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보석을 개선하는 3가지 기술
개선 원칙과 개선 기법의 분류에 대해 알아보기
보석의 개량은 사람들이 특정 과학 기술과 가공 기술을 사용하여 색상, 투명도, 광택, 내구성 등 저품질 보석의 물리적 특성과 화학적 안정성을 변경하여 장식 효과와 경제적 가치를 향상시키는 수단입니다.
개량된 보석을 개량 보석이라고 합니다. 인위적으로 개량된 제품 또는 최적화된 보석 처리라고도 합니다. 그러나 이름과 상관없이 더 이상 원래의 천연 원석이 아니기 때문에 인조 보석으로 분류해야 합니다.
우물형 용광로(a)와 튜브 용광로(b)의 개략도(K. Nassau, 1984)
목차
섹션 I 보석 개선의 원칙
대부분의 천연 보석에 존재하는 다양한 결함을 제거하여 보석의 아름다움, 내구성, 사용성을 향상시키는 것이 보석 개량의 원칙입니다. 따라서 보석 개량과 개량된 보석의 판매는 실용주의와 진실 추구라는 원칙을 준수해야 합니다.
1. 개선의 원칙
인위적으로 개량된 보석은 자연적으로 형성된 보석과 마찬가지로 고유한 특성과 평가 기준이 있습니다. 개량 보석은 천연 보석의 고유한 물리적, 화학적 특성과 공정 유형을 가지고 있을 뿐만 아니라 개량 과정에서도 고유한 특징을 가지고 있습니다. 다양한 천연 보석은 다양한 방법으로 개량된 후 서로 다른 특성을 나타내지만, 모든 인위적으로 개량된 보석에는 공통적인 평가 요건이 있습니다.
(1) 미적 매력
보석의 가치는 아름다움에 있고 아름다움은 색채에 있습니다. 아름다움을 추구하는 것은 물질 세계에서 공통된 열망입니다. 인간, 동물, 식물은 물론 보석, 옥, 독특한 돌 등 모든 존재는 의도적이든 의도적이지 않든 자신과 주변 환경을 아름답게 가꿉니다. 사람들이 보석을 좋아하는 이유는 그 아름다운 색채가 정신적, 물질적으로 아름다움을 선사하기 때문입니다.
보석의 아름다움은 내면의 아름다움, 외면의 아름다움, 장인 정신에 반영되어 있습니다. 인위적인 강화의 주된 임무는 보석의 잠재적인 내면의 아름다움을 최대한 드러내거나 가공을 통해 외적인 아름다움과 장인 정신을 향상시키는 것입니다.
(2) 내구성
내구성이란 보석을 인위적으로 개량하여 얻은 이상적인 효과가 일반적인 물리적, 화학적 환경에서 큰 변화를 겪지 않고 안정적으로 유지될 수 있는지를 말합니다. 일반적으로 보석의 개량 효과가 내구성을 갖는지 여부는 개량 과정에서 보석의 화학 성분과 내부 구조의 변화 여부, 첨가된 이물질의 안정성에 따라 달라집니다.
개량된 보석의 안정 기간을 명확하게 정의하는 국가는 없습니다. 착용자의 입장에서는 적어도 착용 기간 동안 큰 변화 없이 안정 기간이 길수록 좋습니다. 개량 보석의 경제적 가치는 유사한 천연 보석보다 낮기 때문에 정상적인 환경 조건에서 10년 이상 내구성을 유지해야 합니다.
(3) 안전
무해한
개량 보석은 착용 및 취급을 목적으로 하며 사람의 피부와 접촉하는 경우가 많습니다. 개량 원석의 유해 물질이 지정된 안전 한도를 초과하면 인체에 해를 끼칠 수 있습니다. 특히 개량 과정에서 화학 반응과 방사능 조사 후 일부 유해 화학 물질 (피부를 자극하는 염분 및 독성 염료)과 잔류 방사능은 인체에 심각한 해를 끼칠 수 있습니다. 따라서 개량된 원석에 남아있는 유해 물질은 안전한 수준에 도달할 때까지 시장에 출시해서는 안 됩니다.
오염 없음
보석 개량 과정에 사용되는 화학 염료는 안정성이 우수하고 피부나 옷 등 다른 소재에 얼룩이 생기지 않습니다. 또한 보석 개량 과정에서 유해 가스 및 기타 폐기물이 발생하는 경우가 많습니다. 보호가 불충분하면 환경을 오염시킬 수 있습니다.
안전
보석 세공 과정에서 고강도 방사선, 용광로에서 발생하는 고압 전류, 폭발성 및 인화성 화학 반응물, 독성 및 유해 가스, 미세먼지는 생산 직원에게 심각한 위험을 초래할 수 있습니다.
2. 개선 규칙
보석 및 보석의 외관(색상, 선명도 또는 특수 현상), 내구성 또는 사용성을 개선하는 데 사용되는 모든 방법은 절단 및 연마를 제외하고 최적화 및 처리의 두 가지 범주로 나뉩니다.
(1) 최적화
이는 보석의 잠재적인 아름다움을 향상시키기 위해 사람들이 널리 사용하는 전통적인 방법을 말합니다. 최적화에 속하는 방법에는 열처리, 표백, 왁싱, 무색 오일에 담그기, 염색(마노 및 칼세도니 등) 등이 있습니다. 최적화 보석의 이름은 보석의 이름을 직접 사용할 수 있으며, 식별 인증서에 주석을 달 필요는 없습니다. 예를 들어 미얀마, 스리랑카산 실크 같은 내포물이 있는 하늘색, 회청색 사파이어는 환원 조건에서 열처리 후 아름다운 청사파이어로, 브라질산 무색 또는 황색 토파즈는 방사선 조사 및 열처리 후 블루 토파즈로, 콜롬비아산 중저급 에메랄드는 무색 오일에 담가 미세 균열을 감추고 투명도를 향상시킬 수 있으며 가장 오래된 칼세도니와 마노 등은 염색을 하면 설명 없이 천연 제품으로 판매할 수 있습니다.
(2) 치료
사람들이 아직 받아들이지 않는 비 전통적인 방법을 말합니다. 이러한 방법에는 유색 오일에 담그기, 충전(유리 충전, 플라스틱 충전 또는 기타 단단한 재료로 충전), 왁싱(청록색의 경우), 염색, 방사선 조사, 레이저 드릴링, 코팅, 확산, 고온 고압 처리 등이 포함됩니다. 처리된 보석의 경우 해당 보석 이름 뒤에 괄호 안에 "처리"라는 단어를 추가하여 이름을 표시하며, 구체적인 처리 방법은 식별 증명서에 기재해야 합니다. 현재의 일반적인 감별 기술로는 보석이 처리되었는지 여부를 확인할 수 없는 경우를 가정해 보겠습니다. 이 경우 보석 이름 뒤에 표시하지 않을 수 있지만, 반드시 설명 메모를 추가해야 합니다.
또한 국가 표준에서는 인위적으로 처리된 합성 보석은 합성 보석의 기본 명칭을 사용하여 직접 명명할 수 있도록 규정하고 있습니다. 관련 규정은 표 6-1을 참조하세요.
표 6-1 보석 처리 및 식별 기능에 대한 일반적인 개선 방법
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 다이아몬드 | 레이저 드릴링 | 순도 향상 | 눈에 보이는 흰색 관형 물체, 레이저 구멍, 무색 충전재가 거의 없음 | 치료 |
| 코팅 처리 | 색상 및 내마모성 개선 | 코팅은 벗겨질 수 있으며 칼이나 바늘로 긁어 낼 수 있습니다. 코팅은 대부분 세분화 된 구조로 1500cm입니다.-1 피크의 폭이 증가합니다. | 치료 | |
| 충전 처리 | 색상 개선 | 충전 균열은 다양한 반짝임 효과를 나타내며, 어두운 부분은 주황색-노란색 또는 자주색에서 자홍색-적분색 등으로, 밝은 부분은 파란색에서 청록색, 녹색-노란색, 노란색 등의 반짝임이 나타납니다. 필러에는 기포, 응집성 물질 또는 안개와 같은 구조, 흐르는 구조 등이 포함될 수 있습니다. 투명도가 감소하고 불완전하게 채워져 있을 수 있습니다. | 치료 | |
| 열 조사 처리 | 색상 개선 | 오일에 담그면 컬러 다이아몬드는 파빌리온에 컬러 밴드와 반점이 우산 모양으로 분포되어 나타납니다. 594nm, 699nm 흡수선을 볼 수 있으며 짙은 녹색 다이아몬드는 741nm 흡수선을 가질 수 있습니다(저온에서). 이 방법은 색상 변환 원리에 따라 밝은 색상의 보석을 어두운 색으로 변경하는 데 자주 사용됩니다. | 치료 | |
| 고온 및 고압 처리 | 색상 개선 | 눈에 보이는 안개와 같은 내포물은 일반적으로 감지하기 어렵습니다. 라만 분광법은 637nm에서 뚜렷한 흡수 피크와 575nm에서 여기 스펙트럼을 보여줍니다. 격자 구조의 변화로 인해 색이 변합니다. | 치료 | |
| Ruby | 열처리 | 색상 개선 | 고체 내포물 주위에 벗겨지고 고리 모양의 응력 균열이 나타나며, 섬유질 및 바늘 모양의 내포물이 간헐적인 백색 안개 형태로 나타납니다. 음의 결정은 침식 흔적이나 둥근 모양을 보이며, 쌍둥이 패턴과 지문과 같은 내포물도 볼 수 있습니다. 격자 모양의 색상 블록, 고르지 않은 확산 후광 및 포켓마크가 있습니다. | 최적화 |
| 유색 오일에 담근 | 색상 향상 | 균열에는 다채로운 간섭 색상과 세밀한 침전물이 있습니다. 균열에 색이 집중된 표면 기름 얼룩이 보이고 흐름 패턴을 관찰할 수 있습니다. 형광등 아래에서는 주황색과 노란색 형광을 발산할 수 있습니다. | 치료 | |
| 염색 | 색상 향상 | 눈에 보이는 색상이 균열에 집중되어 있고 표면 광택이 약하며 다색성에 이상이 있으며 아세톤으로 닦으면 주황색-적색 형광을 보일 수 있습니다. | 치료 | |
| 확산 처리 | 별빛 효과 향상 또는 생성 | 표면의 색상 분포가 고르지 않고 별 선이 균일하며 이색성이 흐려지고 색 반점이 적색 형광을 방출하며 굴절률 1.78-1.79(1.80), 처리 전 균열이나 구덩이의 가장자리 또는 내부에 색이 집중될 수 있으며 내부 특성은 열처리 단계의 특성과 유사합니다. | 치료 | |
| 충전 처리 | 투명성 향상 | 눈에 보이는 균열이나 표면 공동의 유리 충전재, 잔류 기포, 약한 광택; 루비와 구성 구조가 다르며 적외선 또는 라만 분광법으로 충전재를 식별할 수 있습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 사파이어 | 열 치료 | 색상 개선 | 루비의 열처리 구조와 유사합니다. 격자 모양의 컬러 스팟, 원래 컬러 밴드, 컬러 스팟 가장자리가 흐려지고 450nm 흡수 밴드가 없습니다. | 최적화 |
| 확산 | 색상 향상 또는 별 모양 효과 제작. | 오일 침수 또는 산란광 아래에서는 융기 또는 균열의 가장자리에 색이 집중되어 고르지 않고 그물처럼 보입니다. 또는 구덩이 및 기타 결함의 가장자리와 내부에 집중되어 있으며, 별 모양의 개재물은 가늘고 곧고 바늘 모양의 개재물은 표면에 집중되어 있으며 단파장 빛 아래에서 청백색 또는 청록색 형광이 가능하며 450nm 흡수 대역이 없을 수 있습니다. | 치료 | |
| 조사 | 색상 개선 | 무색, 연한 노란색 및 일부 연한 파란색 사파이어는 조사 후 진한 노란색 또는 주황색 노란색을 생성할 수 있으며, 이는 매우 불안정하고 기존 기기로는 치료 기준을 결정하기 어렵습니다. | 치료 | |
