and substrate stones.
(1) Two-layered stone
Two-layer stone refers to the two materials (natural jewelry and jade, synthetic or artificial stones) by bonding or fusion together to give the impression of a whole piece of jewelry and jade (Figure 4-1). According to the similarities and differences in the materials used, they can be categorized into homogeneous two-layered stone, similar two-layered stone and heterogeneous two-layered stone.
① Homogeneous Two-layered stone
Homogeneous Two-layered stone is composed of two pieces of the same material. One of the good quality of a piece of the crown, the other poor quality of a piece of the pavilion, giving people a large and beautiful overall vision. This is the case with two rubies, or two opals, which form a bilayer. The stone is also known as a true diorite. Homogeneous Two-layered stone is also known as true Two-layered stone [Figure 4-1(a)].
② Similar Two-layered stone
The homogeneous two-layer stone, is composed of a piece of natural jewelry and jade and a corresponding synthetic gemstone, improve the composition of the stone. The natural stone is the crown and the synthetic stone is the pavilion, giving the impression of a natural stone. Such as opal and synthetic opal two-layer stone, jadeite and dyed jadeite combination of two-layer stone. Class texture two layer stone, also known as half true two layer stone [Figure 4-1 (b).
③ Heterogeneous Two-layered stone
Heterogeneous Two-layered stone, is composed of two different materials dolomite. Such as colorless synthetic cubic zirconia and glass combination of diopside imitation diamond, colorless garnet and colorless glass combination of diopside imitation diamond, this type of diopside is also known as false Two-layered stone [Figure 4-1 (c)].
(2) Triple-layered stones
Triple stone as the name suggests refers to three kinds of gemstone materials or by a colored substance and the other two gemstone materials bonded or fused together to form a whole patchwork stone (Figure 4-2).
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Egyedi ékszergyártó, OEM és ODM ékszergyár
According to the composition of the three layers of stone material differences and similarities, can be divided into homogeneous Triple-layered stones, class quality Triple-layered stones and heterogeneous Triple-layered stones three kinds.
① Homogeneous Triple-layered stones
Homogeneous Triple-layered stones, is composed of three pieces of the same kind of material with the imitation of gemstones bonded into a whole Triple-layered stones. Such as three jadeite composed of three layers of stone [Figure 4-2 (a).
② Similar Triple-layered stones
A trilobite is a combination of a natural stone and two corresponding synthetic or improved stones, or a trilobite consisting of a natural stone, a corresponding synthetic stone, and a colored adhesive bonded to imitate a natural stone [Figure 4-2(b)].
③ Heterogeneous Triple-layered stones
As the name suggests, heterogeneous Triple-layered stones is a combination of three different materials or two of the same material and a different material composition of the Triple-layered stones. Such as a layer of synthetic ruby, the second layer of red spinel, the third layer of red glass composed of three layers of stone, imitation ruby; or by the natural ruby, synthetic ruby and red glass combination of three layers of stone, imitation ruby [Figure 4-2 (c).
(3) Substrate Stone
This is a special form of Assembled stone, using opaque materials as the substrate, bonded or coated on the back of the gemstone or the pavilion. Depending on the substrate material, it is divided into two types: foil stone and coated stone.
① Foil Substrate Stone
This is a metal foil made of an opaque material pasted on the back or pavilion of a gemstone to enhance its light reflection ability, improving the star effect, color, and other aesthetic qualities of the Assembled stone.
There are many types of Assembled stones. Common ones include pasting a blue reflective mirror on the back of a star effect fuchsite, which can produce colors and special optical effects similar to star-fuchsite; engraving “star lines”” on metal foil and pasting it on the back of curved transparent gemstones or transparent glass or other transparent materials to imitate star gemstones; some paste metal foil between two layers of gemstones to create special optical effects.
② Coated Substrate Stone
This involves applying a layer of colored substance on the back of a gemstone to enhance its color or cover some defects of the gemstone; this type of Assembled stone is also called coated stone.
For example, to enhance the blue of blue diamonds, a transparent and wear-resistant colored fluoride film is applied to the reflective part at the bottom of the diamond; a layer of green film is applied to the bottom of non-gem-quality beryl to imitate emerald.
