3 typer teknikker for å forbedre edelstener
Lær om forbedringsprinsipper og klassifisering av forbedringsteknikker
Forbedring av edelstener er et middel der folk bruker visse vitenskapelige teknologier og prosesseringsteknikker for å endre de fysiske egenskapene og den kjemiske stabiliteten til edelstener av lav kvalitet, for eksempel farge, klarhet, glans og holdbarhet, for å forbedre den dekorative effekten og den økonomiske verdien.
Edelstener som har blitt forbedret, kalles forbedrede edelstener. De er også kjent som kunstig forbedrede produkter eller optimaliserte behandlinger av edelstener. Men uansett navn, siden de ikke lenger er de opprinnelige naturlige edelstenene, bør de klassifiseres som kunstige edelstener.
Skjematisk fremstilling av brønnovn (a) og rørovn (b) (K. Nassau, 1984)
Innholdsfortegnelse
Del I Prinsipper for forbedring av edelstener
Å eliminere ulike feil som finnes i de aller fleste naturlige edelstener for å forbedre deres skjønnhet, holdbarhet og brukbarhet, er prinsippet for forbedring av edelstener. Derfor må forbedring av edelstener og salg av forbedrede edelstener følge prinsippene om pragmatisme og sannhetssøken.
1. Prinsipper for forbedring
Kunstig foredlede edelstener har, i likhet med naturlig formede edelstener, sine egne egenskaper og evalueringsstandarder. I tillegg til å ha de samme iboende fysiske og kjemiske egenskapene og prosessene som naturlige edelstener, har forbedrede edelstener også unike egenskaper i sine forbedringsprosesser. Selv om ulike naturlige edelstener har forskjellige egenskaper etter å ha blitt forbedret ved hjelp av ulike metoder, finnes det felles evalueringskrav for alle kunstig forbedrede edelstener.
(1) Estetisk appell
Verdien av edelstener ligger i deres skjønnhet, og skjønnheten ligger i fargen. Jakten på skjønnhet er en vanlig ambisjon i den materielle verden. Mennesker, dyr og planter, så vel som edelstener, jade og unike steiner, forskjønner alle bevisst eller ubevisst seg selv og sine omgivelser. Folk elsker edelstener fordi de vakre fargene gir glede av skjønnhet både åndelig og materielt.
Edelsteners skjønnhet gjenspeiles i deres indre skjønnhet, ytre skjønnhet og håndverksmessige utførelse. Den primære oppgaven med kunstig forbedring er å avsløre den potensielle indre skjønnheten til edelstener så mye som mulig eller å forbedre deres ytre skjønnhet og håndverk gjennom prosessering.
(2) Holdbarhet
Holdbarhet refererer til om den ideelle effekten som oppnås ved kunstig forbedring av edelstenen, kan forbli stabil og ikke gjennomgå betydelige endringer i et normalt fysisk og kjemisk miljø. Generelt sett avhenger holdbarheten til edelstenens forbedringseffekt av om edelstenens kjemiske sammensetning og indre struktur endres under forbedringsprosessen og stabiliteten til de tilførte fremmedstoffene.
Ingen land definerer klart stabilitetsperioden for forbedrede edelstener. For brukerne er det bedre jo lengre stabilitetsperioden er, i det minste uten vesentlige endringer i løpet av bruksperioden. Siden den økonomiske verdien av forbedrede edelstener er lavere enn tilsvarende naturlige edelstener, kreves det at holdbarheten under normale miljøforhold skal opprettholdes i mer enn 10 år.
(3) Sikkerhet
① Ufarlig
Foredlede edelstener er beregnet for bruk og håndtering og kommer ofte i kontakt med menneskehud. Skadelige stoffer i foredlede edelstener kan skade menneskekroppen hvis de overskrider de angitte sikkerhetsgrensene. Spesielt etter kjemiske reaksjoner og radioaktiv bestråling under foredlingsprosessen kan noen skadelige kjemikalier (salter som irriterer huden og giftige fargestoffer) og gjenværende radioaktivitet skade menneskekroppen betydelig. Derfor må skadelige stoffer som er igjen i foredlede edelstener, ikke slippes ut på markedet før de når trygge nivåer.
② Ingen forurensning
De kjemiske fargestoffene som brukes i foredlingsprosessen av edelstener, har god stabilitet og setter ikke flekker på andre materialer, for eksempel hud og klær. Dessuten produseres det ofte skadelige gasser og annet avfall under forbedring av edelstener. Hvis beskyttelsen er utilstrekkelig, vil det forurense miljøet.
③ Sikkerhet
Under foredlingsprosessen for edelstener kan høyintensiv stråling, høytrykksstrømmer fra varmeovner, eksplosive og brannfarlige kjemiske reaktanter, giftige og skadelige gasser og fint støv utgjøre en betydelig fare for produksjonspersonalet.
2. Forbedringsregler
Alle metoder som brukes for å forbedre utseendet (farge, klarhet eller spesielle fenomener), holdbarheten eller brukbarheten til smykker og edelstener, med unntak av sliping og polering, deles inn i to kategorier: optimalisering og behandling.
(1) Optimalisering
Dette refererer til tradisjonelle metoder som er allment akseptert av folk og som tar sikte på å forbedre edelstenens potensielle skjønnhet. Metoder som hører til optimalisering inkluderer varmebehandling, bleking, voksing, bløtlegging i fargeløs olje og farging (for agat og kalcedon, etc.). Navngivningen av optimaliserte edelstener kan bruke navnene på edelstenene direkte, og det er ikke nødvendig å kommentere dette i identifikasjonssertifikatet. For eksempel kan lyseblå og gråblå safirer med silkelignende inneslutninger fra Myanmar og Sri Lanka forvandles til vakre blå safirer etter varmebehandling under reduserende forhold; fargeløs eller gul topas fra Brasil kan bli blå topas etter bestråling og varmebehandling; smaragder av middels til lav kvalitet fra Colombia kan få fine sprekker skjult og gjennomsiktigheten forbedret ved bløtlegging i fargeløs olje; og farging av de eldste kalcedonene og agatene osv. kan selges som naturlige produkter uten forklaring.
(2) Behandling
Refererer til ikke-tradisjonelle metoder som folk ennå ikke aksepterer. Slike metoder inkluderer bløtlegging i farget olje, fylling (glassfylling, plastfylling eller fylling med andre harde materialer), voksing (for turkis), farging, bestråling, laserboring, Coating, diffusjon og høytemperatur- og høytrykksbehandling. Navnet legges til for behandlede edelstener ved å legge til ordet "behandling" i parentes etter det tilsvarende edelstennavnet, og den spesifikke behandlingsmetoden må beskrives i identifikasjonsbeviset. Anta at det ikke kan fastslås om edelstenen har blitt behandlet under gjeldende generelle identifikasjonsteknologiske forhold. I så fall kan det ikke angis etter edelstenens navn, men en forklarende merknad må legges til.
Den nasjonale standarden fastsetter også at kunstig behandlede syntetiske edelstener kan navngis direkte ved hjelp av det grunnleggende navnet på syntetiske edelstener. For relevante forskrifter, se Tabell 6-1.
Tabell 6-1 Vanlige forbedringsmetoder for bearbeiding av edelstener og identifikasjonsfunksjoner
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Diamant | Laserboring | Forbedre renheten | Synlige hvite rørformede gjenstander, laserhull, få fargeløse fyllinger | Behandling |
| Behandling av belegg | Forbedre farge og slitestyrke | Belegget kan flasse av og kan skrapes av med en kniv eller nål; belegget er for det meste granulært i strukturen, 1500 cm-1 bredden på toppen øker | Behandling | |
| Fyllingsbehandling | Forbedre fargen | Sprekkene i fyllstoffet har varierende glitrende effekter; de mørke områdene er oransjegule eller lilla til purpurrødrosa osv., mens de lyse områdene har blå til blågrønne, grønngule, gule osv. glitrende effekter. Fyllstoffet kan inneholde bobler, flokkulerende stoffer eller tåkelignende strukturer og flytende strukturer osv. Gjennomsiktigheten er redusert, og det kan være ufullstendig fylt | Behandling | |
| Behandling med termisk bestråling | Forbedre fargen | Under nedsenking i olje viser fargede diamanter fargebånd og flekker ved paviljongen, fordelt i en paraplyform. Absorpsjonslinjen 594 nm, 699 nm kan sees; mørkegrønne diamanter kan ha en absorpsjonslinje på 741 nm (ved lave temperaturer). Denne metoden brukes ofte til å endre lyse edelstener til mørke farger, basert på prinsippet om å transformere farge | Behandling | |
| Behandling ved høy temperatur og høyt trykk | Forbedre fargen | Synlige tåkelignende inneslutninger er generelt vanskelige å oppdage. Raman-spektroskopi viser en tydelig absorpsjonstopp ved 637 nm og et eksitasjonsspektrum ved 575 nm. Fargen endres på grunn av endringer i gitterstrukturen. | Behandling | |
| Ruby | Varmebehandling | Forbedre fargen | Flassende og ringlignende spenningssprekker opptrer rundt faste inneslutninger, og fibrøse og nålelignende inneslutninger opptrer som intermitterende hvit tåke. De negative krystallene viser tegn på erosjon eller avrundede former, og tvillingmønstre og fingeravtrykkslignende inneslutninger er også synlige. Det er rutenettlignende fargeblokker, ujevne diffusjonshaloer og pockmarks. | Optimalisering |
| Dynket i farget olje | Forbedring av farger | Sprekkene har fargerike interferensfarger og granulære utfellinger. Oljeflekker på overflaten er synlige, med farge konsentrert i sprekkene, og strømningsmønstre er observerbare. Under fluorescens kan den avgi oransje og gul fluorescens. | Behandling | |
| Farging | Forbedring av farger | Synlige farger er konsentrert i sprekkene, overflateglansen er svak, det er en abnormitet i pleokroisme, og den kan vise oransjerød fluorescens når den tørkes av med aceton. | Behandling | |
| Diffusjonsbehandling | Forbedre eller skape stjernelyseffekter | Fargefordelingen er ujevn på overflaten; stjernelinjer er ensartede; dikroisme er uskarp; fargeflekker avgir rød fluorescens; brytningsindeks 1,78-1,79 (1,80); farge kan konsentrere seg på kantene eller innsiden av sprekker eller groper før behandling; interne egenskaper ligner de som varmebehandlede faser. | Behandling | |
| Fyllingsbehandling | Øke åpenheten | Glassaktige fyllinger i synlige sprekker eller hulrom på overflaten, gjenværende luftbobler, svak glans; deres sammensetningsstruktur er forskjellig fra rubinens, og fyllingene kan identifiseres ved infrarød eller Raman-spektroskopi. | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Safir | Varme Behandling | Forbedre fargen | Ligner på den varmebehandlede strukturen til rubiner. Gitterlignende fargeflekker, originale fargebånd, fargeflekkanter er uskarpe, ingen 450 nm absorpsjonsbånd. | Optimalisering |