| 에메랄드 | 무색 오일에 담그기 | 색상 개선 | 균열에 무색 또는 밝은 노란색 간섭 색상이 보입니다. 긴 파도 아래에서 황록색 또는 녹황색 형광으로 나타나며, 가열하면 "땀을 흘립니다". | 최적화 |
| 유색 오일에 담근 | 색상 향상 | 균열에 녹색 반사, 아세톤에 의한 퇴색. 장파장에서 황록색 또는 녹황색 형광. | 치료 | |
| 충전 처리 | 색상 내구성 향상 | 필러는 균열을 따라 분포되어 있으며 녹색으로 반사되고 안개가 자욱하며 거품과 흐르는 구조로 나타나며 뜨거운 바늘로 찌르면 "땀을 흘리며" 아세톤으로 용해될 수 있습니다. | 치료 | |
| 아쿠아 마린 | 열처리 | 색상 개선 | 철에 의해 청록색, 노란색, 녹색, 열처리 후 파란색으로 변할 수 있으며 안정적이며 기존 기기로는 측정 할 수 없습니다. | 최적화 |
| 캣츠아이 | 조사 | 컬러 및 아이라인 개선 | 기존 기기는 감지하기 쉽지 않습니다. | 치료 |
| Beryl | 열처리 | 색상 개선 | 일반적으로 모가나이트의 색상 처리에 사용되며 노란색 톤을 제거하여 순수한 분홍색을 생성합니다. 400℃ 이하에서는 안정적이며 일반 기기로는 감지하기 쉽지 않습니다. | 최적화 |
| 조사 | 색상 변경 | 무색, 연분홍색에서 노란색(250℃ 이하에서 안정적) 또는 파란색으로 변화하며, 종종 감지하기 어렵습니다. 조사된 청색 베릴은 688nm, 624nm, 578nm, 560nm 등에 흡수 대역이 있습니다. | 치료 | |
| 코팅 | 녹색으로 표시 | 녹색 필름이 분리된 것을 확대해서 볼 수 있습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 토르말린 | 열 치료 | 색상 개선 | 어두운 가열은 녹색에서 청록색, 분홍색 또는 빨간색 가열은 무색, 주황색 가열은 노란색, 갈색 및 보라색 가열은 파란색, 안정적이며 측정할 수 없음 | 최적화 |
| 무색에 담그기 오일 | 외관 개선 | 균열에 기름이 잠겨 있습니다. | 최적화 | |
| 염색 | 외관 개선 | 염료를 사용하여 틈새를 뚫고 빨간색, 분홍색, 보라색 등으로 물들입니다. 아세톤은 색이 바랠 수 있습니다. | 치료 | |
| 채우기 | 외관 및 내구성 향상 | 표면의 빈 공간과 균열을 레진으로 채우기. 표면 광택의 눈에 띄는 차이, 때때로 크레바스나 빈 공간에 기포가 보입니다. | 치료 | |
| 조사 | 색상 개선 | 연분홍색, 연노란색, 녹색, 파란색 또는 무색은 조사 후 진한 분홍색에서 빨간색 또는 진한 보라색-빨강으로 변하고 노란색에서 주황색-노란색, 녹색 등은 불안정하고 열처리로 인해 퇴색되며 감지하기 어렵습니다. | 치료 | |
| 지르콘 | 열처리 | 색상 개선 | 거의 모든 무색 및 청색 지르콘은 열처리를 통해 생산되며 빨간색, 갈색, 노란색 등을 생산할 수도 있습니다. 일반적으로 안정적이지만 일부는 빛에 노출되면 색이 변할 수 있습니다. 표면이나 가장자리에 균열과 작은 구멍이 자주 발생합니다. | 최적화 |
| 토파즈 | 열처리 | 핑크 제작 | 노란색, 주황색, 갈색은 가열하면 분홍색 또는 빨간색으로 보일 수 있습니다. 안정적, 측정 불가 | 최적화 |
| 조사 | 녹색, 노란색, 파란색 및 기타 색상 생성 | 무색은 열처리를 통해 진한 파란색 또는 갈색 녹색으로 변할 수 있으며, 노란색, 분홍색 및 갈색 녹색은 조사를 통해 색이 진해지거나 불순물을 제거할 수 있으며 대부분 측정할 수 없습니다. | 치료 | |
| 확산 | 파란색 생성 | 무색은 파란색과 청록색으로 나타납니다. 확대하면 패싯 가장자리에 색이 집중되어 보입니다. | 치료 | |
| 쿼츠 | 열처리 | 노란색을 생성합니다. | 어두운 자수정은 밝게 변하고 회색 톤이 제거되고 가열 된 자수정은 토파즈와 녹색 석영으로 변하고 일부 연기가 자욱한 크리스탈은 녹색 황수정으로 변합니다. 색상이 불안정하고 측정할 수 없습니다. | 최적화 |
| 조사 | 보라색 스모키 색상 연출 | 석영은 연기가 자욱한 결정이되어 측정 할 수 없으며 형석은 색이 깊어지고 안정적이며 측정 할 수 없습니다. | 치료 | |
| 염색 | 모조 보석의 경우 | 염료에 담가서 착색하는 크랙 패턴을 담금질합니다. 확대 검사 결과 균열에 염료가 농축되어 형광을 발산하는 것을 볼 수 있습니다. | 치료 | |
| 장석(월장석, 아마존석, 선석, 래브라도석) | 코팅 | 외관 개선 | 파란색 또는 검은색 코팅으로 덮어 무지개 빛깔의 효과를 만듭니다. 코팅 벗겨짐은 확대해서 볼 수 있습니다. | 치료 |
| 왁싱 | 외관 개선 | 표면의 갈라진 부분과 틈을 메우는 데 사용됩니다. 중간 정도의 안정성. 열침으로 왁스 녹이기, 적외선 분광 측정 가능 | 치료 | |
| 조사 | 모조 보석에 사용 | 흰색 마이크로 클라인은 희귀하고 감지하기 어려운 파란색 아마존 나이트가되도록 처리 할 수 있습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 스카폴라이트 | 조사 | 색상 개선 | 무색 또는 노란색이 자주색으로 변하고 불안정하며 빛에 따라 완전히 사라집니다. | 치료 |
| 탄자나이트 | 열처리 | 보라색 생성 | 갈색 톤의 일부 크리스탈은 보라색-파란색을 띠고 안정적이며 측정할 수 없습니다. | 최적화 |
| 피록센(스포두멘 등) | 조사 | 색상 개선 | 일반적으로 스포두멘에 사용되는 무색 또는 거의 무색인 것은 분홍색, 자주색 톤은 짙은 녹색으로 변하며 가열하거나 빛에 노출되면 약간 희미해집니다. 방사선을 조사하여 생성되는 색상에는 잔류 방사능이 있는 노란색, 황록색 스포두멘이 있으며 안정적이고 검출하기 어렵습니다. 밝은 노란색은 자연적으로 존재하는 색이 없습니다. | 치료 |
| 안달루사이트 | 열처리 | 색상 개선 | 녹색을 가열하여 생성된 분홍색, 안정적이며 측정할 수 없는 녹색 | 최적화 |
| Euclase | 조사 | 색상 개선 | 무색 표본은 파란색 또는 연한 녹색으로 나타날 수 있으며 안정성이 불확실하고 감지하기 쉽지 않습니다. | 치료 |
| Calcite | 염색 | 색상 개선 | 다양한 색상으로 염색 가능, 찢어진 이음새에 염료가 보입니다. | 치료 |
| 왁스 침지 또는 접착제 주입 | 외모 개선, 예방 | 표면은 기름기가 많은 광택이 있고 녹기 쉬우 며 뜨거운 바늘로 감지 할 수 있습니다. | 치료 | |
| 조사 | 색상 생성 | 파란색, 노란색 또는 연한 보라색을 생성합니다. 일부 색상은 희미해져 쉽게 감지되지 않을 수 있습니다. | 치료 | |
| Jade | 열처리 | 빨간색과 노란색을 생성합니다. | 연한 갈색 또는 무색은 갈색, 갈색을 띤 노란색, 붉은색은 건조한 느낌을 줍니다. 감지하기 어렵습니다. | 치료 |
| 표백, 왁싱 | 외관 개선 | 산 세척 후 왁스에 담급니다. 표면은 왁스 광택이 있고 가열하면 왁스가 방출되며 청백색 형광이 있습니다. | 치료 | |
| 표백, 채우기 | 외관, 내구성 향상 | 수지 광택, 바닥이 흰색으로 변하고 색상이 노란색으로 변함. 원래 색상 방향 손상, 표면에 오렌지 껍질 효과(또는 없음), 입자 파손, 분열 불일치, 채널형 구조 참조, 광택 표면이 미세한 균열, 구조 느슨함, 밀도 3.00-3.34g/cm.3 굴절률 1.65 (포인트 측정), 2400-2600cm가 있습니다.-1,2800-3200cm-1 강한 흡수 피크, 종종 형광이 있습니다. | 치료 | |
| 염색 | 밝은 녹색 생성 | 염료는 입자 간격을 따라 그물망 같은 패턴으로 분포하며, 크롬 염 염료의 흡수 대역은 650nm인 경우가 많습니다. 일부 안료는 컬러 필터 아래에서 빨간색으로 표시되는 반면 다른 안료는 반응이 나타나지 않을 수 있습니다. 일반적인 인공 균열 패턴. | 치료 | |
| 코팅 | 녹색 생성 | 낮은 굴절률, 약한 표면 광택, 입자 없음, 650nm에서 눈에 보이는 흡수 피크가 있습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 연옥 | 왁스 침지 | 외관 개선 | 표면 균열을 무색 왁스나 파라핀으로 채웁니다. 열로 녹일 수 있습니다. 적외선 분광기는 유기 물질의 흡수 피크를 보여줍니다. | 치료 |
| 염색 | 생생한 색상 연출 | 일반적으로 녹색으로 염색되며, 염료가 입자 간격을 따라 분포되어 있습니다. 흡수 스펙트럼은 650nm에서 피크를 나타냅니다. | 치료 | |
| Opal | 무색 오일 참고 | 외관 개선 | 무색 오일 또는 무색 비고체 물질. 눈에 보이는 비정상적인 후광, 반짝임 효과, 감지하기 어려움 | 치료 |
| 색칠하기 | 색상 변경 강화 | 염료는 종종 틈새에 과립 형태로 축적되어 물에 노출되면 색이 변합니다. | 치료 | |
| 플라스틱 충전 | 외관 개선 | 유색 또는 무색 플라스틱, 저밀도 1.90g/cm3검은색의 미세한 선이 특징이며 때로는 불투명한 금속성 작은 물체가 보일 수 있습니다. | 치료 | |
| 코팅 | 색상 변경 개선 | 검은색 소재를 기판으로 사용합니다. 확대하여 관찰할 수 있으며 미세한 바늘 끝으로 각인할 수 있습니다. | 치료 | |
| 규암 | 염색 | 모조 보석에 사용 | 다양한 색상을 가질 수 있습니다. 염료는 입계 균열을 따라 분포하며 가시 스펙트럼(녹색 스펙트럼)에서 650nm에서 흡수 피크가 발생합니다. | 치료 |
| 칼세도니 | 열처리 | 색상 개선 | 고른 색상, 밝고 감지하기 쉽지 않음 | 치료 |
| 염색 | 생생한 색상 연출 | 다양한 색상이 있을 수 있습니다. 염료는 균열을 따라 분포하며, 녹색으로 염색된 염료는 645nm, 670nm 흡수 대역을 가질 수 있습니다. | 치료 | |
| 서펜티넥스 | 왁스 침지 | 외관 개선 | 일반적으로 더 안정적인 무색 왁스로 균열이나 틈새를 채우십시오. 뜨거운 바늘로 찌르면 왁스 광택이 "땀"을 흘립니다. | 최적화 |