1.2 Production Process
As mentioned earlier, the production process of assembled gemstones is a type of manual modification. Regardless of the type of Assembled gemstone, its basic characteristic is a layered structure, which means that several materials are bonded together layer by layer to form a whole.
(1) Two-layered stone Production
Two-layered stone are generally formed by bonding two pieces of gemstone material with a colorless adhesive. Common varieties include:
① Garnet glass Two-layered stone
Made from garnet and glass of the same color. To achieve more benefits, garnet is only used as part of the crown top cover, while the majority is made of cheap glass. The purpose of using garnet is to enhance the hardness and durability of the Assembled gemstone. This Two-layered stone is often used to imitate colored gemstones such as garnet, sapphire, ruby, emerald, and amethyst colorless can imitate diamonds.
The general production method is to punch several holes about 1.3 cm in diameter in steel plate approximately 2.5 cm thick, fill the holes with glass powder, and then cover the holes filled with glass powder with thin slices of garnet. Then the prepared steel plate is then placed in a heater to heat it, causing the glass powder to melt and cool. The garnet bonded with glass is then removed. It is processed and polished to form a Garnet glass Two-layered stone.
② Corundum Two-layered stone
(a) Sapphire Two-layered stone and ruby Two-layered stone
The materials used are mainly natural and synthetic sapphires or natural and synthetic rubies. The crown part is made of flat or wedge-shaped thin slices of natural material, or part of the crown, or even just the tabletop. The pavilion part is made of synthetic material bonded with adhesive. The seams are below the waist or tabletop.
The cut of this Two-layered stone is primarily a mixed cut, with the crown part using a brilliant cut and the pavilion part using a step cut. It is used to imitate natural sapphires or rubies.
(b) Imitation star sapphire and imitation star ruby Two-layered stone
There have historically been two methods for making this Two-layered stone.
- The top cover is made of natural star fuchsite with a curved cut, and the bottom is a mirror-reflective metal film or a metal backing engraved with star lines or blue (or red) glass, bonded together as one.
- The top cover is made of synthetic star sapphire or synthetic star ruby with a curved cut, and the bottom is made of blue or red glass, both bonded into one.
③ Jadeite Two-layered stone
The jadeite Two-layered stone mainly consists of a high-quality natural green jadeite top cover with a curved cut. At the same time, the bottom is made of inferior jadeite or glass and other imitation jadeite materials, with the joint seam hidden beneath the curved surface and embedded with a precious metal frame.
④ Diamond Two-layered stone and imitation diamond Two-layered stone
- Diamond Two-layered stone: Two smaller natural diamonds are used for the crown and pavilion, bonded together with colorless adhesive at the waist to form a larger diamond [Figure 4-1(a)].
- Imitation diamond Two-layered stone: The crown part uses natural diamonds; the pavilion part uses colorless crystals, colorless synthetic sapphires, colorless synthetic spinel, or colorless glass bonded together with colorless glue; or the crown part is made of synthetic cubic lead oxide, colorless synthetic sapphires, or colorless synthetic spinel, and the pavilion part is made of artificial synthetic strontium titanate, bonded together with colorless glue at the waist.
(2) Triple-layered stones production
The production process of Triple-layered stones usually consists of two gemstones and a colored adhesive or three pieces of gemstone material bonded together with a colorless adhesive. Common varieties of Triple-layered stones include:
① Imitation emerald Triple-layered stones
There are four methods for making imitation emerald Assembled stones:
(a) Made of two pieces of natural green tourmaline for the crown and pavilion, bonded with green adhesive to form a Triple-layered stones. [Figure 4 – 2(a)].
(b) Made of two pieces of colorless crystal for the crown and pavilion, bonded in the middle with green adhesive.
(c) Made of colorless crystal for the crown and pavilion, with a layer of green lead glass in the middle, bonded with colorless adhesive.
(d) Made of two pieces of colorless synthetic spinel for the crown and pavilion, bonded in the middle with green adhesive; green glass can also be used instead of green adhesive, with colorless adhesive bonding the three together.
② Opal Triple-layered stones
The Opal Triple-layered stones consists of a layer of colorless transparent glass, or colorless crystal, synthetic spinel, synthetic sapphire, etc., forming the pavilion, with opal slices in the middle and the bottom made of black agate or black glass, all bonded together with colorless adhesive. Because materials like crystal, spinel, or sapphire have high hardness, they can enhance the durability of the Assembled gemstone [Figure 4-3(a)].