| Diffusjon | Fargeforbedring eller produksjon av stjernelignende effekter. | Under nedsenking i olje eller spredt lys er fargene konsentrert på kantene av rygger eller sprekker, ujevne og ser ut som nettlignende. Eller konsentrert på kantene og innsiden av groper og andre defekter; stjernelignende inneslutninger er fine og rette, og nålelignende inneslutninger er konsentrert på overflaten, med blåhvit eller blågrønn fluorescens mulig under kortbølget lys, og kan mangle 450 nm absorpsjonsbånd. | Behandling | |
| Bestråling | Forbedre fargen | Fargeløse, lysegule og noen lyseblå safirer kan produsere dyp gul eller oransjegul etter bestråling, noe som er ekstremt ustabilt og vanskelig å bestemme behandlingsgrunnlaget med konvensjonelle instrumenter. | Behandling | |
| Smaragd | Nedsenket i fargeløs olje | Forbedre fargen | Fargeløse eller lysegule interferensfarger synlige i sprekkene. Vises gulgrønn eller grønngul fluorescens under lange bølger, og "svetter" ved oppvarming. | Optimalisering |
| Dynket i farget olje | Forbedring av farger | Grønn refleksjon i sprekker; blekner av aceton. Gulgrønn eller grønngul fluorescens ved lange bølgelengder. | Behandling | |
| Fyllingsbehandling | Forbedre fargenes holdbarhet | Fyllstoffet er fordelt langs sprekkene og fremstår grønt og reflekterende, tåkete, med bobler og flytende struktur; det "svetter" når man stikker med en varm nål; det kan løses opp med aceton. | Behandling | |
| Akvamarin | Varmebehandling | Forbedre fargen | Blågrønn, gul, grønn farget av jern, kan bli blå etter varmebehandling, stabil, kan ikke måles med konvensjonelle instrumenter | Optimalisering |
| Katteøye | Bestråling | Forbedre farge og eyeliner | Konvensjonelle instrumenter er ikke enkle å oppdage | Behandling |
| Beryl | Varmebehandling | Forbedre fargen | Vanligvis brukt til fargebehandling av morganitt, og fjerner den gule tonen for å produsere ren rosa. 400 ℃ Under stabile, vanlige instrumenter er ikke enkle å oppdage. | Optimalisering |
| Bestråling | Endre farge | Endringer fra fargeløs, lys rosa til gul (stabil under 250 ℃) eller blå, ofte vanskelig å oppdage. Den bestrålte blå beryl har absorpsjonsbånd plassert ved 688 nm, 624 nm, 578 nm, 560 nm og andre. | Behandling | |
| Belegg | Gir et grønt utseende | Grønn filmavløsning er synlig under forstørrelse | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Turmalin | Varme Behandling | Forbedre fargen | Mørk oppvarming gir grønn til blågrønn, rosa eller rød oppvarming gir fargeløs; oransje oppvarming gir gul; brun og lilla oppvarming gir blå, stabil og umålbar | Optimalisering |
| Bløtlegging i fargeløs olje | Forbedre utseendet | Oljen senkes ned i sprekkene | Optimalisering | |
| Farging | Forbedre utseendet | Bruk farge for å trenge inn i hullene og farg dem røde, rosa, lilla osv. Aceton vil falme det. | Behandling | |
| Fylling | Forbedrer utseende og holdbarhet | Fyller hulrom og sprekker i overflaten med harpiks. Synlige forskjeller i overflateglans, og av og til kan man se bobler i sprekker eller hulrom. | Behandling | |
| Bestråling | Forbedre fargen | Lys rosa, lys gul, grønn, blå eller fargeløse blir dyprosa til rød eller dyp lilla-rød etter bestråling, gul til oransje-gul, grønn, etc., er ustabile, varmebehandling vil føre til falming, og de er ikke enkle å oppdage. | Behandling | |
| Zirkon | Varmebehandling | Forbedre fargen | Nesten alle fargeløse og blå zirkoner produseres ved varmebehandling, og kan også produsere rød, brun, gul osv. Vanligvis stabile, men noen få kan endre farge når de utsettes for lys. Sprekker og små groper forekommer ofte på overflaten eller kantene. | Optimalisering |
| Topas | Varmebehandling | Produserer rosa | Gult, oransje og brunt kan bli rosa eller rødt ved oppvarming. Stabilt, ikke målbart | Optimalisering |
| Bestråling | Produserer grønt, gult, blått og andre farger | Fargeløs kan bli dypblå eller brungrønn, og ofte produseres blå gjennom varmebehandling; gul, rosa og brungrønn kan bli dypere i fargen eller fjerne urenheter gjennom bestråling, hvorav de fleste ikke er målbare | Behandling | |
| Diffusjon | Produserer blått | Fargeløs fremstår blå og blågrønn. Ved forstørrelse kan fargen sees konsentrert ved fasettkantene. | Behandling | |
| Kvarts | Varmebehandling | Produserer gult | Mørk ametyst blir lys; gråtoner fjernes; ametyst oppvarmet blir til Topas og grønn kvarts; noe røykfylt krystall blir til en grønnaktig sitrin. Fargen er ustabil og umålbar. | Optimalisering |
| Bestråling | Produserer lilla røykaktig farge | Kvarts blir røykaktig krystall, ikke målbar; fluoritt blir dypere i fargen, stabil, ikke målbar | Behandling | |
| Farging | For imitasjoner av edelstener | Slokking av krakeleringsmønster, fargelegging ved nedsenking i fargestoff. Forstørret inspeksjon viser at fargestoffet er konsentrert i sprekkene og avgir fluorescens. | Behandling | |
| Feltspat (månestein, amasonitt; solstein, labradoritt) | Belegg | Forbedre utseendet | Dekk til med blått eller svart belegg for å skape en iriserende effekt. Avskalling av belegg kan sees under forstørrelse. | Behandling |
| Voksing | Forbedre utseendet | Brukes til å fylle overflatespaltninger og hull. Middels stabilitet. Varmenål kan smelte voks, infrarød spektroskopimåling | Behandling | |
| Bestråling | Brukes til imitasjon av edelstener | Hvit mikroklin kan behandles til blå amazonitt, som er sjelden og vanskelig å oppdage | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Skapolitt | Bestråling | Forbedre fargen | Fargeløs eller gul blir lilla, ustabil, blekner helt i lys | Behandling |
| Tanzanitt | Varmebehandling | Produserer lilla | Noen krystaller med brune toner produserer lilla-blå, stabile og umålbare | Optimalisering |
| Pyroksen (som spodumen) | Bestråling | Forbedre fargen | Fargeløse eller nesten fargeløse spodumener ser rosa ut, lilla toner blir mørkegrønne og blekner litt når de varmes opp eller utsettes for lys. Farger som produseres ved bestråling, inkluderer gul, gulgrønn spodumen med gjenværende radioaktivitet, som er stabil og vanskelig å oppdage. Lys gul har ingen naturlig motpart. | Behandling |
| Andalusitt | Varmebehandling | Forbedre fargen | Rosa produsert ved å varme opp noe grønt, stabilt, umålbart | Optimalisering |
| Euclase | Bestråling | Forbedre fargen | Fargeløse eksemplarer kan se blå eller lysegrønne ut, stabiliteten er usikker, og de er ikke lette å oppdage | Behandling |
| Kalsitt | Farging | Forbedring av farger | Kan farges i ulike farger, fargestoffet er synlig i delesømmene | Behandling |
| Voksdypping eller liminjeksjon | Forbedre utseendet, forebygge | Overflaten har en fettaktig glans, lett å smelte, kan oppdages med en varm nål | Behandling | |
| Bestråling | Generer farge | Produserer blått, gult eller lys lilla. Noen farger kan falme og er ikke lett å oppdage. | Behandling | |
| Jade | Varmebehandling | Produserer rødt og gult. | Lysebrune eller fargeløse kan virke brune, brungule, og de som er røde har en tørr følelse. Vanskelig å oppdage. | Behandling |
| Bleking, voksing | Forbedre utseendet | Bløtlegges i voks etter syrevask. Overflaten har en voksaktig glans, voks frigjøres ved oppvarming, og det er blåhvit fluorescens. | Behandling | |
| Bleking, Fylling | Forbedret utseende og holdbarhet | Harpiksglans, bunnen blir hvit, fargen blir gul. Original fargeorienteringsskade, overflaten har appelsinskalleffekt (eller ingen), partikler ødelagt, spaltning usammenhengende; se kanallignende struktur; polert overflate viser mikroskopiske sprekker; struktur løs; tetthet 3,00-3,34g/cm3 , brytningsindeks 1,65 (punktmåling), har 2400-2600cm-1,2800-3200cm-1 sterk absorpsjonstopp, har ofte fluorescens | Behandling | |
| Farging | Produserer lysegrønne | Fargestoffene er fordelt i et nettlignende mønster langs kornspaltene, og kromsaltfargestoffer har ofte et absorpsjonsbånd på 650 nm. Noen pigmenter kan se røde ut under et fargefilter, mens andre ikke viser noen reaksjon. Vanlige kunstige sprekkmønstre. | Behandling | |
| Belegg | Generer grønt | Lav brytningsindeks, svak overflateglans, ingen kornethet, med en synlig absorpsjonstopp ved 650 nm | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Nephrite | Nedsenking i voks | Forbedre utseendet | Fyll overflatesprekker med fargeløs voks eller parafin. Varme kan smelte det. Infrarød spektroskopi viser absorpsjonstopper av organiske stoffer. | Behandling |
| Farging | Produserer levende farger | Vanligvis grønnfarget, med fargestoffet fordelt langs kornspaltene. Absorpsjonsspekteret viser en topp ved 650 nm. | Behandling | |
| Opal | Merk fargeløs olje | Forbedre utseendet | Fargeløs olje eller fargeløse ikke-faste materialer. Synlig unormal glorie, glitrende effekt, vanskelig å oppdage | Behandling |
| Fargelegging | Styrke fargeendring | Fargestoffer samler seg ofte i granulatform i hullene og vil miste fargeforandringen når de utsettes for vann | Behandling | |
| Plastfylling | Forbedre utseendet | Farget eller fargeløs plast, lav tetthet 1,90g/cm3karakterisert av svarte fine linjer, noen ganger kan man se ugjennomsiktige metalliske smålegemer. | Behandling | |
| Belegg | Forbedre fargeendring | Bruk svart materiale som underlag. Kan observeres under forstørrelse, kan graveres med en fin nålespiss. | Behandling | |
| Kvartsitt | Farging | Brukes til imitasjon av edelstener | Det kan ha forskjellige farger. Fargestoffene er fordelt langs de intergranulære sprekkene, med en absorpsjonstopp ved 650 nm i det synlige spekteret (grønt spektrum). | Behandling |
| Kalcedon | Varmebehandling | Forbedre fargen | Jevn farge, lys, ikke lett å oppdage | Behandling |
| Farging | Produserer levende farger | Det kan være forskjellige farger. Fargestoffer er fordelt langs sprekkene, og de grønnfargede kan ha absorpsjonsbånd på 645 nm, 670 nm. | Behandling | |
| Serpentinex | Nedsenking i voks | Forbedre utseendet | Fyll sprekker eller hull med fargeløs voks, generelt mer stabil; voksaktig glans, "svetter" når man stikker med en varm nål | Optimalisering |