| 염색 | 생생한 색상 연출 | 균열을 따라 염료가 분포된 다양한 색상이 있으며, 녹색으로 염색된 제품은 650nm 흡수 대역폭을 가질 수 있습니다. | 치료 | |
| 청록색 | 왁스 침지 | 심화 색상 | 작은 모공을 봉합하는 데 사용됩니다. 뜨거운 바늘은 밀도가 낮고 왁스 광택이 나는 왁스를 녹일 수 있습니다. | 치료 |
| 채우기 | 색상, 내구성 향상 | 무색 또는 유색 플라스틱 또는 금속이 첨가된 에폭시 수지와 같은 재료. 저밀도(2.4-2.7g/cm3), 낮은 경도(3-4). 열침은 유기 물질을 녹일 수 있고 적외선 분광기는 유기 물질을 확인할 수 있으며 불규칙한 플레이크는 확대하여 관찰할 수 있습니다. | 치료 | |
| 염색 | 색상 심화 | 검은색 액체 구두약 및 기타 재료. 색상이 깊고 부자연스럽고 색상 층이 얕고 떨어지기 쉬우며 암모니아로 씻어 낼 수 있으며 뜨거운 바늘로 녹일 수 있습니다. 어두운 색상의 인쇄물을 시뮬레이션하는 데 사용됩니다. | 치료 | |
| 청금석 | 왁스 침지 또는 무색 오일 | 외관 개선 | 왁스 층이 벗겨지기 쉽습니다. 균열에 기름이 쌓이고 뜨거운 바늘로 찌르면 "땀을 흘립니다." | 최적화 |
| 염색 | 외관 개선 | 균열을 따라 퍼진 색은 아세톤, 알코올 또는 묽은 염산으로 닦아낼 수 있습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 말라카이트 | 왁싱 | 외관 개선 | 표면의 왁스를 균열에 담그면 뜨거운 바늘이 왁스를 녹일 수 있습니다. | 최적화 |
| 채우기 | 내구성 향상 | 플라스틱이나 레진으로 균열을 채웁니다. 확대해서 보면 뜨거운 바늘로 녹일 수 있는 필러가 보입니다. | 치료 | |
| Marble | 염색 | 모방에 사용 | 다양한 색상으로 제공되며, 염료는 확대해서 볼 수 있습니다. 시약은 색을 닦아낼 수 있으며 색이 틈새에 집중됩니다. | 치료 |
| 활석 | 염색 | 다양한 색상 연출 | 균열에 염료가 축적되어 확대하여 볼 수 있으며 시약이 색을 닦아냅니다. | 치료 |
| 코팅 | 외관 개선, 균열 은폐 | 플라스틱 또는 왁스와 같은 재료로 표면 균열과 광택 자국을 덮어 경도를 높입니다. 필름이 벗겨지기 쉽고 만지면 따뜻하고 끈적끈적한 느낌이 듭니다. | 치료 | |
| 형석 | 열처리 | 색상 개선 | 종종 검은색과 진한 파란색을 파란색으로 안정적으로 처리합니다. 300℃ 이상의 침수 열을 피하고 감지하기 어렵습니다. | 최적화 |
| 조사 | 색상 개선 | 무색은 보라색으로 변하고 녹색은 형광을 띕니다. 쉽게 변하고 불안정하며 감지하기 쉽지 않음 | 치료 | |
| 채우기 | 색상 개선 | 가공 중 균열이 생기지 않도록 플라스틱이나 수지로 표면 균열을 메우고 확대해서 볼 수 있도록 하고 뜨거운 바늘로 녹입니다. | 치료 | |
| 하울라이트 | 염색 | 색상 향상 | 쉽게 착색되며 녹색(청록색 모방), 파란색(청금석 모방) 및 기타 색상으로 염색할 수 있습니다. 색상이 자연적으로 분산되지 않고 네트워크 균열에 집중되어 있으며, 확대해서 볼 수 있고 희미해질 수 있습니다. 찰스 필터에서는 분홍색 또는 빨간색으로 나타납니다. | 치료 |
| 오리엔탈 재스퍼 | 채우기 | 빨간색 추가 | 접착제 또는 레진은 붉은 색소 또는 진사 가루를 균열이나 구덩이에 채우고 건조 후 레진 층을 도포합니다. 표면은 왁스 또는 기름기가 있는 광택이 있습니다. "피" 색상은 단색이며 대부분 이음새나 구덩이를 따라 분포합니다. 염료 입자가 접착제에 완전히 떠 있지 않습니다. 색상이 밝고 선명하며 촉감이 따뜻하고 경도가 높고 밀도가 낮으며 가열하면 탄화될 수 있습니다. | 치료 |
| 코팅 | 외관 개선, 빨간색 추가 | 진사 가루 또는 빨간색 안료를 접착제와 섞어 표면에 발라 "혈색"을 강화합니다. 확대해서 보면 "피" 색이 투명 층에 떠다니는 것을 볼 수 있으며 가끔 붓 자국이 있고 아쿠아 리커버를 떨어뜨려도 필름이 생기지 않습니다. | 치료 | |
| 쇼우산 돌 | 열처리 | 염색 개선 또는 변경 | 흡연 또는 화학 약품 바베큐 또는 일정한 온도 가열로 표면을 검은색 또는 빨간색으로 처리하고 균일하고 완전한 색상 분포로 얕은 표면에만 균열이 생기고 수분 보유력이 떨어지며 "무 무늬"가 없습니다. | 최적화 |
| 염색 | 노란색, 적갈색 및 진한 빨간색 생성 | 삶거나 염색하는 등의 방법으로 황색 또는 적색에서 진한 적색으로 염색하여 들노랑 돌을 모방합니다. 표면은 염색되고 내부는 흰색(돌가루)이며 무늬가 없이 균열이나 구멍에 집중되어 염색이 고르지 않고 부자연스럽습니다. 염색제는 아세톤으로 퇴색을 유발합니다. | 치료 | |
| 코팅 | 외관 개선 | 노란색 돌 가루와 에폭시 수지를 골고루 섞어 표면에 발라 필드 옐로우 스톤을 모방 한 인조 돌 베니어를 만듭니다. 표면이 특이한 광택을 띠고 긁히기 쉬우며 긁힌 돌가루는 노란색으로 보입니다. 돌은 비교적 건조하고 "무 무늬"가 없으며 필름이 벗겨지기 쉽습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| 천연 진주 | 표백 | 색상 및 외관 개선 | 진주 표면의 불순물을 제거합니다. 과산화수소, 염소 가스, 형광 미백과 같은 처리 방법은 기존 장비로는 감지하기 어렵습니다. | 최적화 |
| 염색 | 검은색과 회색 색상 생성 | 화학적 착색과 중앙 염색 후 연마하는 두 가지 방법이 있습니다. 염료는 표면의 구덩이와 구멍에서 볼 수 있습니다. 아세톤으로 닦으면 색이 바래고 염화은으로 닦으면 검은색으로 변해 은 성분을 감지할 수 있습니다. | 치료 | |
| 양식 진주 | 표백 | 외관 개선 | 진주 표면의 불순물 제거. 과산화수소법, 염소 가스법, 형광 미백법 등의 처리는 기존 장비로는 쉽게 검출할 수 없습니다. | 최적화 |
| 미백 | 색상 개선 | 표백에 기반한 미백제 추가 | 최적화 | |
| 염색 | 컬러 제작 | 천연 진주와 유사합니다. 확대하면 표면에 점과 같은 침전물이 있는 색 반점을 볼 수 있습니다. 묽은 염산이나 아세톤으로 닦으면 염료를 볼 수 있습니다. 긴 파장 아래에서 불활성인 은은 염화은 염색으로 감지할 수 있습니다. 엑스레이 사진에서는 흰색 선이 보입니다. | 치료 | |
| 조사 | 색상 변경 | 검은색, 녹색-검정색, 청색-검정색, 회색 등으로 나타날 수 있습니다. 확대 검사 결과 진주층에 조사 후광이 나타나고 라만 분광기 분석 결과 처리되지 않은 흑진주와의 차이를 확인할 수 있습니다. | 치료 | |
| 코랄 | 표백 | 외관 개선 | 과산화수소는 변색을 제거하고, 체색을 밝게 하며, 기존 기기에서는 감지하기 쉽지 않습니다. | 최적화 |
| 왁스 침지 | 외관 개선 | 왁스는 틈새와 구멍을 메우고, 확대해서 보면 보이고, 뜨거운 바늘로 찌르면 "땀을 흘리며" 형광을 냅니다. | 최적화 | |
| 염색 | 빨간색 생성 | 염료는 성장 밴드를 따라 분포합니다. 염료의 농도는 균열에 고르지 않은 색상 분포로 나타나며 아세톤으로 닦으면 희미해집니다. | 치료 | |
| 채우기 | 색상 및 내구성 향상 | 다공성 산호를 에폭시 수지 또는 유사한 젤과 유사한 물질로 채워 밀도를 낮추고 뜨거운 바늘로 프로빙 할 때 젤이 방출 될 수 있습니다. | 치료 |
| 보석 이름 | 개선 방법 | 개선 효과 | 식별 기능 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| Amber | 열처리 | 심화 색상 | 구름과 같은 호박색을 식물성 기름에 가열하면 투명해져 '수련' 또는 '햇빛' 패턴으로 바늘 모양의 균열이 생기고, 재생된 호박색은 세분화된 구성으로 교반된 구조를 가집니다. 비정상적인 복굴절이 발생하여 백악질의 청색 형광을 나타냅니다. | 최적화 |
| 염색 | 색상 더 진하게 | 모조 진한 적색 호박색, 녹색 또는 기타 색상으로도 제공되며 균열을 따라 눈에 보이는 염료가 분포되어 있습니다. | 치료 | |
| 아이보리 | 표백 | 변색 제거 | 과산화수소와 같은 산화 용액을 사용하여 황변을 제거하여 더 밝게 만들거나 불순물을 제거합니다. 불안정하고 감지하기 어렵습니다. | 최적화 |
| 왁스 침지 | 외관 개선 | 눈에 보이는 표면은 왁스 같은 느낌을 주며 기름기가 있고 매끄럽게 보입니다. 뜨거운 바늘로 측정할 수 있지만 일반적으로 감지하기는 어렵습니다. | 치료 | |
| 염색 | 공예품에 사용 | 고대 상아처럼 보이게 하는 것은 흔치 않은 일입니다. 확대하면 구조적 텍스처를 따라 색상이 집중되거나 점점이 보일 수 있습니다. | 치료 | |
| Shell | 코팅 | 모조 진주(광택) | 진주 에센스 및 기타 재료로 표면을 코팅하여 진주 광택, 모조 진주를 생성합니다. 확대 검사 시 일부 박막이 떨어져 나간 것으로 보이며, 표면이 '그릿' 없이 매끄럽고 광택이 비정상적이며 진주 표면의 독특한 성장 나선형 패턴이 없으며, 대신 높이가 다양한 달걀 껍질의 단조롭고 거친 표면과 내부 층 구조와 유사합니다. | 치료 |
| 염색 | 다양한 색상 연출 | 색상이 표면층에 뜨고 아세톤이 닦아냅니다. | 치료 | |
| 합성 루비 | 담금질 폭발 | 균열 생성 | 모조 천연 루비 | 치료 |
| 유리 | 코팅 | 향상된 광채 | 천연 보석을 모방하여 필름의 일부가 벗겨지는 것을 종종 볼 수 있으며 날카로운 물체에 의해 벗겨 질 수 있습니다. | 치료 |
섹션 II 개선 기법의 분류
보석 강화의 방법은 다양하고 비밀스러운데다 이러한 강화에 대한 대중의 인식 수준도 다양하기 때문에 현재 통일된 분류 체계는 존재하지 않습니다. 필자는 보석 강화 기술을 보석학의 원인 요인에 따라 그룹, 종, 아종의 세 가지 수준으로 나누어 체계적으로 분류할 수 있다고 생각합니다(표 6-4). 여기서 '그룹'은 보석 강화의 물질적 기반, 즉 보석 강화로 이어지는 원인 인자(에너지, 성분 등)를 의미하고, '종'은 원인 인자의 작용 방식을 의미하며, '아종'은 '종'의 세분화로서 구체적인 강화 방법을 나타냅니다.