③ Jade Triple-layered stones
This Assembled gemstone is made of three pieces of translucent colorless jade. First, an oval-shaped jade is inserted into a hollow round cap-shaped jade, with a green gel-like substance filling the space between them, and then the third flat-bottomed jade is glued to it. In this way, the green gel-like substance reflects images through the round cap, giving the surface of the Assembled gemstone a high-quality emerald green [Figure 4-3(b) ].
④ Imitation red (blue) gemstone Triple-layered stones
Made of synthetic red (blue) gemstones, two hollow oval-shaped shell layers of matching sizes are created, with Fibrous sodium borate calcium stone added in between and glued together [Figure 4-3(c)].
2. Characteristics of Assembled Gems
2.1 Layered Structure
All forms of Assembled stones, whether they are Two-layered stone, Triple-layered stones, or Substrate Stone, are composed of two or more identical or different materials that are layered and bonded to create a cohesive appearance and are set with a metal (precious or ordinary) framework to cover the seams of the interlayer bonding.
(1) Shape of the Structural Layer
① Planar Shape
Generally, the structural layers of faceted Assembled stones are flat and panel-like, with the layers that make up the Assembled stone presenting a horizontally integrated structure between them.
② Curved Surface Shape
Whether circular, elliptical, or hollow, the curved surface Assembled stones have each structural layer presenting curved, arc-shaped thin layers, with layers in arc-shaped parallel contact. The cross-sectional shapes of these curved surface Assembled stones can be single convex, double convex, concave-convex, and concave.
(2) Hierarchy of Structural Layers
① Bilayer construction
- Colorless cemented bilayer construction: The Assembled stone is made up of two layers of materials, with the top layer often being transparent or semi-transparent durable natural or synthetic gemstones, while the bottom layer consists of inferior and inexpensive materials, bonded together with a colorless adhesive. This Assembled stone is composed of three materials.
- Colored cemented bilayer construction: This involves applying color or a colored film to the bottom or pavilion of transparent or semi-transparent gemstones of two materials.
② Multilayer construction
A multilayer construction refers to constructing Assembled stones made of three or more different types of gemstone materials. It can be further divided into:
- Colorless cemented three-layer structure: A Assembled stone bonding three pieces of the same or different types of gemstone materials with colorless adhesive. This structure is composed of five layers of materials.
- Colored adhesive three-layer structure: two pieces of gemstones of the same or different varieties, bonded together with colored adhesive to form a Assembled stone, which has only three layers in its structure.
2.2 Different materials and their identification characteristics
Whether it is a Two-layered stone, Triple-layered stones, or substrate stone, they are all composed of different materials. Due to the different combinations of materials, the structural layers’ chemical composition, internal structure, and physical properties vary. The Assembled stones listed in this section have different identification characteristics based on the differences in their structural layers.
(1) Types of Two-layered stone
① Garnet glass Two-layered stone
- Red ring effect: Placing it on a white paper surface, the red ring phenomenon of garnet appears on the paper under light.
- Observing the facets or girdle of the Assembled gemstone crown with reflected light, the bonding line and its sides show different luster and colors.
- Red flag effect: When observing with a refractometer, the refractive index on both sides of the bonding seam differs. If the eyepiece is removed, it can also be seen the image of the bottom of the gemstone appears with a red reflection on the scale.
- Different fluorescence: Garnet has no fluorescence, while glass may have a fluorescence of any color.
- Inclusion differences: Garnets may contain needle-like rutile or other crystal inclusions, while glass contains bubbles.
② Corundum Two-layered stone
(a) If composed of natural red (blue) gemstones and synthetic red (blue) gemstones, in addition to observing the presence or absence of bonding lines (surfaces), one should also observe the inclusions, colors, and fluorescence differences of the red (blue) gemstones on both sides of the bonding line.
- Inclusions: The inclusions of natural corundum gemstone are minerals with straight growth lines. In contrast, the inclusions of synthetic corundum gemstone are “”un-melted powder”” and bubbles with growth lines that can be arc-shaped.