| Farging | Produserer levende farger | Det finnes ulike farger, med fargestoffer fordelt langs sprekkene; de grønnfargede kan ha en absorpsjonsbåndbredde på 650 nm | Behandling | |
| Turkis | Nedsenking i voks | Utdypende farge | Brukes til å tette små porer. Varme nåler kan smelte voks, som har lav tetthet og en voksaktig glans. | Behandling |
| Fylling | Forbedre farge og holdbarhet | Fargeløs eller farget plast eller materialer som epoksyharpiks tilsatt metall. Lav tetthet (2,4-2,7 g/cm3), lav hardhet (3-4). Varmenåler kan smelte organiske stoffer, infrarød spektroskopi kan bestemme organiske stoffer, og uregelmessige flak kan observeres under forstørrelse. | Behandling | |
| Farging | Utdyp fargen | Svart flytende skokrem og andre materialer. Fargen er dyp og unaturlig, fargelaget er grunt og lett å falle av, kan vaskes av med ammoniakk og kan smeltes med en varm nål. Brukes til å simulere mørkfargede underlag. | Behandling | |
| Lapis lazuli | Voksdyping eller fargeløs olje | Forbedre utseendet | Vokslaget er utsatt for avskalling. Olje samler seg i sprekkene, og når man stikker med en varm nål, "svetter" den. | Optimalisering |
| Farging | Forbedre utseendet | Farge som er fordelt langs sprekkene, kan tørkes av med aceton, alkohol eller fortynnet saltsyre. | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Malakitt | Voksing | Forbedre utseendet | Senk voksen fra overflaten ned i sprekken; den varme nålen kan smelte den. | Optimalisering |
| Fylling | Forbedre holdbarheten | Fyll sprekkene med plast eller harpiks. Ved forstørret inspeksjon avsløres fyllstoffet, som kan smeltes med en varm nål. | Behandling | |
| Marmor | Farging | Brukes til imitasjon | Fargen er tilgjengelig i ulike farger og er synlig under forstørrelse. Reagenser kan tørke av farge, og fargen konsentreres i hullene. | Behandling |
| Talkum | Farging | Produserer forskjellige farger | Fargestoff samler seg i sprekkene, synlig under forstørrelse, reagens tørker av fargen | Behandling |
| Belegg | Forbedrer utseendet, skjuler sprekker | Materialer som plast eller voks for å dekke overflatesprekker og poleringsmerker, noe som øker hardheten. Filmen er utsatt for avskalling og føles varm og klebrig ved berøring. | Behandling | |
| Fluoritt | Varmebehandling | Forbedre fargen | Behandler ofte svart og mørkeblå til blå, stabil. Unngå nedsenkningsvarme over 300 ℃, vanskelig å oppdage | Optimalisering |
| Bestråling | Forbedre fargen | Fargeløs blir lilla, grønn kan fluorescere. Endrer seg lett, ustabil, ikke lett å oppdage | Behandling | |
| Fylling | Forbedre fargen | Fyll overflatesprekker med plast eller harpiks for å sikre at det ikke oppstår sprekker under behandlingen, synlige under forstørrelse, og smelt med en varm nål | Behandling | |
| Howlite | Farging | Forbedre fargen | Lett å fargelegge, kan farges grønn (etterligner turkis), blå (etterligner lapis lazuli) og andre farger. Fargen er ikke naturlig fordelt, men konsentrert i nettverkssprekkene, synlig under forstørrelse, og kan falme. Ser rosa eller rød ut under et Charles-filter. | Behandling |
| Orientalsk jaspis | Fylling | Legg til rødt | Lim eller harpiks fyller rødt pigment eller cinnoberpulver i sprekker eller groper, og etter tørking påføres et lag med harpiks. Overflaten har en voksaktig eller fettaktig glans. "Blodfargen" er entydig og for det meste fordelt langs sømmer eller groper. Fargepartiklene flyter ikke helt i limet. Fargen er lys og god, føles varm å ta på, har høy hardhet, lav tetthet og kan forkulles ved oppvarming. | Behandling |
| Belegg | Forbedre utseendet, legg til rødt | Bland cinnoberpulver eller rødt pigment med lim og påfør det på overflaten for å forsterke "blodfargen". Ved forstørret inspeksjon kan man se at "blodfargen" flyter i det transparente laget, med sporadiske penselstrøk, og at det ikke dannes en hinne når man drypper aqua regain. | Behandling | |
| Shoushan-stein | Varmebehandling | Forbedre eller endre farging | Røyking eller kjemiske midler grill eller konstant temperaturoppvarming, behandling av overflaten til å være svart eller rød, med en jevn og fullstendig fargefordeling, og bare på den grunne overflaten, utsatt for sprekker, dårlig vannretensjon, ingen "reddikmønster". | Optimalisering |
| Farging | Produserer gule, rødbrune og mørkerøde farger | Metoder som koking eller farging brukes for å farge den gul eller rød til mørkerød, og imiterer feltgul stein. Overflaten er farget, mens innsiden er hvit (steinpulver), og fargingen er ujevn og unaturlig, konsentrert ved sprekker eller hulrom, uten reddikmønster. Fargestoffet forårsaker bleking med aceton. | Behandling | |
| Belegg | Forbedre utseendet | Bland gult steinpulver med epoksyharpiks jevnt, påfør det på overflaten for å lage en faux steinfinér, som imiterer Field-gul stein. Overflaten har en uvanlig glans, er utsatt for riper, og det skrapede steinpulveret ser gult ut. Steinen er relativt tørr, har ingen "reddikmønstre", og filmen er lett å skrelle av. | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Naturperler | Bleking | Forbedre farge og utseende | Fjern urenheter fra perleoverflaten. Behandlingsmetoder som hydrogenperoksid, klorgass og fluorescerende bleking er vanskelige å oppdage med konvensjonelle instrumenter. | Optimalisering |
| Farging | Produserer svarte og grå farger | Det finnes to metoder: kjemisk farging og sentralfarging, etterfulgt av polering. Fargestoffer kan sees i overflategroper og hull. Acetonservietter kan falme fargen, og sølvklorid som blir svart, kan oppdage sølvelementer. | Behandling | |
| Kulturperle | Bleking | Forbedring av utseendet | Fjerning av urenheter fra overflaten av perler. Behandlinger som hydrogenperoksidmetoden, klorgassmetoden og fluorescerende blekemetoder er ikke lett å oppdage med konvensjonelle instrumenter. | Optimalisering |
| Whitening | Forbedre fargen | Tilsett blekemiddel basert på bleking | Optimalisering | |
| Farging | Produserer farger | Ligner på naturperler. Fargeflekker kan sees under forstørrelse, med punktlignende avleiringer på overflaten. Fargestoffet kan sees når det tørkes av med fortynnet saltsyre eller aceton. Sølv er inert under lange bølger, men kan påvises ved farging med sølvklorid. Hvite linjer er synlige ved røntgenfotografering. | Behandling | |
| Bestråling | Endre farge | Kan forekomme i svart, grønn-svart, blå-svart, grå osv. Forstørret inspeksjon avslører bestrålingsglorier i perlemorlaget, og Raman-spektroskopianalyser viser forskjeller fra ubehandlede svarte perler. | Behandling | |
| Korall | Bleking | Forbedre utseendet | Hydrogenperoksid fjerner misfarging, kroppsfargen blir lysere, og konvensjonelle instrumenter er ikke lette å oppdage. | Optimalisering |
| Nedsenking i voks | Forbedre utseendet | Voks fyller hullene og hulrommene, som er synlige ved forstørret inspeksjon, "svetter" når man stikker med en varm nål, og har fluorescens | Optimalisering | |
| Farging | Produserer rødt | Fargestoffet er fordelt langs vekstbåndene. Konsentrasjonen av fargestoff er synlig i sprekkene, med ujevn fargefordeling, og den blekner når den tørkes av med aceton. | Behandling | |
| Fylling | Forbedre farge og holdbarhet | Fyll porøse koraller med epoksyharpiks eller lignende gellignende stoffer, noe som reduserer tettheten, og det kan frigjøres gel når man stikker med en varm nål | Behandling |
| Navn på edelsten | Forbedringsmetode | Forbedringseffekt | Identifikasjonsfunksjoner | Klassifisering |
|---|---|---|---|---|
| Amber | Varmebehandling | Utdypende farge | Oppvarming av skylignende rav i vegetabilsk olje for å gjøre det mer gjennomsiktig, noe som gir nålelignende sprekker i et "vannlilje-" eller "sollys"-mønster; regenerert rav har en omrørt struktur med granulær sammensetning. Unormal dobbeltbrytning, med krittblå fluorescens. | Optimalisering |
| Farging | Gjør fargen dypere | Imitert mørkerødt rav, også tilgjengelig i grønt eller andre farger, med synlig fargestoff fordelt langs sprekkene | Behandling | |
| Elfenben | Bleking | Fjern misfarging | Bruk oksiderende løsninger som hydrogenperoksid for å fjerne gulfarging, gjøre den lysere eller fjerne urenheter. Ustabilt og vanskelig å oppdage. | Optimalisering |
| Nedsenking i voks | Forbedre utseendet | Den synlige overflaten har en voksaktig følelse og virker fet og glatt. Den kan måles med en varm nål, men er generelt vanskelig å oppdage. | Behandling | |
| Farging | Brukes til håndverk | For å skape utseendet til gammelt elfenben er dette uvanlig. Ved forstørrelse kan man se farger konsentrert langs den strukturelle teksturen eller flekkete. | Behandling | |
| Skall | Belegg | Imitert perle (glans) | Overflaten er belagt med perleessens og andre materialer, noe som gir en perleglans, imitasjonsperle. Ved forstørret inspeksjon ser man at en tynn film har falt av, overflaten er glatt uten "korn", glansen er unormal, og mangler de unike vekstspiralmønstrene til en perleoverflate, og ligner i stedet den monotone, ru overflaten til et eggeskall med varierende høyder, med en indre lagdelt struktur. | Behandling |
| Farging | Produserer forskjellige farger | Fargen flyter på overflatelaget, aceton tørker den av | Behandling | |
| Syntetisk rubin | Slukkeeksplosjon | Generer sprekker | Imitasjon av naturlig rubin | Behandling |
| Glass | Belegg | Forbedret briljans | Etterligner naturlige edelstener, og man kan ofte se at deler av filmen skaller av, og skarpe gjenstander kan fjerne den | Behandling |
Del II Klassifisering av forbedringsteknikker
På grunn av de mange og konfidensielle metodene for edelstensforbedring, samt varierende grad av offentlig anerkjennelse av disse metodene, finnes det i dag ingen enhetlig klassifiseringsordning. Forfatteren mener at teknikker for edelsteinsforbedring kan kategoriseres systematisk i henhold til gemmologiens årsaksfaktorer, inndelt i tre nivåer: gruppe, art og underart (Tabell 6-4). Her refererer "gruppe" til det materielle grunnlaget for edelstensforbedring, det vil si årsaksfaktorene (energi, sammensetning osv.) som fører til edelstensforbedring; "art" refererer til virkningsmåtene til årsaksfaktorene; og "underart" er en underinndeling av "art", som refererer til spesifikke forbedringsmetoder.