표 6-4 보석 개선 기술의 분류
| 그룹 | 종 | 하위 종 | 인정 정도 | |
|---|---|---|---|---|
| 그룹 | 종 | 하위 종 | 최적화 | 치료 |
| 에너지 활성화 | 열 에너지 프로세스 | 기존 열처리 방법 | √ | |
| 용융염 전해 처리 방법 | √ | |||
| 조사 프로세스 | 중전하 입자 조사 방법 | √ | ||
| 고에너지 전자 조사 방식 | √ | |||
| 전자기 조사 방법 | √ | |||
| 중성자 조사 방법 | √ | |||
| 열 조사 프로세스 | 열 - 중전하 입자 조사 | √ | ||
| 열 - 고에너지 전자 조사 | √ | |||
| 열 - 전자기 조사 | √ | |||
| 열 - 중성자 조사 | √ | |||
| 화학 반응 | 열 확산 | 분말 패키지 투과 방법 | √ | |
| 소금물 목욕 방법 | √ | |||
| 녹이는 방법 | √ | |||
| 정화 융합 방법 | 강산 및 강염기 정제 방법 | √ | ||
| 정화 융합 방법 | √ | |||
| 화학적 표백 방법 | √ | |||
| 라이트 페이딩 방법 | √ | |||
| 화학적 강수량 | 소금 담그기 방법 | √ | ||
| 컬러 액체 열분해 방법 | √ | |||
| 물리적 수정 | 모공 주입 | 정적 주입 방법 | √ | |
| 열 사출 방식 | √ | |||
| 고압 사출 방식 | √ | |||
| 표면 커버링 | 코팅 방법 | √ | ||
| 도금 방법 | √ | |||
| 호일 적용 방법 | √ | |||
| 불순물 제거 | 레이저 불순물 제거 방법 | √ | ||
1. 에너지 활성화
에너지 활성화는 외부 에너지를 가하여 보석의 외관 특성이 변화하는 것을 말합니다. 보석의 외관 특성의 변화는 주로 보석 자체의 특성과 에너지 적용 조건에 따라 달라집니다.
에너지원과 작용 방식에 따라 열 에너지 공정과 방사선 조사 공정의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
(1) 열 에너지 기술
열처리라고도 하는 열에너지 기술은 보석의 외관 특성을 개선하기 위해 특정 분위기에서 제어된 온도 조건으로 가열(산화 또는 환원)하는 과정입니다.
보석을 가열하면 온도에 따라 물리화학적 특성이 어느 정도 변화합니다. 물리적 변화는 용융, 균열 및 균열 치유로 나타나며, 화학적 변화는 이온 원자가 상태의 변화, 함량 변화, 음이온 장의 변화, 고체 용액의 분리 및 특수 현상의 출현으로 반영됩니다. 이러한 변화는 궁극적으로 색상, 투명도, 선명도, 특수 광학 현상 및 기타 보석 외관 특성, 즉 보석 개선의 목적을 달성하기 위해 반영됩니다. 그러나 열처리 결과는 보석이 형성되는 자연 조건의 복잡성으로 인해 예측할 수 없는 경우가 많습니다. 따라서 원하는 결과를 얻기 위해서는 개선하고자 하는 보석의 물리화학적 특성에 대한 상세한 연구를 바탕으로 다양한 열에너지 기술(온도 제어 조건, 대기, 압력, 첨가제 등)을 사용하여 반복적인 실험을 수행하는 것이 필수적입니다.
열처리의 주요 기능에는 색을 유발하는 이온의 원자가 상태 변경, 불안정한 색 중심 제거, 탈수, 탈결정화, 정제 또는 노화, 색 밴드 제거, 담금질 균열 및 균열 치유 유도, 섬유질 물질 및 어두운 코어 또는 갈색 반점 제거, 결정화 구성의 변화, 융합 재생까지 포함됩니다.
열 공정은 보석의 화학 성분 변화 정도에 따라 일반 열처리와 용융염 전기분해라는 두 가지 일반적인 방법으로 나뉩니다. 열 장치에는 용광로(저항, 염 용해, 연료 용광로), 제어 대기 및 진공 열 용광로가 포함됩니다(그림 6-1). 열원에는 레이저 가열과 전자빔 가열이 포함됩니다. 추가 장비로는 대기 제어 장치(가스 발생기, 암모니아 분해 장치, 진공 시스템), 전력 장비(배전 캐비닛, 송풍기 등), 측정 장비(온도계, 압력계, 유량계, 자동 제어 장비 등), 도가니 및 세척 냉각 장비 등이 있습니다.
열처리에 필요한 온도에 따라 저온(100-200℃), 중온(200-700℃ 내외), 고온(700-1300℃), 초고온(1300℃ 이상)의 4단계로 나눌 수 있습니다. 일반적인 보석의 열처리 조건은 표 6-5에 나와 있습니다.
표 6-5 보석 색상 변화 열처리 조건
| 보석 | 결과 색상 | 열처리 온도(℃) |
|---|---|---|
| 스리랑카 블루 사파이어 | 밝은 황백색 | 400 |
| 스리랑카 퍼플 사파이어 | 핑크 | 450 |
| 세라우나이트(오렌지) | 핑크 | 500 |
| 그린 에메랄드 | 블루(아쿠아마린) | 420 |
| 옐로우 베릴 | 하늘색 흰색 | 400 |
| 오렌지 레드 베릴 | 밝은 분홍색 | 400 |
| 브라운 그린 토르말린 | 핑크 | 400 |
| 다크 레드 토르말린 | 핑크 | 550 ~ 600 |
| 스모키 그린 토르말린 | 더 밝은 녹색 | 600 ~ 650 |
| 청록 토르말린 | 밝은 녹색 | 650 |
| 스모키 쿼츠 | 흰색 | 275 ~ 300 |
| 스모키 옐로우 쿼츠 | 노란색-주황색 | 250 ~ 350 |
| 일부 자수정 | 주황색-노란색 | 500 ~ 575 |
| 청록색 지르콘 | 밝은 파란색 | 380 ~ 500 |
열처리 장비는 보석 열처리를 위한 기본 도구로, 간단하거나 복잡할 수 있습니다. 간단한 열처리 실험은 실험실에서 알코올을 열원으로 사용하거나, 시험관이나 도가니에 보석을 넣고 화염 위에 놓거나, 석탄 난로에서 가열하는 방식으로 수행할 수 있습니다. 이러한 가열 방법의 단점은 고르지 않은 가열, 상당한 손실 및 온도 제어가 불가능하다는 것입니다. 다양한 오븐 (강제 공기 또는 적외선 건조 오븐, 적외선 로스팅 박스)에서 수행 할 수있는 저온 처리와 같은 제어 장치가있는 가열 장비를 사용하는 것이 가장 좋으며,중온 및 고온 열처리는 머플 퍼니스에서 수행 할 수 있습니다.
열처리 공정에서는 온도, 가열 속도, 온도 유지 시간, 냉각 시간 및 속도, 주변 대기 및 첨가제(착색 이온, pH 등)의 제어가 중요합니다. 이러한 요소들이 열 효율을 보장하는 주요 요인입니다. 열처리 전에 시료를 신중하게 선택하고, 처리의 목적과 타당성을 명확히 하고, 처리 장비를 결정하고, 안전에 주의를 기울이고, 무작위성과 위험을 줄이고, 최소한의 노력으로 최대의 결과를 얻는 것이 필수적입니다.
일반 열처리
보석을 고온, 중온, 저온에서 가열하는 것만으로도 내부 발색단 이온의 함량과 원자가 상태가 변하거나 결정의 내부 구조적 결함이 변경되어 보석의 물리적 특성(색상, 투명도, 광학적 특성)이 변화하여 개선됩니다(표 6-6).
표 6-6 열 에너지 프로세스 식별 기능
| 온도 | 향상된 보석 | 내부 특성 | 외부 기능 |
|---|---|---|---|
| 저온 | Amber | 유도된 디스크형 균열 | 산화로 인해 색이 진해짐 |
| 중간 온도 | 자수정, 베릴, 청록색, 토파즈 등 | 미세한 기체-액체 내포물이 파열되어 형성된 응력 균열 및 다크 스팟. | 없음 |
| 고온, 초고온. | 다이아몬드, 루비, 사파이어 등 | 일반적으로 명확하지 않고 측정하기 어렵습니다. (1) 다양한 크기의 반점형 확산 후광 (2) 고체 내포물 주변의 디스크 모양 또는 접시 모양의 응력 균열 (3) 기액 내포물이 사라지고 더 어두운 체색과 균열 (4) 때로는 특수 자외선 형광 (5) 가끔 특수 자외선 형광. |
(a) 고온 열처리
- 산화 대기 조건에서: 발색성 이온 원자가 상태 Fe의 변형을 통해 하늘색, 밝은 노란색 및 밝은 분홍색 사파이어의 색상을 변경할 수 있습니다.2+ + e→Fe3+및 요금 마이그레이션(O2–→Fe3+붉은 사파이어의 실크와 같은 내포물 (종종 루틸 내포물 또는 고체 용액으로 인해 발생)을 제거하여 보석의 선명도를 향상시킬 수 있습니다. 루비의 어두운 코어 또는 갈색 반점을 제거하여 효과적으로 색상을 변경할 수 있습니다; 갈색에서 갈색-적색 저형 지르콘을 무색 투명한 고형 지르콘으로 변환하여 결정화 구성의 변화를 초래할 수 있으며 고온 처리 또는 담금질을 통해 화염 융합 합성 적색 및 청색 사파이어 등의 특징적인 곡선 성장선을 제거하거나 약화시킬 수 있습니다.
- 환원 대기 조건에서는 Fe의 변형을 통해 녹색-청색 베릴 또는 녹색 아쿠아 마린을 청색 아쿠아 마린으로 바꿀 수 있습니다.3++e→Fe2+원자가 상태; 스리랑카의 유백색, 갈색 및 하늘색 Geuda 돌 (Fe3+ , Ti4+)는 Fe3++ e+→ Fe2+ 원자가 상태를 1600-1900℃ 고온 처리를 통해 전하 이동을 유도하여 Fe2++ Ti4+→Fe3++Ti3+를 첨가하면 블루 사파이어가 되고, 갈색-갈색-적색 저형 지르콘은 하늘색-파란색 지르콘으로 변합니다.
(b) 중온 열처리
중온 열처리는 주로 보석의 불안정한 색상 중심을 제거하여 보석의 색상을 내구성 있고 변하지 않게 만드는 데 사용됩니다. 이렇게 개선된 보석의 색상은 빛에 노출되거나 햇빛에 의해 퇴색되지 않으며 시간이 지나도 크게 변하지 않습니다. 시중에 판매되는 일부 아쿠아마린, 탄자나이트, 시트린, 그린 크리스탈, 시트린, 토르말린, 토파즈 및 기타 유색 보석은 대부분 열처리 과정을 거쳤습니다.