- Fluorescence: Natural rubies’ fluorescence intensity is lower than synthetic rubies; natural sapphires have no fluorescence, while synthetic sapphires may exhibit weak blue-white fluorescence.
- Color: Natural red (blue) gemstones have an uneven color intensity that appears more natural, while synthetic red (blue) gemstones appear overly pure and bright, glaring and artificial.
(b) If a Two-layered stone is composed of synthetic red (blue) gemstones and red (blue) glass, it is usually the synthetic red (blue) gemstone on the upper part (crown or top) and the glass on the lower part (pavilion, bottom). Its identification characteristics are obvious:
- Optical properties: Synthetic red (blue) gemstones are heterogeneous, while glass is homogeneous. When rotated 360°under a polarizing microscope, synthetic red (blue) gemstones show four bright and four dark areas, while glass appears completely dark or anomalously disappears.
- Inclusions: Synthetic red (blue) gemstones contain “un-melted powder” and arc-shaped growth lines, while glass contains numerous bubbles and swirl structures.
- Refractive index: The refractive index of synthetic red (blue) gemstones is 1.76-77, while the refractive index of glass is lower, generally 1.46-1.70.
(2) Triple-layered stones type
① Characteristics of imitation emerald Triple-layered stones
- If the top layer is made of beryl, crystal, or spinel and the bottom layer is made of the same, with a green adhesive in between, the Assembled gemstone can be placed in water. When observed along the direction parallel to the waist surface, it can be found that the crown and pavilion of the Triple-layered stones are colorless, while there is a thin color layer between the two.
- If the top layer is made of crystal or spinel and the bottom layer is made of green glass, a color layer can be observed at the parallel waist plane under a gem microscope, containing round bubbles, swirling structures, and irregular intertwined color bands.
② Characteristics of opal Triple-layered stones
It is a Assembled stone bonding three different materials (layers). Its identification can be approached from the following four aspects.
- Observing from the side, the colorless transparent material can be seen on top, with a color-changing layer in the middle and a black opaque layer at the bottom.
- The two bonding layers between the layers contain bubbles or dry cracks.
- Under strong light, magnified inspection reveals two bonding seams.
③ Characteristics of jade stone Triple-layered stones.
It is a colorless, translucent jade with two layers bonded in the middle with green adhesive. When observing the joined stone from a vertical or curved surface, it appears green, while from a parallel waist view, the upper and lower sides are colorless, with green in the center.
2.3 Characteristics of the adhesive layer
Various types of joined stones are all bonded together by adhesives, forming a whole. This creates an extremely thin liquid adhesive layer between the solid layers. The adhesive layer has the following characteristics:
(1) The color of the adhesive is variable, either colorless or in various colors. Colorless ones do not form a structural layer, while colored ones serve as the structural layer of the joined stone.
(2) The adhesive layer often contains bubbles. The bubbles are spherical or tubular.
(3) After the adhesive in the bonding layer solidifies, its volume shrinks and causes dry cracking, forming shrinkage cracks.
(4) When exposed to fire, it turns to ash. The adhesive in the bonding layer is prone to aging and ash formation when exposed to fire, appearing black.
The various types of Assembled gemstones should be carefully examined for their seams, bonding traces, and bubbles, as well as the refractive index, color, luster, transparency, and inclusion characteristics of various materials during identification. Observe from multiple angles and test carefully.
Section III Reconstructed Gems
In manufacturing processes, reconstructed gemstones (synthetic gemstones) belong to transformed gemstones. That is, the original gemstone fragments (or pieces) and decorative gemstone ornaments (or remnants) that have lost their decorative function are crushed, purified, heated, and pressurized to reconstitute them into a gemstone material with an overall appearance, which is then cut, polished, and processed into various ornaments. Common varieties include reconstructed turquoise, reconstructed Amber, and reconstructed lapis lazuli. In the past, there were reconstructed rubies (known as Geneva rubies); recently, Reconstructed yellow Nephrite jade, nephrite, and even reconstructed synthetic gemstones have appeared.
1. Reconstructed Processes
1.1 Welding Process
Dr. E. D. Clarke first developed the welding process in 1819, which used a newly invented hydrogen-oxygen flame blowpipe to melt and combine two ruby crystals into a spherical ruby on charcoal. Later, Fufulai, Feier, and Uze collaborated to melt natural ruby fragments using a hydrogen-oxygen flame. They added a small potassium chromate reagent to deepen its red color, creating a regenerated ruby.