Tabell 6-4 Klassifisering av teknikker for forbedring av edelstener
| Gruppe | Arter | Underart | Grad av anerkjennelse | |
|---|---|---|---|---|
| Gruppe | Arter | Underart | Optimalisering | Behandling |
| Aktivering av energi | Termisk energiprosess | Konvensjonell varmebehandlingsmetode | √ | |
| Elektrolytisk behandlingsmetode med smeltet salt | √ | |||
| Bestrålingsprosessen | Bestrålingsmetode med tunge ladede partikler | √ | ||
| Metode for høyenergi-elektronbestråling | √ | |||
| Metode for elektromagnetisk bestråling | √ | |||
| Metode for nøytronbestråling | √ | |||
| Termisk bestrålingsprosess | Termisk bestråling med tunge ladede partikler | √ | ||
| Termisk - høyenergi-elektronbestråling | √ | |||
| Termisk - elektromagnetisk bestråling | √ | |||
| Termisk - nøytronbestråling | √ | |||
| Kjemisk reaksjon | Termisk diffusjon | Permeasjonsmetode for pulverpakker | √ | |
| Saltbad-metoden | √ | |||
| Smeltemetode | √ | |||
| Rensing Fusjonsmetode | Rensemetode for sterke syrer og sterke baser | √ | ||
| Rensing Fusjonsmetode | √ | |||
| Kjemisk blekemetode | √ | |||
| Metode for lysfading | √ | |||
| Kjemisk utfelling | Saltbløtleggingsmetode | √ | ||
| Pyrolysemetode med flytende farge | √ | |||
| Fysisk modifisering | Poreinjeksjon | Statisk injeksjonsmetode | √ | |
| Termisk injeksjonsmetode | √ | |||
| Høytrykksinjeksjonsmetode | √ | |||
| Overflatebelegg | Beleggingsmetode | √ | ||
| Pletteringsmetode | √ | |||
| Metode for påføring av folie | √ | |||
| Fjerning av urenheter | Metode for fjerning av urenheter med laser | √ | ||
1. Aktivering av energi
Energiaktivering refererer til endringene i edelsteners utseendeegenskaper forårsaket av tilførsel av ekstern energi. Endringene i edelsteners utseende avhenger hovedsakelig av egenskapene til edelstenene selv og betingelsene for energitilførsel.
Den kan deles inn i to typer: termiske energiprosesser og bestrålingsprosesser, basert på energikilden og virkningsmetoden.
(1) Termisk energiteknologi
Termisk energiteknologi, også kjent som varmebehandling, er prosessen med oppvarming under kontrollerte temperaturforhold i en bestemt atmosfære (oksiderende eller reduserende) for å forbedre edelsteners utseende.
Når edelstener varmes opp, endres deres fysisk-kjemiske egenskaper til en viss grad med varierende temperaturer. Fysiske endringer manifesterer seg som smelting, sprekker og sprekkheling; kjemiske endringer gjenspeiles i variasjoner av ioniske valenstilstander, innholdsendringer, endringer i det anioniske feltet, separasjon av faste løsninger og fremveksten av spesielle fenomener. Disse endringene gjenspeiles til slutt i farge, gjennomsiktighet, klarhet, spesielle optiske fenomener og andre perleutseendeegenskaper, det vil si for å oppnå formålet med å forbedre perlen. Resultatene av varmebehandling er imidlertid ofte uforutsigbare på grunn av kompleksiteten i de naturlige forholdene som edelstener dannes under. Derfor er det viktig å gjennomføre gjentatte eksperimenter ved hjelp av ulike teknikker for termisk energi (temperaturkontrollforhold, atmosfære, trykk, tilsetningsstoffer osv.) basert på en detaljert studie av de fysisk-kjemiske egenskapene til edelstenene som skal forbedres for å oppnå de ønskede resultatene.
Hovedfunksjonene ved varmebehandling er blant annet å endre valenstilstanden til fargeforårsakende ioner, eliminere ustabile fargesentre, dehydrering, dekrystallisering, rensing eller aldring, fjerne fargebånd, indusere slukkesprekker og sprekkheling, eliminere fibrøse materialer og mørke kjerner eller brune flekker, endringer i krystalliseringskonfigurasjon og til og med smelteregenerering.
Termiske prosesser deles inn i to vanlige metoder basert på graden av endring i edelstenens kjemiske sammensetning: vanlig varmebehandling og elektrolyse med smeltet salt. Termiske innretninger omfatter ovner (motstandsovner, saltsmelteovner, brenselsovner), ovner med kontrollert atmosfære og termiske vakuumovner (figur 6-1). Varmekildene omfatter laseroppvarming og elektronstråleoppvarming. Tilleggsutstyret omfatter utstyr for atmosfærekontroll (gassgeneratorer, ammoniakkdekomponeringsenheter og vakuumsystemer), kraftutstyr (fordelingsskap, vifter osv.), måleinstrumenter (temperaturinstrumenter, trykkmålere, strømningsmåler, automatisk kontrollutstyr osv.), digler og kjøleutstyr for rengjøring.
Når det gjelder temperaturen som kreves for termiske prosesser, kan den deles inn i fire trinn: lav temperatur (100-200 °C), middels temperatur (rundt 200-700 °C), høy temperatur (700-1300 °C) og ultrahøy temperatur (over 1300 °C). De termiske behandlingsbetingelsene for vanlige edelstener er oppført i tabell 6-5.
Tabell 6-5 Betingelser for varmebehandling av edelstener med fargeendring
| Edelsten | Resulterende farge | Temperatur for varmebehandling (℃) |
|---|---|---|
| Sri Lankas blå safir | Lys gulaktig hvit | 400 |
| Sri Lankas lilla safir | Rosa | 450 |
| Ceraunite (oransje) | Rosa | 500 |
| Grønn smaragd | Blå (akvamarin) | 420 |
| Gul beryll | Lyseblå Hvit | 400 |
| Oransje rød beryll | Lys rosa | 400 |
| Brun grønn turmalin | Rosa | 400 |
| Mørkerød turmalin | Rosa | 550 ~ 600 |
| Røykfylt grønn turmalin | Lysere grønt | 600 ~ 650 |
| Blågrønn turmalin | Lys grønn | 650 |
| Røykkvarts | Hvit | 275 ~ 300 |
| Røykgul kvarts | Gul-oransje | 250 ~ 350 |
| Litt ametyst | Oransje-gul | 500 ~ 575 |
| Blågrønn zirkon | Lyseblå | 380 ~ 500 |
Varmebehandlingsutstyr er det grunnleggende verktøyet for varmebehandling av edelstener, som kan være enkel eller kompleks. Enkle varmebehandlingseksperimenter kan utføres i laboratoriet ved å bruke alkohol som varmekilde, plassere edelstenene i et reagensrør eller en smeltedigel over en flamme eller varme dem opp i en kullovn. Ulempene med disse oppvarmingsmetodene er ujevn oppvarming, betydelig tap og manglende mulighet til å kontrollere temperaturen. Det beste er å bruke oppvarmingsutstyr med kontrollanordninger, for eksempel lavtemperaturbehandlinger som kan utføres i ulike ovner (varmlufts- eller infrarøde tørkeovner, infrarøde stekebokser), mellom- og høytemperaturvarmebehandlinger kan utføres i en muffelovn.
Under varmebehandlingsprosessen er det viktig å kontrollere temperaturen, oppvarmingshastigheten, holdetiden ved temperaturen, nedkjølingstiden og -hastigheten, samt kontroll av den omgivende atmosfæren og tilsetningsstoffer (fargeioner, pH osv.). Dette er de viktigste faktorene som sikrer termisk effektivitet. Før varmebehandling er det viktig å velge ut prøvene nøye, avklare formålet med og gjennomførbarheten av behandlingen, bestemme behandlingsutstyret, ta hensyn til sikkerhet, redusere tilfeldigheter og risiko og oppnå maksimale resultater med minimal innsats.