(c) 저온 열처리
리모나이트 함유 보석 (Fe2 O3 - ոH2O)) 또는 황색 칼세도니, 갈색 황옥, 황목 오팔 캣츠아이와 같은 수산화철과 같은 색상을 유발하는 불순물은 열처리를 거칩니다. 색을 유발하는 불순물의 탈수 효과로 인해 적철광으로 변하여 보석의 원래 노란색과 갈색 황색 색상이 빨간색과 적갈색으로 변합니다. 상아나 호박과 같은 유기 보석은 열처리 과정에서 산화가 진행되어 외관이 깊어지고 앤티크 또는 오래된 듯한 효과를 얻을 수 있습니다. 또한 호박색을 융합하고 재구성하여 선명도와 투명도를 향상시킬 수 있습니다.
열처리는 색 중심을 파괴할 수 있습니다. 스모키 쿼츠는 140~200℃에서 녹색 또는 황록색으로 변하고 380℃까지 더 가열하면 무색으로 변할 수 있으며 자수정은 노란색 또는 무색으로 변하고 빨간색과 갈색 지르콘은 무색 지르콘으로 변하는 등 색 중심이 파괴될 수 있습니다.
용융 소금 전기 분해 ② 용융 소금 전기 분해
녹은 소금을 섞은 후 흑연 도가니에 넣고 전기분해 과정을 진행합니다. 백금 와이어를 사용하여 보석을 감싸 양극 역할을 하고 흑연 도가니는 음극 역할을 합니다. 전해질이 용광로에서 녹은 후 백금 와이어로 감싼 보석을 전기 분해 셀에 넣어 전기 분해(조건: 전압 3.0V, 시간 40~45분)한 다음 제거합니다. 전기분해는 원자가 상태와 색의 함량에 변화를 일으켜 보석에 이온을 생성하고 색을 변화시킵니다.
이 방법의 단점은 용융 소금을 부적절하게 선택하면 보석이 침식된다는 것입니다.
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(2) 조사 프로세스
파동 에너지 또는 미세 입자를 사용하여 보석에 방사선을 조사하여 보석에 물리적, 화학적 변화를 일으키는 방법을 방사선 조사 공정이라고 합니다. 이온화 방사선은 보석과 상호작용하는 동안 에너지 변환을 통해 조사된 물질에 직간접적으로 이온화 효과를 일으킬 수 있기 때문입니다.
조사 효과 ① 조사 효과
보석은 방사선 조사 처리 중에 특히 색상이 어느 정도 변할 수 있습니다. 보석의 특정 특성의 변화는 보석 자체의 화학 성분과 결정 구조뿐만 아니라 방사선 유형, 방사선의 에너지 수준, 방사선 지속 시간 및 방사선 방법과 같은 요인에 따라 달라집니다.
(a) 보석 색상의 변화
보석 색상의 다양성은 화학 성분, 결정 구조, 내포물, 결정 광학 및 인적 요인에 기인합니다.
공정이 개선되면 여러 가지 요인으로 인해 보석의 색상이 변할 수 있습니다. 방사선은 보석의 색상을 변화시킬 수 있는 방법으로 보석 결정의 내부 구조를 변화시켜 다양한 색상 중심을 형성하는 원인입니다. 컬러 센터는 전하 결함 컬러 센터와 이온 결함 컬러 센터로 나눌 수 있습니다. 전하 결함 색 중심은 격자점의 이온이 하전된 성질만 변화할 때 형성됩니다. 전하 결함 컬러 센터는 다시 공석 컬러 센터와 전자 컬러 센터로 나눌 수 있습니다. 반면 이온 결함 색 중심은 정상 격자 위치에 있는 이온이 들어오는 방사선 입자와의 충돌로 인해 변위되어 음이온 빈자리, 양이온 빈자리, 빈자리 응집, 간극 이온 등의 결함이 발생했을 때 형성됩니다.
방사선 조사로 인한 보석의 색상 변화 또는 변형은 보석 결정의 다양한 결함(함정)이 전자 또는 공극을 포획하는 과정입니다. 다른 유형의 보석 또는 다른 원산지의 같은 유형의 보석은 서로 다른 유형의 트랩(조합)을 포함하고 있으며, 조사 후 다른 유형의 색상 중심을 형성하여 결정의 색상을 변화시킬 수 있습니다(표 6-8 참조).
표 6-8 방사선 조사로 인한 보석의 색상 변화
| 보석 재료 | 색상 변경 |
|---|---|
| 아쿠아마린(베릴) | 무색이 노란색으로, 파란색이 녹색으로, 하늘색이 진한 파란색으로 바뀜① |
| 사파이어 | 무색이 노란색으로 변함②; 분홍색에서 노란색으로 변함②; (파드마 옥) |
| 다이아몬드 | 무색 또는 밝은 색이 파란색, 녹색, 검은색, 노란색, 갈색, 분홍색 또는 빨간색으로 바뀝니다. |
| 진주 | 검은색이 회색, 갈색, "파란색" 또는 "검은색"으로 변경됩니다. |
| 크리스탈 | 무색, 노란색 또는 하늘색이 스모키, 보라색으로 변경되고 두 가지 색상(보라색과 노란색)이 노란색 또는 녹색으로 변경됩니다. |
| 스포두멘(보라색 스포두멘) | 노란색 또는 녹색으로 변경 |
| 토파즈 | 무색이 노란색②, 주황색②, 갈색 또는 파란색으로 바뀝니다. |
| 토르말린 | 무색 또는 밝은 색상이 노란색, 갈색, 분홍색, 빨간색 또는 녹색-빨간색으로 바뀌고 파란색이 보라색으로 바뀝니다. |
| 지르콘 | 무색이 갈색에서 빨간색으로 변경 |
| Marble | 흰색이 노란색, 파란색 또는 라일락색으로 바뀜 |
| 참고: ① 빛 아래에서는 색이 희미해집니다. 빛에 노출되면 색이 희미해질 수 있으며, 색 중심이 서로 다른 두 색상이 있는 경우 하나는 희미해지고 다른 하나는 희미해지지 않을 수 있습니다. | |
(b) 유도 방사능
보석에 고에너지 방사선을 조사하면 일부 안정한 원소가 핵 반응을 일으켜 방사능(베타선 또는 γ선)을 생성할 수 있습니다. 주로 방사능을 유발하는 방사선 입자는 중성자 빔, 10MeV 이상의 고에너지 전자빔, 양성자 빔 및 Q 입자 빔입니다. 이러한 유형의 핵 반응을 중성자 활성화 반응이라고도 하며, 생성되는 방사성 핵종을 인공 방사성 핵종이라고 합니다. 방사능 수준은 원소의 종류와 관련이 있으며 유도된 모든 방사성 핵종은 방사성 붕괴를 겪게 됩니다. 따라서 방사선을 조사한 보석은 인체에 유해한 방사능을 함유하고 있으며 방사능 붕괴 후(면제 한도 이하)에만 판매할 수 있습니다. 1977년 ICRP에서 정한 인체에 대한 선량 등가 한도는 5렘 ‧ a입니다.-1으로, 사람의 눈 수정체에 대한 선량은 15렘을 초과하지 않고 다른 장기에 대한 선량은 50렘을 초과하지 않아야 합니다.
천연 보석에는 중성자 조사를 받으면 활성화되어 방사성 핵종이 되는 Fe , Cr , Ni , Mn , Cu , Ca , Na , K, Co , Sc , Cs , Ta, Th, Sr과 같은 미량의 불순물이 포함되어 있습니다(표 6-9 참조).
표 6-9 조사된 보석에서 유도되는 방사성 핵종의 특성
| 방사성 핵종 | 반감기 | 에너지(KeV) | 미국 면제 한도(nCi/g) |
|---|---|---|---|
| 53Cr | 27.79 d | 320 | 20.0 |
| 141Ce | 32.50 d | 77 | 0.09 |
| 59Fe | 45.1 d | 1099.2 | 0.6 |
| 124Sb | 60.20 d | 1852 | 0.2 |
| 45Zr | 64.02 d | 733 | 0.6 |
| 46Sc | 83.81 d | 889.26 | 0.4 |
| 182Ta | 115.0 d | 1121.3 | 0.4 |
| 65Zn | 243.80 d | 1115.5 | 1 |
| 54Mn | 312.20 d | 836 | 1 |
| 134Cs | 2.065 d | 604.6 | 0.09 |
| 60Co | 5.271 d | 1332.4 | 0.5 |
| 40K 내추럴 | 1.28 Ga | 157 | 0.3 |
| 238U 내추럴 | 4.47 Ga | 1796 | 0.167 |
| 232자연스러운 | 14.06 Ga | 2470 | 0.055 |
(c) 보석 손상
조사된 보석은 격자 내에 이온이 움직일 수 있어 이온 공극과 심지어 공극 응집 영역을 생성하여 색 중심 형성에 해를 끼치며, 동시에 조사된 입자는 보석의 표면 원자 또는 이온에 조사 기화 효과를 일으켜 보석의 표면을 손상시킵니다.
조사로 인한 보석의 색상 변화에 영향을 미치는 요인 ② 조사로 인한 보석의 색상 변화에 영향을 미치는 요인
(a) 보석 자체의 구성과 결정 구조
천연 보석에서 미량 불순물 원소는 동형 치환으로 인해 격자 부위를 차지하는 경우가 많아 결정 구조에 전위를 일으켜 다양한 결함을 유발하고, 이는 조사 시 전하 결함 색 중심을 생성하는 기본 조건을 제공합니다.
보석마다 자연 결함의 유형, 분포의 균일성, 밀도 등이 다릅니다. 동일한 조사 조건에서 다양한 색상 변화 효과가 나타날 수 있습니다.
(b) 방사선의 종류
방사선 입자의 종류에 따라 질량과 에너지가 다르기 때문에 보석에 미치는 영향도 달라집니다. 전하가 높은 입자는 방사선 에너지가 높고 방사선 효과가 강하며 침투력이 낮아 보석의 얕은 표면에만 영향을 미쳐 색상이 균일하지 않고, 에너지가 높은 입자는 에너지가 매우 낮지만 에너지가 높을수록 침투력이 강해집니다. 따라서 β 광선에 의해 생성되는 색상 층은 상대적으로 깊지만 매우 균일하지 않습니다. 전자기 방사선은 투과력이 매우 강하여 더 균일 한 색상을 생성하지만 방사능 에너지가 낮으며 중성자 빔은 중간 질량, 높은 에너지 및 강력한 투과력을 가지고있어 더 균일 한 색상을 생성하지만 중성자 조사는 쉽게 방사능을 유발할 수 있습니다. 방사선원의 종류에 따라 보석의 색상을 변화시키는 데 장단점이 있으므로 보석을 조사할 때는 보석 샘플의 다양한 요구에 따라 방사선원을 선택해야 합니다(표 6-10).
표 6-10 보석 착색을 위한 방사선원의 특성(K. Nassau, 1984에 따르면)
| 방사선 유형 | 에너지 생성 범위 | 색상 균일성 | 필요한 전기 에너지 | 유도 방사능 | 로컬 온도 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 전자파 | 가시광선 | 2 ~ 3(eV) | 멀티컬러 | 낮음 | 없이 | 없이 |
| 자외선 | 5(eV) | 멀티컬러 | 낮음 | 없이 | 없이 | |
| X 레이 | 104(eV) | 좋지 않음 | Medium | 없이 | 없이 | |
| γ 레이 | 106(eV) | Good | 필요 없음 | 없이 | 없이 | |
| 중성자 | 106(eV) | Good | 매우 높음 | 함께 | 없이 | |
| 네거티브 입자 | β 광선 | 106(eV) | 좋지 않음 | 높음 | 없이 | 매우 강함 |
| 고에너지 전자 | 107(eV) | 좋지 않음 | 높음 | 함께 | 매우 강함 | |
| 포지티브 입자 | 양성자, α선, 우주 입자 등 | 107(eV) | 좋지 않음 | 높음 | 함께 | 로컬 |
(3) 열 조사 프로세스
방사능 조사와 열처리를 결합한 방식입니다. 여기에는 열 중전하 입자 조사, 열 고에너지 전자 조사, 열 전자기 조사 및 열 중성자 조사가 포함됩니다.