This welding process later evolved into the “flame fusion method.” However, the method of growing crystals by flame fusion has far exceeded the scope of the welding process. The distinction between the two mainly lies in whether the crystal itself is the raw material for growing crystals. In other words, if the raw material for growing crystals is fine from the crystal itself, it belongs to the welding method for regenerated gemstones; if made from other chemical raw materials through melting, it is classified as synthetic gemstones by the flame fusion method.
1.2 Sintering Process
The sintering process is similar to producing bricks or tiles in a kiln. Materials are placed in a container and pressed together to form a cohesive whole without altering their physical or chemical properties. A small amount of binder and coloring agent can be added during the sintering process. To ensure a strong bond, a certain temperature is often applied, but it should not exceed the melting point of the materials.
1.3 Molding Process
The molding process is similar to the sintering process. First, the crushed materials of gemstones are purified and then placed into a designed mold. Under certain temperature conditions, pressure is applied to directly form the materials into jewelry. This includes items like reconstructed nephrite and reconstructed yellow Nephrite jade.
2. Characteristics of Reconstructed Gemstones
2.1 Reconstructed Amber
Amber is a unique natural treasure. It is both a natural organic gemstone and an important traditional Chinese medicine. It is cherished even more in countries along the Baltic Sea, where Amber is abundantly produced. For example, in the early 18th century, Frederick William I, the founding emperor of the Prussian Hohenzollern dynasty in Germany, hired a famous Danish jeweler to spend ten years processing over 100 pieces of Amber, carving more than 150 amber statues and creating an “Amber Room.” Besides being processed into cabochon gemstones for use in rings, pendants, and other jewelry, a large quantity is also made into various decorative items for people to adorn and appreciate.
Due to the presence of organic compounds such as succinic acid and amber resin in Amber, it is prone to oxidation, turning red, aging, and cracking, becoming loose and friable, and containing many impurities. Therefore, it must be artificially improved and recreated to enhance its quality and utility.
(1) Gyártási folyamat
① Fusion method
- Crush the amber fragments into fine powder, use a heavy selection method to remove impurities, and purify the powder.
- Place the purified powder into a container and heat it to 200-250℃ under inert gas using far-infrared heating, causing the powder to melt into liquid.
- After the powder melts, control the constant temperature, stop heating, and slowly cool down. Once it condenses into a block, remove it to obtain reconstituted Amber. It can also be cast into a shaped mold to condense into the desired shape of jewelry.
- During the welding process, various animal images, plant, or other decorative patterns can be added during the welding process to enhance its aesthetic appeal.
② Sintering method
- Pour the pure amber powder into a container (or mold).
- Apply pressure to about 2.5 MPa and maintain a temperature below the melting point of Amber to form blocks (or shapes).
- During sintering, binders, colorants, or fragrances may also be added.
- Sintered Amber requires a lower temperature and a longer sintering time to achieve uniform, transparent amber jewelry without flowing structures.
(2) Process characteristics
If no other chemical substances are added during the reconstruction process, Reconstructed Amber is basically the same as natural Amber because neither the chemical composition nor the internal structure has changed. If foreign substances are added or certain defects in the production process during reconstruction, reconstructed Amber may differ from natural Amber (Table 5-1).
Table 5-1 Comparison of Characteristics between Reconstructed Amber and Natural Amber
| Jellemzők | Természetes borostyán | Rekonstruált borostyán |
|---|---|---|
| Színes | Yellow-orange and brown-red are both present | Többnyire narancssárga vagy narancsvörös |
| Break | Shell-shaped, with grooves perpendicular to the shell pattern | Kagyló alakú |
| Szerkezet | Sima felület | Granular structure with a surface exhibiting an uneven orange peel effect |
| Density (g/cm3 ) | 1.05 ~ 1.09 | 1.03 ~ 1.05 |
| Capsule | Plant and animal remains, mineral impurities, round bubbles | Clean and transparent, with aggregated un-dissolved substances, bubbles arranged in a flattened elongated orientation |
| Szerkezet | Has tree-like growth rings or radial textures | Early with a flowing structure, new style with syrup-like swirling structure |
| Ultraibolya fluoreszcencia | Light blue-white, light blue, or pale yellow fluorescence | Bright white-serious blue fluorescence |
| Oldható | No reaction when placed in diethyl ether | Becomes soft after a few minutes in diethyl ether |
| Aging characteristics | Darkens due to aging, appearing slightly red or brownish | Turn white due to aging |
① Welded Amber
Reconstructed Amber was produced using the welding method. Due to the amber powder melting at a higher temperature and becoming a viscous liquid will generate a vortex-like flow and many bubbles during the manual mixing. This phenomenon is retained during condensation, becoming a distinguishing feature of welded Amber.