① Vanlig varmebehandling
Ved å varme opp edelstenen (ved høye, middels og lave temperaturer) endres innholdet og valenstilstanden til de indre kromoforionene, eller de indre strukturelle defektene i krystallen endres, noe som resulterer i endringer i edelstenens fysiske egenskaper (farge, gjennomsiktighet, optiske egenskaper) for å oppnå en forbedring (tabell 6-6).
Tabell 6-6 Identifikasjonsfunksjoner for termisk energiprosess
| Temperatur | Forbedret edelsten | Interne egenskaper | Eksterne funksjoner |
|---|---|---|---|
| Lav temperatur | Amber | Induserte skiveformede sprekker | Fargen blir dypere på grunn av oksidasjon |
| Middels temperatur | Ametyst, beryll, turkis, topas osv. | Spenningssprekker og mørke flekker som dannes ved at mikroinneslutninger av gass og væske sprekker opp. | Ingen |
| Høy temperatur, ultrahøy temperatur. | Diamant, rubin, safir osv. | Vanligvis ikke åpenbare og vanskelige å måle. Av og til: (1) Flekklignende diffusjonshaloer av varierende størrelse (2) Skiveformede eller skålformede spenningssprekker rundt faste inneslutninger (3) Gass-væske-inneslutninger forsvinner, med mørkere kroppsfarge og sprekker (4) Noen ganger spesiell ultrafiolett fluorescens. |
(a) Varmebehandling ved høy temperatur
- Under oksiderende atmosfæreforhold: det kan endre fargene på lyseblå, lysegule og lyserosa safirer gjennom transformasjon av kromogene ioners valenstilstand Fe2+ + e→Fe3+og ladningsmigrasjon (O2–→Fe3+Det kan eliminere de silkelignende inneslutningene i røde safirer (ofte forårsaket av rutilinneslutninger eller faste løsninger), noe som forbedrer edelstenenes klarhet; det kan eliminere mørke kjerner eller brune flekker i rubiner, og effektivt endre fargen deres; det kan forvandle brun til brunrød zirkon av lav type til fargeløs gjennomsiktig zirkon av høy type, noe som fører til endringer i krystalliseringskonfigurasjonen; gjennom høy temperaturbehandling eller slukking kan det eliminere eller svekke de karakteristiske buede vekstlinjene til flammefusjon syntetiske røde og blå safirer, etc.
- Under forhold med reduserende atmosfære kan den omdanne grønnblå beryll eller grønn akvamarin til blå akvamarin gjennom omdannelse av Fe3++e→Fe2+valenstilstander; Sri Lankas melkehvite, brunlige og lyseblå Geuda-steiner (som inneholder Fe3+ , Ti4+) kan oppnå transformasjon av Fe3++ e+→ Fe2+ valenstilstander gjennom 1600-1900 ℃ høytemperaturbehandling, noe som fører til ladningsmigrasjon mellom Fe2++ Ti4+→Fe3++Ti3+og resulterer i blå safirer; brun-brun-rød zirkon av lav type blir til lys blåblå zirkon.
(b) Varmebehandling ved middels temperatur
Varmebehandling ved middels temperatur brukes hovedsakelig til å eliminere ustabile fargesentre i edelstener, noe som gjør fargene på edelstenene holdbare og uforanderlige. De forbedrede fargene på edelstenene vil ikke falme på grunn av lyseksponering eller sollys, og de vil heller ikke endre seg vesentlig over tid. Noen akvamariner, tanzanitter, sitriner, grønn krystall, citrin, turmalin, topas og andre fargede edelstener på markedet har for det meste gjennomgått varmebehandling.
(c) Varmebehandling ved lav temperatur
Edelstener som inneholder limonitt (Fe2 O3 - ոH2O)) eller fargeforårsakende urenheter som jernhydroksid, som gul kalcedon, brungul jade og gul treopal cat's eye, gjennomgår varmebehandling. På grunn av dehydreringseffekten av de fargeskapende urenhetene omdannes de til hematitt, noe som fører til at edelstenens opprinnelige gule og brungule fargetoner endres til rød og rødbrun. Organiske edelstener som elfenben og rav kan oksidere under varmebehandling, noe som gir dem et dypere utseende og en antikk eller eldre effekt. De kan også gjøre det mulig å smelte sammen og rekonstruere rav, noe som forbedrer klarheten og gjennomsiktigheten.
Varmebehandling kan ødelegge fargesentre; røykfylt kvarts kan bli grønn eller gulgrønn etter 140-200 ℃, og ytterligere oppvarming til 380 ℃ kan gjøre den fargeløs; ametyst kan bli gul eller fargeløs; rød og brun zirkon kan bli til fargeløs zirkon, og så videre.
② Elektrolyse med smeltet salt
Etter å ha blandet det smeltede saltet: Legg det i en grafittdigel og fortsett med elektrolyseprosessen. Bruk platinatråd som vikles rundt edelstenen og fungerer som anode, mens grafittdigelen fungerer som katode. Etter at elektrolytten har smeltet i ovnen, legger du edelstenen med platinatråden rundt inn i elektrolysecellen for elektrolyse (betingelser: spenning 3,0 V, tid 40-45 min), og tar den deretter ut. Elektrolyse forårsaker endringer i valenstilstanden og innholdet i fargen, noe som forårsaker ioner i edelstenen og endrer fargen.
Ulempen med denne metoden er at hvis det smeltede saltet velges feil, vil edelstenen bli erodert.
Copywrite @ Sobling.jewelry - Tilpasset smykkeprodusent, OEM og ODM smykkefabrikk
(2) Bestrålingsprosessen
Bestrålingsprosessen er en metode der man bruker bølgeenergi eller mikroskopiske partikler til å bestråle edelstener, noe som fører til fysiske og kjemiske endringer i edelstenene. Fordi ioniserende stråling direkte eller indirekte kan forårsake ioniseringseffekter i det bestrålte materialet gjennom energiomdannelse under interaksjonen med edelstenen.
① Effekter av bestråling
Edelstener kan gjennomgå en viss grad av endring under bestrålingsbehandling, spesielt i farge. Endringene i visse av edelstenens egenskaper avhenger av edelstenens kjemiske sammensetning og krystallstruktur, samt faktorer som strålingstype, strålingens energinivå, strålingens varighet og strålingsmetoden.
(a) Endringer i edelstenens farge
Mangfoldet av edelstenfarger skyldes den kjemiske sammensetningen, krystallstrukturen, inneslutninger, krystalloptikk og menneskelige faktorer.
Forbedringen av prosessen kan føre til endringer i fargen på edelstener på grunn av variasjoner i noen av faktorene. Stråling er en metode som kan endre fargen på edelstener og er årsaken til endringene i den indre strukturen til edelstenkrystaller, noe som fører til dannelsen av ulike fargesentre. Fargesentre kan deles inn i fargesentre med ladningsdefekter og fargesentre med ioniske defekter. Fargesentre med ladningsdefekter dannes når ioner ved gitterpunkter bare endrer seg i sine ladede egenskaper. De kan videre deles inn i vakansefargesentre og elektronfargesentre. I motsetning til dette dannes fargesentre for ioniske defekter når ioner i normale gitterposisjoner forskyves på grunn av kollisjoner med innkommende strålingspartikler, noe som resulterer i defekter som negative ionevakanser, positive ionevakanser, vakanseaggregering og interstitielle ioner.
Fargeendring eller endring av edelstener forårsaket av bestråling er en prosess der ulike defekter (feller) i edelstenkrystallen fanger opp elektroner eller vakanser. Forskjellige typer edelstener eller samme type edelsten fra forskjellige opprinnelser inneholder forskjellige typer feller (kombinasjoner), som kan danne forskjellige typer fargesentre etter bestråling, noe som fører til endringer i krystallens farge (se tabell 6-8).
Tabell 6-8 Fargeforandringer i edelstener forårsaket av bestråling
| Materialer av edelstener | Fargeendring |
|---|---|
| Akvamarin (Beryll) | Fargeløs blir gul; blå blir grønn; lyseblå blir mørkeblå① |
| Safir | Fargeløs blir gul②; Rosa til gul ②; (Padma jade) |
| Diamant | Fargeløs eller lys blir blå, grønn, svart, gul, brun, rosa eller rød |
| Perle | Svart endres til grått, brunt, "blått" eller "svart". |
| Krystall | Fargeløs, gul eller lyseblå endres til røykfarget, lilla, tofarget (lilla og gul) endres til gul eller grønn. |
| Spodumen (lilla spodumen) | Skifter til gult eller grønt |
| Topas | Fargeløs blir gul②, oransje②, brun eller blå |
| Turmalin | Fargeløse eller lyse farger skifter til gult, brunt, rosa, rødt eller grønn-rødt; blått blir lilla |
| Zirkon | Fargeløs skifter til brun til rød |
| Marmor | Hvitt blir gult, blått eller lilla |
| Merk: ① Fargen blekner under lys. ② Fargen kan falme når den utsettes for lys; hvis det er to forskjellige fargesentre, kan det ene falme mens det andre ikke gjør det. | |
(b) Indusert radioaktivitet
Edelstener som utsettes for høyenergibestråling, kan få enkelte stabile grunnstoffer til å gjennomgå kjernereaksjoner og produsere radioaktivitet (β- eller γ-stråling). De strålingspartiklene som først og fremst induserer radioaktivitet, er nøytronstråler, høyenergetiske elektronstråler over 10 MeV, protonstråler og Q-partikkelstråler. Denne typen kjernereaksjon kalles også nøytronaktiveringsreaksjon, og de radioaktive nuklidene som produseres, kalles kunstige radioaktive nuklider. Radioaktivitetsnivået er relatert til grunnstofftypen, og alle induserte radioaktive nuklider vil gjennomgå radioaktivt henfall. Derfor har edelstener som har blitt bestrålt, skadelig radioaktivitet for menneskekroppen og kan bare selges etter radioaktivt henfall (under unntaksgrensene). Grensen for doseekvivalenter for menneskekroppen som ble fastsatt av ICRP i 1977, er 5rem ‧ a-1, der dosen til øyelinsen ikke overstiger 15rem og dosen til andre organer ikke overstiger 50rem.