보석은 때때로 불안정하고 빛과 열에 노출되면 쉽게 퇴색할 수 있는 이온화 복사로 인해 색이 변합니다. 이는 일부 색상 중심이 불안정하기 때문입니다. 열처리는 종종 방사선 조사 처리에 대한 대응책으로 작용합니다. 예를 들어, 조사는 색상 중심을 형성하는 결정에 구조적 결함을 만들 수 있지만 열처리는 이러한 구조적 결함을 부분적으로 또는 완전히 복구하여 색상을 변경하거나 퇴색시킬 수 있습니다. 따라서 보석의 방사선 조사 처리에서는 영구적인 색상의 생성만이 보석을 개선하는 중요한 기술적 지표가 됩니다. 일시적으로 불안정한 색상은 저온 가열로 제거되어 안정적인 색상 중심을 유지하는 경우가 많습니다. 따라서 저온 가열 후에는 종종 색상이 변하는 경우가 있습니다. 예를 들어 토파즈는 갈색에서 파란색으로, 쿼츠는 갈색에서 노란색으로 변할 수 있습니다. 가열 온도를 잘 제어하지 않으면 보석이 완전히 퇴색하여 조사 전의 색상으로 복원될 수 있습니다(그림 6-5~그림 6-6).
2. 화학 반응
보석의 미적, 상업적 가치를 높이기 위해 에너지 활성화 외에도 보석의 외관 특성을 개선하기 위해 다양한 화학적 또는 물리화학적 방법을 사용하는 경우가 많습니다.
보석은 특정 조건에서 화학 원소의 일련의 화학 반응을 통해 얻은 결정 구조라는 것을 알고 있습니다. 결정에 포함된 원소의 원자가 상태, 함량 및 형태는 보석의 색을 결정하는 물질적 기준이 됩니다(예: Cr3+를 사용하여 경옥을 녹색으로, 커런덤을 빨간색으로 만들 수 있습니다. 따라서 보석 강화 공정의 화학 반응 방법에는 보석 격자에 특정 착색 물질(원소, 화합물)을 도입하거나 보석의 빈 공간과 표면에 코팅하여 보석의 외관을 개선하는 다양한 방법이 포함됩니다.
보석의 외관 특성을 개선하기 위한 화학 반응 공정에는 전통적 방법과 현대적 방법이 있습니다. 현재 일반적으로 사용되는 유형은 크게 열 확산, 정제 및 표백, 화학적 침전 등 세 가지로 나눌 수 있습니다.
(1) 열 확산 프로세스
열 확산 기술은 보석의 외관을 대규모로 크게 개선할 수 있습니다. 이 공정은 20세기 중반에 시작되었으며 주로 에너지 활성화 개선 효과가 떨어지는 커런덤 보석을 처리하는 데 사용되었습니다. 21세기 이후 이 방법은 널리 적용되었습니다.
열확산 기술은 화학 반응에서 보석의 외관을 개선하는 방법입니다. 고온 또는 초고온 조건에서 착색 물질을 보석에 확산시켜 보석 내 착색 요소의 종류, 함량 및 비율을 변경하여 색상, 투명도 및 기타 특성을 개선하는 것입니다.
열 확산 유형
열 확산 공정에는 표면 확산과 벌크 확산의 두 가지 유형이 있습니다. 주로 레드(블루) 사파이어를 개선하는 데 사용되며, 일반적으로 원하는 색상을 향상시키거나 별 효과를 만드는 데 사용됩니다.
- 표면 확산
처리 방법은 대략 다음과 같습니다 : 알루미늄 산화물 및 착색제 (예 : 확산제로서 산화 알루미늄, Ti, Cr, Ni 및 기타 산화물)의 층을면 보석 재료의 표면에 코팅하고 초고온 조건 (1800-2000 ℃)에서 가열하여 보석 표면에서 내부로 착색 요소의 확산을 촉진하여 매우 얇은 착색 확산 층을 형성합니다. 확산제에 Fe, Ti 착색 원소를 코팅하면 파란색의 얇은 층이 형성되고, Cr 착색 원소를 코팅하면 빨간색의 얇은 층이 생성되며, Cr, Ni 착색 원소를 코팅하면 주황색-노란색의 얇은 층이 형성됩니다.
- 대량 확산
최근 시장에 등장한 주황색-적색-황수정 등은 베릴륨 확산에 의한 것으로 알려져 있습니다. 표면 확산과 달리 열 확산에 사용되는 확산제는 베릴륨 화합물이기 때문에 처리 후 확산층이 두꺼워져 전체적인 착색으로 이어지기도 합니다. 착색의 주요 외부 요인으로는 초고온(1800~1950℃), 산소 강화(환경 내 산소 분압이 결정 내 산소 분압보다 클 때 외부 산소 원자가 공극을 따라 결정 내로 확산), 베릴륨 활성제 외에도 초고온 조건에서 유도되는 격자 결함(Be2+ 이온 등가 또는 비등가 대체물 Mg2+, Al3+)와 치환 과정에서 많은 수의 양이온 빈자리를 쉽게 생성하는 염기)가 착색을 위한 주요 내부 요인입니다. 사실 Be는 착색 원소가 아니라 활성화제와 유사하게 작용하거나 빈 공간을 확장하는 역할을 합니다.
열 확산 프로세스
열 확산 공정은 단결정 보석(광물)을 개선하고 다결정 응집체(옥, 유기 보석)도 개선할 수 있습니다. 열확산 공정에는 10가지 이상의 방법이 있는 것으로 알려졌지만, 현재 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다:
(a) 파우더 팩 확산 방법
- 원리: 고온 조건에서 보석 구조의 원소가 확산제의 착색 원소와 이성질체 치환 반응을 일으켜 보석의 색상 외관을 개선합니다.
- 방법: 완제품 또는 반제품 보석을 확산제 분말로 채워진 고온 내성 용기에 묻은 다음, 용기를 밀봉하고 내부 확산이 멈출 때까지 가열합니다.
- 장비: 열 에너지 공정과 유사한 가열 장치 및 장비. 용기는 대부분 고온 내성 도가니, 백금 도가니 또는 백금 코팅 스테인리스 스틸로 안감 처리된 고온 고압 용기로 만들어집니다.
- 장점과 단점: 장점은 장비가 간단하고 작동하기 쉬우 며 다양한 스타일의 보석의 열 확산에 적합하다는 것입니다. 예를 들어, 태국에서는 루비 보석을 가공 할 때 2 % ~ 4 %의 녹색 베릴 분말을 고순도 산화 알루미늄 분말과 혼합 한 다음 보석을 그 안에 묻습니다. 1780℃ 산소 분위기에서 60~100시간 동안 가열하면 원석 전체에 노란색, 황금색 또는 주황색 톤이 퍼집니다. 이 방법의 단점은 용기의 부피가 작아 처리할 수 있는 보석의 수가 제한적이며, 동시에 확산제의 부식 효과가 강하고 확산 과정 중 대기와 압력 제어가 불가능하다는 점입니다.
(b) 소금물 목욕 방법
- 원리: 이 방법은 열 침지 또는 용융 염이라고도 합니다. 이 방법은 보석을 용융 확산제에 담가 고온에서 고체 상태 대체 반응을 일으켜 보석의 외관 특성을 개선하는 것입니다.
- 방법: 먼저 확산제를 소금 욕조에 넣고 녹아 용융액이 될 때까지 가열합니다. 그런 다음 보석을 유체에 담그고 통제된 대기(산화 또는 환원) 조건에서 열 확산 처리를 수행합니다.
- 장비: 소금 목욕 방법 장치는 주로 소금 목욕 용광로와 소금 목욕 풀로 구성됩니다. 가열 염조로는 석탄 화로 또는 가스로가 될 수 있으며 전기로도 사용할 수 있으며, 염조 풀은 1500 ℃ 이상의 내화성을 가진 내화 재료로 만들어지며, 커런덤 벽돌과 같은 산 및 알칼리 부식에 강한 내성을 가지고 있습니다 (Al2O3 > 72％, 내화도 1840-1850℃), 고알루미나 벽돌(Al2O3 > 48％, 1750~1790℃의 내화도).
- 장점과 단점: 장비가 간단하고 작동하기 쉽고 확산 속도가 비교적 빠르며 효율이 높으며 다양한 보석을 처리 할 수 있습니다. 단점은 용융 염 확산제의 밀도가 상대적으로 크고 점도도 높아 보석의 다른 부분에 다른 두께의 확산 층이 형성되는 경우가 많으며, 또한 용융 염의 부식성이 강하고 다량의 유해 가스를 생성하여 환경 오염을 유발하고 인체 건강에 어느 정도 해를 끼칠 수 있으므로 보호가 필요하다는 것입니다.
(c) 녹이는 방법
- 원리: 보석과 표면에 코팅된 확산제 슬러리가 고온에서 화학적 이성질체 치환 반응을 일으켜 보석의 외관 특성을 개선합니다.
- 방법: 먼저 확산제를 슬러리로 준비하여 보석 표면에 고르게 코팅한 다음 오븐에 넣어 건조시킵니다. 열처리로에 넣고 반응성 가스 또는 진공 분위기에서 슬러리의 융점보다 약간 높은 온도에서 가열 및 소결하여 보석과 확산제가 액체-고체상을 통해 동형 치환을 거쳐 보석 표면에 확산 층을 형성하여 색상을 부여합니다. 예를 들어, 베릴륨을 사용하여 커런덤 보석을 개선할 때 슬러리는 2퍼센트~4퍼센트의 에메랄드(BeAlO4) 분말(베릴륨 이온 도입)을 붕소와 인이 포함된 플럭스에 첨가한 다음 커런덤형 보석에 코팅하고 1800℃의 산화 분위기에서 25시간 동안 가열하면 매력적인 노란색에서 주황색으로 변합니다. 이 방법은 또한 분홍색과 갈색-빨간색 보석을 화려한 루비로 개선하고 진한 파란색 사파이어의 색을 밝게 합니다(표 6-11).
표 6-11 베릴륨 열확산 커런덤 보석의 색상
| 개선 전 | 개선됨 |
|---|---|
| 무색 | 노란색에서 주황색 노란색 |
| 핑크 | 주황색 노란색 - 분홍빛이 도는 주황색 |
| 진한 빨간색 | 밝은 빨간색에서 주황색-노란색-빨간색 |
| 노란색 - 녹색 | 노란색 |
| 파란색 | 노란색 또는 뚜렷한 변화 없음 |
| 보라색 | 주황색-노란색에서 빨간색 |
(2) 정제 및 표백 과정
정제와 표백은 화학 반응을 통한 공정입니다. 열 확산 공정과 달리 열 확산 공정에 착색 물질을 첨가하지 않고 화학 반응을 통해 보석의 아름다움에 영향을 미치는 물질을 제거합니다.
그러나 정화와 표백은 서로 다른 두 가지 보석 강화 과정입니다. 정화는 먼지를 제거하여 색상을 드러내는 것이고, 표백은 색이 바래고 희게 하는 것입니다. 또한 정화는 주로 천연 옥에 적용되며 표백은 주로 유기 보석에 사용됩니다.
정제 프로세스
(a) 원칙
옥이나 보석의 열린 틈새에 갇힌 불순물은 용해성이 강한 정화제와 화학 반응을 일으켜 담체에서 분리되는 용질을 형성하여 보석이 정화되고 색이 드러나며 투명도가 향상됩니다. 따라서 "먼지를 제거하고 투명도를 높인다"는 말이 생겼습니다.
(b) 정화 과정.