Suppose certain additives, bonding agent, colorants, and insects, plants, or sand fragments are added during the welding process. In that case, it will complicate the composition of reconstructed Amber and diversify the inclusions. Therefore, the differences between welded Amber and natural Amber is:
- Color: golden yellow, yellow-orange, and various other colors.
- Fluorescence: Exhibits a distinct chalky blue fluorescence.
- Inclusions: Upon magnified inspection, fused Amber often shows obvious flow structures, with clear layers interspersed, containing blurred outlines of un-melted materials and bubbles of varying sizes that are oval, round, or elongated, irregularly distributed throughout the Amber, dense and small. Bubbles can also explode during heat treatment, forming lily pad-like inclusions inside the Amber.
- Transparency: Fresh reconstructed Amber is all transparent.
- Imitation of insect amber: In the molten state of reconstructed Amber, people often add some insects to imitate insect amber. However, the insects included showing no signs of “a dying struggle.”
② Sintered amber
Reconstituted Amber produced by the pressing method has a special deformed granular structure because the amber powder is pressed and formed under high pressure and low temperature (below the melting point of Amber), resulting in only plastic deformation of the powder, which tightly aggregates together, or adheres to each other due to the addition of a binder. The identification characteristics of Sintered amber are as follows:
- Color: Mostly orange-yellow and orange-red.
- Density: 1.03-1.05 g/cm3 , lower than natural Amber.
- Fracture: Shell-like fracture.
- Structure: Granular structure, with a surface exhibiting an uneven orange peel effect.
- Optical properties: Abnormal birefringence often appears under a polarizing microscope.
- Fluorescence: There is often uneven blue-white fluorescence, with granular structures visible under ultraviolet light. When observing samples with dark red thread-like distributions, filamentous bodies can be seen along the boundaries of the particles.
- Inclusions: Contains bubbles and blurred outlines of un-melted powder grains.Dark reddish filaments are characteristic of Sintered amber, and their morphology is similar to that of capillaries, which are filamentous, nebulous, and lattice-like. This red color is a thin layer of red oxide film formed on the surface of Amber due to oxidation. Although natural amber can also have fissures that are oxidized and red, they are dendritic along the fissures rather than along the edges of the grains.
- Aging characteristics: It appears whitish, unlike natural Amber, which darkens due to oxidation and presents a slight red or brownish color.
2.2 Reconstructed turquoise
The elegant and stunning turquoise is a traditional gemstone loved by people from ancient to modern times, domestically and internationally. Because it resembles a pine cone and is close in color to pine green, it is also called “pine stone.”
There are many varieties of turquoise. They can be classified by color into sky blue, deep blue, light blue, blue-green, green, yellow-green, light green and colorless varieties; by production state, they can be divided into crystal turquoise, dense block turquoise, block turquoise, dyed turquoise, and veinlet turquoise. It is also called iron line turquoise if it contains fine vein-like black iron or carbon. The turquoise produced in ancient Persia is called “Turkish jade” in the West.
(1) Reproduction process
There are two types of reconstructed turquoise on the market.
① Sintering method
The reconstructed turquoise produced by Gilson was introduced in 1972. It is made by crushing some natural turquoise scraps or low-quality turquoise and mixing them with copper salts or blue metal salts, then pressing them at a certain temperature. There are two types of reconstructed turquoise produced by the sintering method available on the market: one is made from relatively pure turquoise powder, and the other is made by adding a matrix containing turquoise from surrounding rocks to the turquoise powder.