Naturlige edelstener inneholder spor av urenheter, som Fe , Cr , Ni , Mn , Cu , Ca , Na , K, Co , Sc , Cs , Ta, Th, Sr, som ofte aktiveres og blir radioaktive nuklider når de utsettes for nøytronbestråling (se tabell 6-9).
Tabell 6-9 Egenskaper til radioaktive nuklider indusert i bestrålte edelstener
| Radioaktiv nuklide | Halveringstid | Energi (KeV) | USAs unntaksgrense (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 Naturlig | 1,28 Ga | 157 | 0.3 |
| 238U Naturlig | 4,47 Ga | 1796 | 0.167 |
| 232Th Naturlig | 14.06 Ga | 2470 | 0.055 |
(c) Skader på edelstener
Bestrålte edelstener har ioner i gitteret som kan bevege seg og skape ionevakanser og til og med vakanseaggregeringssoner, noe som er skadelig for dannelsen av fargesentre; samtidig forårsaker de bestrålte partiklene en bestrålingsfordampningseffekt på edelstenens overflateatomer eller ioner, noe som skader edelstenens overflate.
② Faktorer som påvirker fargeforandringen på edelstener på grunn av bestråling
(a) Sammensetningen og krystallstrukturen til selve edelstenen
I naturlige edelstener fører spor av urenheter som opptar gitterplasser på grunn av isomorf substitusjon, ofte til forskyvninger i krystallstrukturen, noe som fører til ulike defekter som gir de grunnleggende forutsetningene for å generere fargesentre med ladningsdefekter under bestråling.
Ulike edelstener har varierende typer naturlige defekter, jevn fordeling, tetthet osv. Under de samme bestrålingsforholdene kan forskjellige fargeendringseffekter produseres.
(b) Typer av stråling
Massen og energien til forskjellige typer strålingspartikler er forskjellig, så deres effekter på edelstener varierer tilsvarende. Tungt ladede partikler har høyere strålingsenergi, sterke strålingseffekter og lavere penetrasjon, og påvirker bare den grunne overflaten av edelstenen, noe som resulterer i mindre ensartede farger; høyenergipartikler har veldig lav energi, men når energien deres er høyere, er penetrasjonen sterkere. Derfor er fargelagene produsert av β-stråler relativt dype, men ikke veldig ensartede; elektromagnetisk stråling har ekstremt sterk penetrasjon, noe som gir mer ensartede farger, men med lavere strålingsenergi; nøytronstråler har middels masse, høy energi og sterk penetrasjonsevne, noe som resulterer i mer ensartede farger, men nøytronbestråling kan lett indusere radioaktivitet. Ulike typer strålekilder har fordeler og ulemper for å endre fargen på edelstener, så når du bestråler edelstener, bør strålekilden velges i henhold til de forskjellige behovene til edelsteinsprøvene (tabell 6-10).
Tabell 6-10 Kjennetegn ved strålingskilder for farging av edelstener (Ifølge K. Nassau, 1984)
| Strålingstype | Energiproduksjonsområde | Ensartethet i farger | Nødvendig elektrisk energi | Indusert radioaktivitet | Lokal temperatur | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektromagnetisk bølge | Synlig lys | 2 ~ 3(eV) | Flerfarget | Lav | Uten | Uten |
| Ultrafiolett | 5(eV) | Flerfarget | Lav | Uten | Uten | |
| X Ray | 104(eV) | Ikke bra | Medium | Uten | Uten | |
| γ Ray | 106(eV) | Bra | Ikke nødvendig | Uten | Uten | |
| Nøytron | 106(eV) | Bra | Svært høy | Med | Uten | |
| Negativ partikkel | β-stråle | 106(eV) | Ikke bra | Høy | Uten | Veldig sterk |
| Elektroner med høy energi | 107(eV) | Ikke bra | Høy | Med | Veldig sterk | |
| Positive partikler | Protoner, α-stråler, kosmiske partikler osv. | 107(eV) | Ikke bra | Høy | Med | Lokalt |
(3) Termisk bestrålingsprosess
Dette er en kombinert metode for radioaktiv bestråling og varmebehandling. Den omfatter termisk bestråling med tunge ladede partikler, termisk bestråling med høgenergetiske elektroner, termisk-elektromagnetisk bestråling og termisk nøytronbestråling.
Edelstener skifter farge på grunn av ioniserende stråling, som noen ganger er ustabil og lett kan falme når de utsettes for lys og varme. Dette skyldes ustabiliteten til noen fargesentre. Varmebehandling fungerer ofte som et mottiltak mot bestrålingsbehandling. Bestråling kan for eksempel skape strukturelle defekter i krystaller som danner fargesentre, mens varmebehandling helt eller delvis kan reparere disse strukturelle defektene og endre eller falme fargen. Ved bestrålingsbehandling av edelstener er det derfor bare generering av permanente farger som er en viktig teknisk indikator for å forbedre edelstenene. De midlertidig ustabile fargene fjernes ofte ved oppvarming ved lav temperatur, og beholder stabile fargesentre. Dermed skjer det ofte en fargeendring etter lavtemperaturoppvarming. Topas kan for eksempel skifte fra brunaktig til blå og kvarts fra brun til gul. Hvis oppvarmingstemperaturen ikke er godt kontrollert, kan det føre til at edelstenen blekner helt, slik at fargen blir den samme som før bestrålingen (figur 6-5 til figur 6-6).
2. Kjemiske reaksjoner
For å øke edelsteners estetiske og kommersielle verdi brukes ofte ulike kjemiske eller fysisk-kjemiske metoder for å forbedre edelsteners utseende, i tillegg til energiaktivering.
Vi vet at edelstener er krystallstrukturer som oppstår ved en rekke kjemiske reaksjoner mellom grunnstoffer under bestemte forhold. Valenstilstand, innhold og form av grunnstoffer i krystallen er det materielle grunnlaget for fargen på edelstener, som for eksempel Cr3+, gjør jadeitt grønn og korund rød. Derfor involverer de kjemiske reaksjonsmetodene i edelstenforbedringsprosesser forskjellige måter å introdusere visse fargestoffer (elementer, forbindelser) i edelsteingitteret eller å belegge dem på edelstenens hulrom og overflater, og dermed forbedre edelstenens utseende.
De kjemiske reaksjonsprosessene for å forbedre edelstenens utseende inkluderer tradisjonelle og moderne metoder. For tiden kan de mest brukte typene grovt sett deles inn i tre kategorier: termisk diffusjon, rensing og bleking, og kjemisk utfelling.
(1) Termisk diffusjonsprosess
Termisk diffusjonsteknologi kan forbedre utseendet til edelstener i stor skala. Denne prosessen begynte på midten av 1900-tallet og ble hovedsakelig brukt til å behandle korund-edelstener med dårlige energiaktiveringsforbedringseffekter. Siden det 21. århundre har denne metoden blitt mye brukt.
Termisk diffusjonsteknologi er en metode for å forbedre edelsteners utseende ved hjelp av kjemiske reaksjoner. Metoden går ut på å diffundere fargestoffer inn i edelstenene under høye eller ultrahøye temperaturer for å endre type, innhold og forhold mellom fargestoffene i edelstenene, og dermed forbedre fargen, gjennomsiktigheten og andre egenskaper.
① Typer termisk diffusjon
Det finnes to typer termiske diffusjonsprosesser: overflatediffusjon og bulkdiffusjon. De brukes for det meste til å forbedre røde (blå) safirer, vanligvis for å forsterke den ønskede fargen eller for å skape en stjerneeffekt.
- Overflatediffusjon
Behandlingsmetoden er omtrent som følger: et lag av aluminiumoksid og fargestoffer (som Fe, Ti, Cr, Ni og andre oksider) som diffusjonsmidler) er belagt på overflaten av det fasetterte edelstenematerialet og oppvarmet under ultrahøye temperaturforhold (1800-2000 ℃)) for å fremme diffusjonen av fargestoffer fra overflaten av edelstenen til det indre, og derved danne et veldig tynt farget diffusjonslag. Hvis diffusjonsmidlet er belagt med Fe, Ti-fargelementer, kan det dannes et blått tynt lag; hvis det er belagt med Cr-fargelementer, produseres et rødt tynt lag; hvis det er belagt med Cr, Ni-fargelementer, dannes et oransjegult tynt lag.
- Bulkdiffusjon
De siste årene har oransjerød til oransje-citrin dukket opp på markedet, og det sies at dette skyldes berylliumdiffusjon. I motsetning til overflatediffusjon er diffusjonsmidlet som brukes i termisk diffusjon berylliumforbindelser, noe som resulterer i et tykkere diffusjonslag etter behandling, noe som til og med fører til generell farging. I tillegg til ultrahøy temperatur (1800-1950 ℃), oksygenforbedring (når partialtrykket av oksygen i omgivelsene er større enn det i krystallen, diffunderer eksterne oksygenatomer inn i krystallen langs vakanser) og berylliumaktivatorer som de viktigste eksterne faktorene for farging, er gitterdefektene indusert under ultrahøye temperaturforhold (Be2+ ionisk ekvivalent eller ikke-ekvivalent substitusjon Mg2+, Al3+(som lett genererer et stort antall kationvakanser under substitusjonsprosessen) er de viktigste interne faktorene for farging. Be er faktisk ikke et fargeleggingselement; det fungerer på samme måte som en aktivator eller utvider vakanser.
② Varmediffusjonsprosessen
Varmediffusjonsprosessen forbedrer enkeltkrystallinske edelstener (mineraler) og kan også forbedre polykrystallinske aggregater (jade, organiske edelstener). Det er rapportert at det finnes mer enn ti metoder for varmediffusjonsprosessen, men for tiden er følgende metoder ofte brukt:
(a) Diffusjonsmetode med pulverpakning
- Prinsipp: Under høye temperaturer gjennomgår grunnstoffene i edelstenens struktur isomorfe substitusjonsreaksjoner med fargestoffene i diffusjonsmiddelet, noe som forbedrer edelstenens fargeutseende.
- Fremgangsmåte: Den ferdige eller halvferdige edelstenen legges i en høytemperaturbestandig beholder fylt med diffusjonsmiddelpulver, deretter forsegles beholderen og varmes opp til den indre diffusjonen opphører.
- Utstyr: Oppvarmingsenheter og -utstyr, i likhet med termiske energiprosesser. Beholderne er for det meste laget av høytemperaturbestandige digler, platinadigler eller høytemperatur- og høytrykksbeholdere foret med platinabelagt rustfritt stål.