정화제로는 농축 질산, 농축 염산, 농축 황산 또는 아쿠아 레지아와 같은 다양한 강산이 사용됩니다. 일부 보석은 보석에 남아있는 강산을 중화하기 위해 강알칼리가 필요하기도 합니다. 원석 원석을 내산성 용기에 넣고 정화제를 주입합니다. 정화제는 균열, 기공 또는 입자 간 공간을 통해 보석으로 들어가 보석의 빈 공간에 있는 불순물을 용해하고 분해합니다. 마지막으로 용해된 물질이 포함된 정화제를 깨끗한 물로 씻어냅니다. 필요한 경우 강알칼리를 사용하여 잔류 강산을 중화한 다음 깨끗한 물로 헹굴 수 있습니다. 정화 시간을 단축하기 위해 먼저 보석을 밀폐된 용기에 넣고 진공 청소기로 청소한 후 정화제를 주입할 수 있습니다.
(c) 장비
정화 과정에 필요한 장치는 간단하며 일반적으로 유리 접시만 있으면 됩니다. 정화 과정의 속도를 높이려면 가열을 위해 일반 오븐, 항온 수조 또는 항온 오일 욕조도 필요합니다.
(d) 정제 방법
- 강산 및 강알칼리 정제 방법. 정제에 사용되는 정제제는 주로 농축 질산, 농축 염산, 농축 황산과 같은 다양한 강산이며 때로는 아쿠아 레지아를 사용합니다. 일부 보석은 강산 정제에 강알칼리 또는 잔류 산의 중화가 필요합니다.
- 정화 용융 방법. 이 방법은 먼저 강한 산을 사용하여 보석의 먼지를 침식시켜 균열과 기공을 정화합니다. 그러나 정화하는 동안 균열, 기공 및 결정 간 간격도 확장되고 증가하여 보석 구조가 느슨해집니다. 따라서 정제된 보석을 고온, 고압 조건에서 자동으로 융합하거나 유리, 플라스틱 및 기타 필러로 채워서 보석을 강화해야 합니다. 열처리 과정에서 붕사 및 폴리인산염과 같은 약한 플럭싱제가 채워져 보석의 균열로 흘러 들어가 균열 표면의 양쪽에 국소 융합을 일으켜 냉각 시 결정화되는 다성분 혼합 이차 용융물을 형성하여 궁극적으로 균열을 치료합니다.
(e) 정화 특성
이 방법을 사용하면 보석의 색상이 이전보다 더 선명하고 투명도가 향상되어 보석이 더 순수하게 보일 수 있습니다.
단점은 강산과 강염기는 먼지와 불순물을 녹이는 동시에 보석 자체에 일정한 부식 작용을 일으켜 균열을 넓히고 기공을 늘리며 심지어 연결하여 보석의 구조가 느슨해져 파손되기 쉽기 때문에 보석을 강화해야 한다는 것입니다. 또한 정화제는 부식성이 강하기 때문에 개인의 안전을 위해 정화 작업 시 작업 절차를 엄격하게 준수해야 합니다.
표백 프로세스
(a) 원칙:
표백은 원칙적으로 유기 염료 착색제의 화학적 표백과 유사한 산화 반응입니다. 보석의 유기 성분에는 색을 내는 발색단이 있는 경우가 많습니다. 표백제의 강력한 산화제가 이들과 접촉하면 발색단의 이중 결합의 Π 성분이 끊어져 유기 물질이 색을 잃게 됩니다.
(b) 프로세스:
표백 프로세스에는 화학적 표백과 광학 표백의 두 가지 유형이 있습니다.
- 화학적 표백 방법은 표백제를 사용하여 보석과 화학적으로 반응시켜 색상을 개선하는 방법입니다. 표백제는 염소, 차아 염소산염, 과산화수소(물), 아황산염과 같은 강력한 산화제입니다. 주로 진주, 산호, 상아 등 유기물을 함유한 보석을 대상으로 하며 우드 오팔, 호랑이 눈 등에도 화학 표백을 적용할 수 있습니다. 그러나 화학 표백 시 보석의 유기 성분과 수분이 손상되거나 손실되지 않도록 하는 것이 중요하므로 표백제의 비율이 중요하며 일반적으로 강한 산화제의 농도는 2％~5％ 범위에서 사용하는 것이 좋습니다. 또한 표백 시간이 너무 길어서는 안 됩니다.
화학 표백 장치는 비교적 간단하며, 주로 진공 발, 유리 용기, 세척 병, 고무 튜브 등으로 구성됩니다. 프로세스 흐름은 다음과 같습니다:
- 표백 용액이 담긴 세척 병에 보석을 넣고 병 내부를 진공 상태로 만듭니다;
- 잠시 담가 두었다가 보석을 제거하고 헹굽니다;
- 표백 용액을 바꾸고 계속 담근 다음 보석을 꺼내서 세척합니다. 만족스러운 표백 결과가 나올 때까지 이 과정을 반복합니다.
화학적 표백 후 색상이 안정적이지 않은 경우가 많습니다. 이는 보석의 유기물 발색단 구조와 표백제의 성분과 관련이 있습니다. 예를 들어, 진주는 표백 후 매우 하얗게 보이지만 잠시 착용하면 노란색으로 변할 수 있습니다. 하지만 다시 표백하면 다시 흰색으로 돌아올 수 있습니다.
- 햇빛 표백이라고도 하는 빛의 퇴색은 광합성에서 일어나는 산화 반응의 일종입니다. 빛이나 가벼운 가열 조건에서 많은 물체, 특히 유기 성분이 포함된 보석의 색이 희미해지거나 변색됩니다.
(3) 화학적 침전 과정
화학적 침전을 통한 보석 색상 개선에는 소금 침지 및 색 액체 열분해가 포함됩니다. 소위 화학적 침전법은 보석의 표면이나 균열 및 기공에서 착색 물질이 포함된 용액과 화학 반응이 일어나 표면이나 균열 및 기공 벽에 부착된 불용성 착색 물질이 침전되어 보석을 착색하는 방식입니다. 보석에 부착된 불용성 침전 착색제는 주로 산화철 및 산화크롬과 같은 불용성 화합물, 금속 황화물 및 기타 금속 옥시산과 같은 일부 무기 안료입니다. 인디고와 같은 일부 보석은 유기 염료를 사용하여 화학적으로 염색합니다(표 6-12).
표 6-12 일반적으로 사용되는 화학 염료 안료
| 소재 색상 | 안료의 종류 |
|---|---|
| 흰색 | 티타늄 백색, 황산 바륨, 납 백색, 아연 백색 |
| 황갈색 | 카드뮴 황색(PbCrO4+PbSO4), 납 황색, 나플 황색 [Pb3(SO4)2] , 오르피먼트, 반 다이크 브라운 |
| 빨간색 | 카드뮴 적색, 납 적색, 적색 납, 오르피먼트, 철 적색, 중국 적색(HgS), 알리자린 적색, 코치닐 적색(안정 금속 복합 유기 화합물) |
| 파란색 | 아주라이트, 코발트 블루(COAl2O4), 티오인디고(안정한 유기 색소), 아이언 블루(수화 철 화합물), 프로이센 블루 {Fe4[Fe(CN)6]3 - 16H2O} |
| 보라색 | 코발트 바이올렛 (Co3P2O8) , 망간 바이올렛 (NH4MnP4O7) |
| 녹색 | 크롬 그린 (Cr2O3) , 코발트 그린 (Co1-xZnxO) , 에메랄드 그린[Cu9 (CH3COO)]2As2O4 , 말라카이트, 버디그리스 [Cu2(CO3COO)2(OH)2] , 구리 아스나이트 그린 (CuHAsO3) |
| 블랙 | 재, 카본 블랙, 구리 크롬 블랙 (CuCr2O4), 산화철 블랙, 실버 블랙(Ag2S) |
소금 담그기 방법
용해성 유색 금속염 용액에 보석을 담가 용액이 보석의 균열, 구멍 또는 구덩이에 침투하도록 한 다음 가열하여 용액을 분해하여 불용성 유색 물질을 침전시켜 보석을 착색하거나 다른 용액에 보석을 담가 두 용액 사이에 화학 반응이 일어나 유색 물질이 침전되도록 하는 방법도 있습니다.
전자의 방법은 진주를 질산은 용액에 담근 후 진주가 포화되면 진주를 제거하고 강한 빛에 가열하거나 노출시켜 질산은 용액을 분해하여 진주에 부착된 검은색의 산화은을 침전시키는 방법으로 진주를 착색하는 데 일반적으로 사용됩니다.
후자의 방법은 마노 염색에 사용할 수 있습니다. 먼저 염화철 용액에 마노를 담근 다음 암모니아에 담가 두 용액이 화학적으로 반응하여 붉은색 Fe가 침전되도록 합니다.2O3이 마노의 균열과 기공 벽에 달라붙어 마노에 붉은 색을 부여합니다.
컬러 액체 열분해 방법
안료를 용매에 녹여 염료 용액을 만든 다음 그 안에 보석을 담급니다. 염료 용액이 보석의 균열과 기공에 완전히 침투한 후 가열하면 용액이 증발하여 보석의 틈새에 안료가 침전되어 색이 입혀집니다.
(4) 화학적 침전 방법의 특징
화학적 침전법은 보석에 착색할 수 있지만, 착색제가 보석의 기공과 균열에 침착되어 분포가 고르지 않고 떨어지는 경향이 있습니다. 착색된 원석이 변색되는 것을 방지하기 위해 표면 코팅 처리도 필요합니다. 또한 진공 펌프 세척 장치를 사용하여 염색 효율을 가속화하고 염색 층의 깊이를 높일 수 있습니다. 일반적으로 가열 장치도 필요합니다.
화학 반응 공정으로 개량된 보석은 개량 공정의 차이로 인해 고유한 식별 특성을 갖습니다(6-13 참조).
표 6-13 화학 반응 프로세스 식별의 특성
| 방법 | 블레미쉬 | 밀도(g/cm3 ) | 흡수 스펙트럼 | 굴절률 | 편광 | 핫 니들 프로브 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 열 확산 | 보석 표면의 구멍과 균열에서 색상 층이 얇고 보석 내부로 밝아집니다. | 변경 사항 없음 | 약간의 차이가 있습니다. | 변경 사항 없음 | 변경 사항 없음 | 변경 사항 없음 |
| 표백제 | 고르지 않은 색상 | 변경 사항 없음 | 변경 사항 적용 | 약간의 변화 | 변경 사항 없음 | 변경 사항 없음 |
| 정화 및 채우기 | 보석의 표면층이 부식되고 바닥이 깨끗하며 색상 패턴이 혼란스럽습니다. 일차 균열 확장; 이물질 충전, 기포, 유선형이 있을 수 있습니다. 플래시 효과가 있습니다. | 감소 | 특정 흡수 스펙트럼 채우기 | 변경 사항 적용 | 채우기가 완전히 사라졌습니다. | Exsolution 냄새 |
| 화학적 침전 반응 | 보석의 기공에 색조가 있습니다. | 분명하지 않음 | 침전물 특성 흡수 스펙트럼이 있습니다. | 약간의 변화 | 필라멘트 충전이 완전히 멸종되었습니다. | 변경 사항 없음 |
3. 물리적 수정
물리적 수정 방법은 보석 강화에 중요한 역할을 하며 오랜 역사를 가지고 있습니다. 일반적인 방법으로는 기공 주입, 표면 코팅, 불순물 제거 등이 있습니다.
(1) 모공 주입
이 방법은 여러 개의 기공이나 균열이 있는 보석을 염색하는 데 널리 사용됩니다. 보석의 균열, 기공 또는 구멍에 무색 투명 또는 유색 물질을 주입하여 보석을 개선하는 것이 특징입니다. 보석의 색상 상태를 향상시키고 투명도를 높이며 보석의 안정성을 높이고 보석의 다양한 결함을 커버하는 데 사용됩니다.