② Welding method
The production of reconstructed turquoise using the welding method involves a ceramic firing process. The turquoise powder is formed through sintering. This reconstructed turquoise is very similar to natural turquoise.
(2) Craft Characteristics
① Structure
It looks very much like blue ceramic, with a typical granular structure. Under a magnifying glass, clear particle boundaries and deep blue dye particles in the matrix can be seen.
② Density
The density of reconstructed turquoise is not fixed; its density depends on the amount of binder contained. According to the American Gemological Institute, its density can be one of three values: 2.75 g/cm3, 2.58 g/cm3, 2.06 g/cm3.
③ Infrared Spectroscopy
It has a typical 1725 cm-1 absorption peak. 1470 cm-1, 1739 cm-1, 2863 cm-1, 2934 cm-1 These peaks may be caused by synthetic resin materials used as binders. (See Figure 5-1)
④ Micronization tests
Part of the recycled turquoise contains blue copper salts, can be dissolved in hydrochloric acid, the blue color will soon become a light greenish-blue, cotton ball dipped in hydrochloric acid can be stained white cotton ball is blue. In 2002, a type of imitation turquoise product appeared on the market. Tests showed that it was made from magnesium ore (MgCO3) as the matrix, pressed with organic dyes and adhesives at 500-600 atmospheric pressure. The dye was originally organic but is now replaced by inorganic coloring agents.
2.3 Reconstructed nephrite
In recent years, the “White Jade Carving Brand” has appeared in the market and is very popular, with buyers flocking to it. Its appearance is indistinguishable from white jade, and its price is not high; it belongs to reconstructed nephrite.
(1) Gyártási folyamat
White tremolite is crushed, mixed with a binder, and formed into a solid appearance through heating and pressing. It can also be molded in a die.
(2) Process Characteristics
① Magnification Inspection
Reconstructed nephrite has a fine, powdery, granular structure different from natural nephrite. The color is uniform, the interior is clean.
② Density and Hardness
Both are slightly lower than natural nephrite.
③ Infrared Absorption Spectrum
There is an absorption peak of the binder.
2.4 Reconstructed Jade
In the Guangzhou jewelry market in 2002, a kind of jade pieces and beads and necklaces accessories appeared. After detailed inspection, it was found to be a reconstructed jade product made from green opaque jade fragments bonded with glass glue. The identification features are as follows:
(1) Appearance Characteristics
① Colorless root
Green, emerald green, or dark green, evenly distributed, with a chaotic color direction, lacking a “color root.”
② Micro-transparent
Almost opaque, only weakly translucent at the edges of the sample and in thinner areas.
③ Agglomeration of fragments
Has a distinct angular granular structure, with varying particle colors and disordered aggregation.
④ Pockmarked Surface
The surface of reconstituted jade pieces is usually well-polished, presenting a glassy luster, but often has small round Pockmarked Surface that differ from the “orange peel effect.”
⑤ Irregular Fracture
The overall fracture is irregular, but it contains shell-like fractures within the irregular fractures.
(2) Internal Features
① High refractive index: Measured at 1.66-1.68, higher than jade.
② Low density: Density is 3.00 g/cm3(static water weighing method), far lower than jade.
③ Fracture structure: Composed of fragments of varying sizes and cementing material, clearly visible under reflected light, resembling sedimentary rock with high-luster jadeite fragments and low-luster cementing material, and small bubbles can be seen in the cementing material.
④ Foreign substance addition: Chemical analysis contains PbO, ZnO component, with PbO content reaching around 7%.
2.5 Other reconstructed gemstones
Various types of reconstructed jewelry and gemstones have appeared in the market. These include reconstructed lapis lazuli, reconstructed Alabaster, reconstructed siliceous jade, and reconstructed synthetic spinel, among others.
For example, synthetic spinel particles are fused into a whole appearance using the welding method to imitate lapis lazuli. It presents a bright blue color, with an even color distribution and a granular structure, which may contain small yellow spots resembling pyrite. This reconstructed synthetic spinel that imitates lapis lazuli has a luster stronger than that of lapis lazuli, good polish ability, and appears bright red under a Charles filter, with a refractive index of 1.72, density 3.52 g/cm3, and typical cobalt absorption spectra visible in the red, green, and blue regions when observed with a spectroscope.