- Fordeler og ulemper: Fordelen er at utstyret er enkelt, enkelt å betjene og egnet for termisk diffusjon av forskjellige stiler av edelstener. For eksempel, i Thailand, når du behandler rubin edelstener, blandes pulveret av 2%-4% grønn beryl med aluminiumoksidpulver med høy renhet, og deretter blir edelstenene begravet i det. De varmes opp i en oksygenatmosfære på 1780 °C i 60-100 timer, noe som resulterer i gule, gyllengule eller oransje toner diffundert i hele edelstenen. Ulempen med denne metoden er at beholdervolumet er lite, noe som begrenser antall edelstener som kan behandles; samtidig er den korroderende effekten av diffusjonsmidlet sterk, og det er umulig å kontrollere atmosfæren og trykket under diffusjonsprosessen.
(b) Saltbadmetoden
- Prinsipp: Metoden er også kjent som termisk nedsenking eller smeltet salt. Metoden går ut på å senke edelstener ned i smeltede diffusjonsmidler, noe som forårsaker en erstatningsreaksjon i fast tilstand ved høye temperaturer for å forbedre edelstenenes utseende.
- Fremgangsmåte: Først legges diffusjonsmiddelet i et saltbad og varmes opp til det smelter til en smeltet væske. Deretter senkes perlen ned i væsken, og den termiske diffusjonsbehandlingen utføres under kontrollerte atmosfæreforhold (oksiderende eller reduserende).
- Utstyr: Saltbadmetoden apparatet består hovedsakelig av en saltbad ovn og et saltbad basseng. Oppvarmingssaltbadovnen kan være en kullfyrt ovn eller en gassovn, og elektriske ovner kan også brukes; saltbadbassenget er laget av ildfaste materialer, med ildfasthet på 1500 ℃ eller høyere, og har sterk motstand mot syre- og alkalikorrosjon, slik som korundstein (Al2O3 > 72%, ildfasthet på 1840-1850℃), murstein med høyt aluminiumoksidinnhold (Al2O3 > 48%, ildfasthet på 1750-1790℃).
- Fordeler og ulemper: Utstyret er enkelt, lett å betjene, diffusjonshastigheten er relativt rask, effektiviteten er høy, og det kan behandle ulike edelstener. Ulempene er at tettheten til det smeltede saltdiffusjonsmiddelet er relativt stor, og viskositeten er også høy, noe som ofte resulterer i forskjellige tykkelser av diffusjonslag som dannes i forskjellige deler av perlen; i tillegg er korrosiviteten til det smeltede saltet sterk, og det kan produsere en stor mengde skadelige gasser, forårsake miljøforurensning og utgjøre en viss grad av skade på menneskers helse, noe som krever beskyttelse.
(c) Smeltemetode
- Prinsipp: Edelstenen og diffusjonsmiddeloppslemmingen som er belagt på overflaten, gjennomgår en kjemisk isomorf substitusjonsreaksjon ved høye temperaturer, noe som forbedrer edelstenens utseende.
- Fremgangsmåte: Først tilberedes diffusjonsmiddelet til en slurry, som legges jevnt på overflaten av perlen, og deretter legges den i en ovn for å tørke. Plasser den i en varmebehandlingsovn, og under en reaktiv gass- eller vakuumatmosfære, varme og sintre ved en temperatur litt over smeltepunktet til oppslemmingen, slik at perlen og diffusjonsmidlet kan gjennomgå isomorf substitusjon gjennom en væske-fast fase, og danne et diffusjonslag på overflaten av perlen for å gi farge. Når man for eksempel bruker beryllium til å forbedre korundperler, lager man en slurry ved å tilsette 2%-4% smaragd (BeAlO4) pulver (som tilfører berylliumioner) til en flussmiddel som inneholder bor og fosfor, som deretter belegges på edelstener av korundtypen og varmes opp i 25 timer i en oksiderende atmosfære på 1800 °C, noe som gir en sjarmerende gul til oransje farge. Denne metoden forbedrer også rosa og brunrøde edelstener til strålende rubiner og lysner fargen på mørkeblå safirer (tabell 6-11).
Tabell 6-11 Farger på beryllium-varmediffuserte korundperler
| Før forbedring | Forbedret |
|---|---|
| Fargeløs | Gul til oransje Gul |
| Rosa | Oransjegul - rosa-oransje |
| Mørkerød | Knallrød til oransjegul-rød farge |
| Gul - grønn | Gul |
| Blå | Gul eller ingen åpenbar endring |
| Lilla | Oransjegul til rød |
(2) Rensing og bleking
Rensing og bleking er prosesser i kjemiske reaksjoner. I motsetning til termiske diffusjonsprosesser eliminerer de stoffer som påvirker edelstenens skjønnhet gjennom kjemiske reaksjoner i stedet for å tilsette fargestoffer i termiske diffusjonsprosesser.
Rensing og bleking er imidlertid to forskjellige prosesser for å forbedre edelstener. Rensing fjerner smuss for å avsløre fargen, mens bleking er bleking og bleking. I tillegg brukes rensing hovedsakelig på naturlig jade, mens bleking først og fremst brukes på organiske edelstener.
① Rensingsprosess
(a) Prinsipp
Urenheter som er fanget i de åpne sprekkene i jade eller edelstener, gjennomgår en kjemisk reaksjon med et rensemiddel som har sterke oppløsende egenskaper, og danner et oppløst stoff som løsner fra bæreren, slik at edelstenene kan renses, avsløre fargen og forbedre gjennomsiktigheten. Derav ordtaket "fjern smuss og øk gjennomsiktigheten".
(b) Rensingsprosess.
Ulike sterke syrer brukes som rensemidler, for eksempel konsentrert salpetersyre, konsentrert saltsyre, konsentrert svovelsyre eller kongevann. Noen edelstener krever også sterke baser for å nøytralisere de sterke syrene som er igjen i edelstenene. Edelsteinen legges i en syrefaste beholder, og rensemiddelet injiseres. Rensemiddelet kommer inn i edelstenen gjennom sprekker, porer eller intergranulære mellomrom, og løser opp og bryter ned urenhetene i edelstenens hulrom. Til slutt skylles rensemiddelet som inneholder de oppløste stoffene, bort med rent vann. Sterke baser kan brukes om nødvendig for å nøytralisere gjenværende sterke syrer, etterfulgt av skylling med rent vann. For å forkorte rensetiden kan edelstenene først legges i en forseglet beholder og vakuumeres før rensemiddelet injiseres.
(c) Utstyr
Apparatene som kreves for renseprosessen er enkle, vanligvis bare glassfat. For å få fortgang i renseprosessen er det også nødvendig med en vanlig ovn, et vannbad med konstant temperatur eller et oljebad med konstant temperatur for oppvarming.
(d) Rensemetoder
- Rensemetode for sterk syre og sterk alkali. Rensemidlene som brukes til rensing er hovedsakelig forskjellige sterke syrer, for eksempel konsentrert salpetersyre, konsentrert saltsyre og konsentrert svovelsyre, noen ganger ved bruk av kongevann. Noen edelstener krever sterk alkali eller nøytralisering av restsyre i sterk syrerensing.
- Rensende smeltemetode. Denne metoden bruker først sterk syre til å erodere smusset i edelstenen, slik at sprekker og porer renses. Under rensingen utvides og økes imidlertid også sprekker, porer og interkrystallinske hull, noe som gjør edelstenstrukturen løs. Derfor må den rensede edelstenen smeltes automatisk under høy temperatur og høyt trykk eller fylles med glass, plast og andre fyllstoffer for å konsolidere edelstenen. Under varmebehandlingsprosessen fylles svake flussmidler som boraks og polyfosfat inn i sprekkene i edelstenen og forårsaker lokal sammensmelting på begge sider av sprekkoverflaten, slik at det dannes en flerkomponent blandet sekundær smelte som krystalliserer ved avkjøling og til slutt helbreder sprekkene.
(e) Rensingsegenskaper
Resultatet av denne metoden kan få edelstenens farge til å se renere ut enn før, med en mer levende kroppsfarge og forbedret gjennomsiktighet.
Ulempen er at sterke syrer og sterke baser, samtidig som de løser opp smuss og urenheter, også har en viss korrosiv effekt på selve edelstenene, utvider sprekker, øker porene og til og med forbinder dem, noe som fører til en løs struktur i edelstenene, noe som gjør dem utsatt for brudd, og de må konsolideres. I tillegg er rensemidlene svært korrosive, og det er nødvendig å følge strenge driftsprosedyrer under rensingen for å ivareta personsikkerheten.
② Blekingsprosessen
(a) Prinsipp:
Blekingen er en oksidasjonsreaksjon som i prinsippet ligner på den kjemiske blekingen av organiske fargestoffer. I de organiske komponentene i edelstener finnes det ofte kromoforer som gir dem farge. Når de sterke oksidantene i blekemiddelet kommer i kontakt med disse, brytes Π-komponenten av dobbeltbindingene i kromoforen, noe som fører til at det organiske materialet mister fargen.
(b) Prosess:
Det finnes to typer blekeprosesser: kjemisk og optisk.
- Kjemisk bleking innebærer at man bruker blekemidler til å reagere kjemisk med edelstener for å forbedre fargen. Blekemidler er sterke oksidanter som klor, hypokloritt, hydrogenperoksid (vann) og sulfitter. Behandlingen er hovedsakelig rettet mot edelstener som inneholder organiske materialer (perler, koraller, elfenben osv.), og kjemisk bleking kan også brukes på treopal, tigerøye og andre. Det er imidlertid viktig å sikre at de organiske komponentene og fuktigheten i edelstenene ikke skades eller går tapt under kjemisk bleking, så forholdet mellom blekemidler er avgjørende, og konsentrasjonen av sterke oksidanter er generelt bedre i området 2%-5%. I tillegg bør bleketiden ikke være for lang.
Den kjemiske blekeenheten er relativt enkel, hovedsakelig bestående av blant annet en vakuumfot, glassbeholder, vaskeflaske og gummislange. Prosessflyten er som følger:
- Legg edelstenen i vaskeflasken som inneholder blekemiddelet, og skap et vakuum inne i flasken;
- Legg den i bløt en stund, fjern edelstenen og skyll den;
- Bytt blekeløsning og fortsett bløtleggingen, fjern deretter edelstenen og rengjør den. Gjenta til et tilfredsstillende blekeresultat er oppnådd.