주사액의 색상에 따라 무색 주사액과 유색 주사액으로 나뉩니다. 무색 주입제에는 파라핀, 식물성 오일, 무색 오일, 무색 플라스틱, 유리(크라운 유리 및 용접 유리), 실리콘 등이 포함됩니다. 보석의 색상 상태를 개선하고, 투명도를 높이고, 모공을 숨기고, 구조를 강화할 수 있습니다.
유색 주사제는 필러와 착색제의 두 부분으로 구성됩니다. 필러는 무색 사출제의 성분과 동일하며 착색제는 유기 염료와 안료(무기 화합물 및 일부 유기 화합물)로 나뉩니다. 착색제와 충전제를 혼합하여 다양한 색상의 주사액을 만들어 균열, 모공, 충치에 있는 보석의 색을 변화시켜 색조를 깊게 하고 밝기를 높입니다.
보석을 개선하기 위한 주입 방법의 목적은 다양하며 필요한 공정 조건도 종종 다릅니다. 기본 조건은 다음과 같습니다: 보석은 천연 또는 인공 기공 구조를 가져야 하고, 주입 공정에는 일정한 온도와 주입 시간이 필요하며, 진공 주입 방법을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
구체적인 주입 방법은 다음과 같이 몇 가지로 나눌 수 있습니다:
정적 주입 방식
실온과 압력에서 보석을 무색 및 유색 사출 오일, 유기 염료가 함유된 시멘트 등이 담긴 유리 비커에 담그고 사출제를 천천히 보석에 스며들게 합니다. 응집이나 침전을 방지하기 위해 필요한 경우 부드럽게 저어줍니다.
핫 인젝션 방식
이 방법은 고체 수지, 유리 및 기타 주입제를 가열 조건에서 유체에 녹인 다음 예열 된 보석을 그 안에 담가 주입제가 균열과 기공을 채우도록하는 것입니다. 핫 주입 방식의 장치는 유리 용기 또는 도자기 도가니와 핫 서모 스탯으로 구성됩니다.
고압 주입 방식 ③ 고압 주입 방식
이 방법은 열 사출 방식을 기반으로 개발되었습니다. 최근에는 진공 주입 방식도 사용되고 있습니다. 원석과 주입제를 밀폐된 유리병에 넣고 진공상태로 만든 다음 가열하여 만듭니다. 열에 잠긴 원석에 주입제를 녹여 담그고 대기압의 작용으로 원석을 잠기게 하여 개선의 목적을 달성합니다.
(2) 표면 치료
보석의 색상, 표면 마감을 개선하고 표면 광택을 향상시키며 표면 결함(구덩이, 균열, 스크래치 등)을 은폐하기 위해 주로 보석 표면에 무색 또는 유색 필름 재료를 균일하게 부착하는 표면 처리입니다.
표면 처리 방법에는 주로 다음 유형을 포함하여 여러 가지가 있습니다.
촬영
코팅 방법이라고도 하며, 보석 표면에 특정 화학 시약, 염료 또는 다양한 코팅 재료를 적용하여 색상, 광택, 광택을 변경하거나 강화하는 동시에 표면 결함(구덩이, 균열, 스크래치 등)을 덮는 작업입니다. 일반적으로 "드레싱"이라고도 합니다.
- 촬영 재료: 왁스, 페인트, 무색 오일, 염료와 혼합된 다양한 수지. 예를 들어 경옥을 '드레싱'하는 데 사용되는 재료는 영국에서 생산되는 808 에메랄드 그린 접착제입니다.
- 요구 사항 촬영 프로세스: 코팅은 가능한 한 균일하게 두껍고 표면 마감이 높으며 명백한 불순물이 없어야 합니다.
코팅 방법 ② 코팅 방법
이 표면 처리는 보석 표면에 매우 얇은(분자 또는 원자 수준에서 수 나노미터에서 수백 나노미터) 필름을 적용하여 빛 굴절 효과를 쉽게 생성하여 화려한 간섭 색상을 만들어 표면 개선의 목적을 달성하는 것을 포함합니다. 보석 표면의 구덩이와 스크래치를 메워 매우 매끄럽고 평평하게 만들어 보석의 표면 광택을 향상시키고 보석의 투명도에 영향을 주지 않으면서 채도나 색조를 높입니다.
- 방법: 일반적으로 진공 코팅 기계에서 수행합니다. 산 또는 알칼리 세척 후 깨끗한 제품을 코팅기의 베이스 플레이트에 놓고 박막을 생성하는 금속 조각을 음극에 놓고 공기를 배출한 다음 트리거로 음극을 트리거하여 양극과 음극 사이에 아크 방전을 일으켜 음극(금속) 재료를 방전 챔버로 증발시켜 플라즈마 상태를 형성하여 보석 표면에 코팅하여 박막을 형성합니다.
- 재료: Au, Ag, Cu, Cr, Ni 및 기타 금속. Au의 박막은 푸르스름한 색조를 띠며 강한 무지개 효과를 나타냅니다.
- 특성: 금속 코팅층의 두께는 빛의 파장과 유사하며, 박막 표면에서 반사된 빛과 보석 표면에서 반사된 빛이 서로 간섭하여 밝은 무지개 빛이 번쩍이는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 코팅은 무색 투명한 보석(크리스탈, 토파즈, 다이아몬드 등)을 무지개 빛깔의 효과가 있는 밝은 색상의 보석으로 바꿀 수 있습니다. 예를 들어, 골드 필름은 크리스탈과 토파즈를 파란색으로 보이게 만들 수 있습니다. 다이아몬드 코팅 후에는 아름다운 무지개 빛깔의 효과를 내고 보석 표면의 광택을 향상시킬 뿐만 아니라 보석 표면의 경도, 내마모성 및 내식성을 높일 수 있습니다.
또한 수열 결정 성장 기술은 표면 코팅에도 사용되었으며, 이 결정막의 구성과 구조는 보석의 그것과 동일합니다.
표면 이온 주입 방식
이 방법은 금속 증기 및 진공 아크와 같은 장치에서 생성된 고에너지 고속 이온을 사용하여 보석의 표면과 매우 얕은 층에 이식하여 보석 표면의 색상을 변경합니다. 열 확산 과정과는 다릅니다.
- 방법: 원석을 기판 재료(양극)로, 이온 주입용 금속 재료를 음극으로 사용하여 전원이 음극을 작동시켜 양극과 음극 사이에 아크 방전을 일으키면 금속 재료가 방전 챔버로 증발하여 이온화를 통해 양이온을 형성합니다. 이 이온은 양극과 다공성 리드아웃 전극을 통해 넓은 금속 이온 빔을 형성한 다음 가속 전압에 의해 가속되어 보석 표면을 투과합니다.
- 재료: Fe, Co, Cr, Ti 등
- 특성: 이 방법으로 처리된 샘플은 일반적으로 색상이 매력적이지 않으며(대부분 회백색 또는 회갈색) 색상을 개선하기 위해 한 번 또는 여러 번 열처리를 해야 합니다.
과성장 방법
그리고 과성장 방법은 표면 보석 성장 방법이라고도 합니다. 인공 합성 보석을 사용하여 보석 표면에 매우 얇은 보석 층(동일한 구성과 특성을 가진)을 성장시켜 보석의 색상을 더 아름답게 만들고 품질을 개선하여 개선 목적을 달성하는 것입니다.
- 방법: 수열 방식, 플럭스 방식.
- 재료: 개선된 보석을 구성하는 물질, 착색제 등
- 특성: 아름다운 색상은 보석 표면의 매우 얇은 층에만 존재하며 합성 보석 재료로 만들어져 합성 보석의 특성을 나타냅니다.
호일 적용 방법
이 방법은 보석의 바닥면(투명)에 얇은 필름이나 금속 또는 유기 물질을 적용하여 반사 강도를 높여 보석의 색상과 광택을 개선하는 것으로, 지금은 거의 사용되지 않는 오래된 기법입니다.
(3) 불순물 제거 및 은폐
불순물 제거에는 불순물을 제거하기 위해 레이저 드릴링을 사용하는 것이 포함됩니다. 보석의 선명도를 높이기 위해 고출력 레이저를 보석에 집중시키고, 고에너지 레이저가 보석에 구멍을 만들어 내포물(색체, 균열 등)이 있는 위치에 도달하여 보석을 정화합니다. 그런 다음 구멍을 보석과 색상 및 굴절률이 유사한 물질로 채워 보석의 외관을 개선하는 목표를 달성합니다. 이 방법은 주로 다이아몬드를 강화하는 데 사용됩니다.
은폐는 표면 코팅 방법을 사용하여 보석의 내포물을 덮는 것을 포함하며, 절단 및 연마 과정에서 내포물을 절단 가장자리 또는 눈에 띄지 않는 곳에 배치한 다음 장착 중에 금속 세팅으로 덮을 수도 있습니다(표 6-14).
표 6-14 물리적 수정 프로세스 특성
| 유형 | 내부 특성 | 외부 기능 |
|---|---|---|
| 모공 주입 | (1) 주입제는 보석 표면의 모공과 균열에 분포되어 있습니다. (2) 주입 제와 보석 사이의 접촉 경계가 분명합니다. (3) 미세한 기포가있을 수 있습니다. | (1) 주입제의 분포가 균일하지 않고 반점, 반점 및 필라멘트에 무작위로 분포되어 있습니다. (2) 유기 주입제, 핫 니들 프로브 "땀"시약 닦아 페이딩 |
| 표면 커버링 | (1) 코팅 표면에 미세한 잔물결과 미세한 스크래치가 있을 수 있습니다, 틈, 거품 (2) 코팅은 무지개 효과가 있으며, 보석 모서리에 색상 후광이 있으며, 코팅과 보석 경계는 투명하고 내열성, 산 및 알칼리 저항; 특징적인 흡수 스펙트럼으로 단단히 부착됩니다. (3) 호일 필름은 투명한 보석의 바닥면에 위치하며 보석과 상당한 색상 차이가 있으며 접착 이음새와 가장자리에 기포가 있습니다. (4) 이식 된 이온은 보석 표면의 미세한 층에 분포되어 특별한 색상과 흡수 스펙트럼을 나타냅니다. (5) 부착 된 유기체는 합성 보석으로 보석 표면에 얇은 층 (일반적으로 0.1-0.3mm)이 자라며 보석과 접촉하는 지점에서 합성 보석의 표면 특징을 볼 수 있습니다. | (1) 코팅 표면은 미세한 잔물결과 긁힘, 왁스 광택, 수렴성 터치, 뜨거운 바늘 터치가 "땀"냄새를 맡을 수 있으며 쉽게 긁어 낼 수 있습니다. (2) 코팅 바늘의 스크래치가 흘릴 수 있으며 반사광 아래에서 불규칙성을 볼 수 있습니다. (3) 호일 세트 보석은 모두 금속으로 설정되어 있으며 측면과 전면에서 관찰되는 보석의 색상 차이가 크거나 완전히 다를 수 있습니다. (4) 색상 층이 얇고 보석의 모공과 균열에서 색상이 깊습니다. 자르고 연마할 때 벗겨질 수 있습니다. (5) 부착된 유기체의 성장은 합성 보석입니다. |
| 불순물 및 먼지 제거 | (1) 구멍 벽에 불순물이 남아 있습니다. (2) 구멍 충전재가 보석과 다릅니다. (3) 거품과 유선형이 있습니다. (4) 구멍 벽이 탄 유리로 보일 수 있습니다. | (1) 충전재의 수축으로 인해 레이저 구멍이 오목하게 보입니다. (2) 평행한 충전 구멍에서 색상 차이 현상("붉어짐" 표시)을 볼 수 있습니다. (3) 보석을 특수한 "끓는 액체"에 담그거나 고온에서 끓이면 충전재가 유리 같은 물질로 나타납니다. |