Fargen etter kjemisk bleking er ofte ikke særlig stabil. Dette henger sammen med kromoforenes struktur i edelstenens organiske materiale, samt komponentene i blekemiddelet. Perler kan for eksempel bli veldig hvite etter bleking, men vil bli gule etter å ha vært brukt en stund. Ved å bleke på nytt kan man imidlertid oppnå en hvitere effekt igjen.
- Lysbleking, også kjent som sollysbleking, er en type oksidasjonsreaksjon i fotosyntesen. Mange gjenstanders farger vil falme eller endre seg under lys- eller lysoppvarmingsforhold, spesielt edelstener som inneholder organiske komponenter.
(3) Kjemisk utfellingsprosess
Forbedring av edelstensfarge gjennom kjemisk utfelling inkluderer saltnedsenking og pyrolyse av fargevæske. Den såkalte kjemiske utfellingsmetoden innebærer en kjemisk reaksjon som oppstår på overflaten av edelstenen eller i sprekker og porer med en løsning som inneholder fargestoffer, og utfeller uoppløselige fargede materialer som fester seg til overflaten eller veggene i sprekker og porer, og dermed farger edelstenen. De uoppløselige fargestoffene som er festet til edelstenen, er hovedsakelig noen uorganiske pigmenter, for eksempel uoppløselige forbindelser som jernoksid og kromoksid, samt metallsulfider og andre metalloksysyrer. Noen edelstener, som indigo, er kjemisk farget ved hjelp av organiske fargestoffer (tabell 6-12).
Tabell 6-12 Vanlige kjemiske fargepigmenter
| Materialfarge | Typer av pigmenter |
|---|---|
| Hvit | Titanhvitt, bariumsulfat, blyhvitt, sinkhvitt |
| Gulaktig brun | Kadmiumgult (PbCrO4+PbSO4) , blygul, napelgul [Pb3(SO4)2] , orpiment, Van Dyke brun |
| Rød | Kadmiumrødt, blyrødt, blyrødt, orpiment, jernrødt, kinesisk rødt (HgS), alizarinrødt, cochenillerødt (stabile metallkomplekse organiske forbindelser) |
| Blå | Azuritt, koboltblå (COAl2O4) , Thioindigo (stabilt organisk pigment), jernblått (hydrert jernforbindelse), prøyssisk blått {Fe4[Fe(CN)6]3 - 16H2O} |
| Lilla | Koboltfiolett (Co3P2O8) , manganfiolett (NH4MnP4O7) |
| Grønn | Kromgrønt (Cr2O3) , koboltgrønn (Co1-xZnxO) , smaragdgrønn[Cu9 (CH3COO)]2Som2O4 , malakitt, verdigris [Cu2(CO3COO)2(OH)2] , kobberarsenitt grønn (CuHAsO3) |
| Svart | Aske, kullsvart, kobberkrom-svart (CuCr2O4) , jernoksidsvart, sølvsvart (Ag2S) |
① Saltnedsenkningsmetoden
Legg edelstenen i bløt i en løsning av løselige fargede metallsalter, slik at løsningen trenger inn i sprekker, porer eller groper i edelstenen, og varm den deretter opp for å bryte ned løsningen, slik at uoppløselige fargede stoffer utfelles for å farge edelstenen, eller legg edelstenen i bløt i en annen løsning for å tillate en kjemisk reaksjon mellom de to løsningene, slik at fargede stoffer utfelles.
Den førstnevnte metoden brukes ofte til å farge perler: Legg perlene i bløt i en sølvnitratløsning, fjern perlene etter at de er mettet, og varm dem opp eller utsett dem for sterkt lys for å bryte ned sølvnitratløsningen, slik at det utfelles svart sølvoksid som fester seg på perlene.
Den sistnevnte metoden kan brukes til farging av agat: Først bløtlegger man agaten i en jernkloridløsning, deretter senker man agaten ned i ammoniakk, slik at de to løsningene reagerer kjemisk og utfeller rød Fe2O3? som fester seg til sprekker og porevegger i agaten, noe som gir agaten en rød kroppsfarge.
② Pyrolysemetode med flytende farge
Pigmentet løses opp i et løsemiddel for å lage en fargeløsning, og deretter bløtlegger du edelstenen i den. Etter at fargeløsningen har trengt helt inn i sprekker og porer i edelstenen, fordamper løsningen ved oppvarming, noe som fører til at pigmentet utfelles i hullene i edelstenen og dermed farger den.
(4) Kjennetegn ved kjemisk utfellingsmetode
Den kjemiske utfellingsmetoden kan farge edelstener, men fargestoffene avsettes i porene og sprekkene i edelstenen, noe som fører til ujevn fordeling og en tendens til å falle av. For å forhindre at de fargede edelstenene falmer, er det også nødvendig med overflatebehandling. I tillegg kan en vakuumpumpevaskeanordning brukes til å akselerere fargeeffektiviteten og øke dybden på fargelaget. Generelt er det også behov for en oppvarmingsenhet.
Edelstener som er foredlet ved hjelp av kjemiske reaksjonsprosesser, har unike identifikasjonsegenskaper på grunn av forskjellene i foredlingsprosessene (se 6-13).
Tabell 6-13 Kjennetegn ved identifikasjon av kjemiske reaksjonsprosesser
| Metoder | Blemish | Tetthet (g/cm3 ) | Absorpsjonsspektrum | Brytningsindeks | Polarisering | Sonde med varm nål |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Termisk diffusjon | I hullene og sprekkene på overflaten av perlen er fargelaget tynt og lysere på innsiden av perlen | Ingen endringer | Ha litt forskjell | Ingen endring | Ingen endring | Ingen endring |
| Blekemiddel | Ujevn farge | Ingen endring | Ha en forandring | Liten endring | Ingen endring | Ingen endring |
| Rensing og fylling | Overflatelaget på edelstenen er korrodert, basen er ren og fargemønsteret er kaotisk. Primær sprekkdilatasjon; Fremmedlegeme fylling, kan ha bobler, strømlinjer. Ha en blits effekt | Redusere | Fyller spesifikt absorpsjonsspektrum | Ha en forandring | Fyllet er helt utdødd | Exsolution lukt |
| Kjemisk utfellingsreaksjon | Det finnes fargetoner i porene i edelstener | Ikke åpenbart | Det finnes utfellingskarakteristiske absorpsjonsspektre | Liten endring | Filamentær fylling er helt utdødd | Ingen endring |
3. Fysisk modifisering
Fysiske modifikasjonsmetoder spiller en viktig rolle i edelstensforbedring og har en lang historie. Vanlige metoder inkluderer poreinjeksjon, overflatebelegg og fjerning av urenheter.
(1) Poreinjeksjon
Denne metoden er mye brukt til farging av edelstener med flere porer eller sprekker. Dens karakteristikk er å injisere fargeløse gjennomsiktige eller fargede stoffer i sprekker, porer eller hulrom i edelstenen for å forbedre edelstenen. Det brukes til å forbedre edelstenens fargetilstand, forbedre gjennomsiktigheten, øke stabiliteten til edelstenen og dekke forskjellige defekter i edelstenen.
I henhold til fargen på injeksjonsmidlet er det delt inn i fargeløs injeksjon og farget injeksjon. Fargeløse injeksjonsmidler inkluderer parafin, vegetabilsk olje, fargeløs olje, fargeløs plast, glass (kronglass og sveiseglass), silikon, etc. De kan forbedre fargetilstanden til edelstener, forbedre gjennomsiktigheten, skjule porene og forsterke strukturen.
Fargede injeksjonsmidler består av to deler: fyllstoffer og fargestoffer. Fyllstoffene er de samme som i fargeløse injeksjonsmidler, mens fargestoffene er delt inn i organiske fargestoffer og pigmenter (uorganiske forbindelser og noen få organiske forbindelser). Fargestoffene og fyllstoffene blandes for å lage ulike fargede injeksjonsmidler, som endrer fargen på edelstener i sprekker, porer og hulrom, utdyper fargetonen og øker lysstyrken.
Formålet med injeksjonsmetoden for å forbedre edelstener varierer, og de nødvendige prosessforholdene er ofte forskjellige. De grunnleggende forholdene er som følger: edelstenen må ha en naturlig eller kunstig porestruktur, injeksjonsprosessen krever en viss temperatur og injeksjonstid, og det er best å bruke vakuuminjeksjonsmetode.
Spesifikke injeksjonsmetoder kan deles inn i følgende flere:
① Statisk injeksjonsmetode
Ved romtemperatur og trykk blir edelstenen dynket i et glassbeger som inneholder fargeløs og farget injeksjonsolje, sement som inneholder organiske fargestoffer, etc., og injeksjonsmidlet gjennomsyres sakte inn i edelstenen. Rør forsiktig om nødvendig for å unngå aggregering eller sedimentering.
② Metode for varm injeksjon
Metoden er å smelte den faste harpiksen, glasset og annet injeksjonsmiddel til en væske under oppvarmingsforhold, og deretter suge den forvarmede perlen inn i den, slik at injeksjonsmidlet fyller sprekker og porer. Enheten til den varme injeksjonsmetoden består av en glassbeholder eller en porselensdigel og en varm termostat.
③ Høytrykksinjeksjonsmetode
Metoden er utviklet på grunnlag av varmeinjeksjonsmetoden. De siste årene har også vakuuminjeksjon blitt brukt. Det gjøres ved å plassere edelstenen og injeksjonsmidlet i en forseglet glassflaske, støvsuge den og deretter varme den opp. Injeksjonsmidlet smeltes og nedsenkes i steinen som har blitt nedsenket i varmen, og steinen er nedsenket under påvirkning av atmosfærisk trykk for å oppnå formålet med forbedring.
(2) Overflate behandling
Overflatebehandling, hovedsakelig med noe fargeløst eller farget filmmateriale jevnt festet til overflaten av perlen, for å forbedre fargen på perlen, overflatefinishen, forbedre overflateglansen og dekke over overflatefeil (groper, sprekker, riper osv.)
Det finnes mange metoder for overflatebehandling, hovedsakelig inkludert følgende typer.
① filming
Metoden er også kjent som beleggmetoden, og innebærer at man påfører et bestemt kjemisk reagens, fargestoff eller ulike beleggmaterialer på overflaten av edelstener for å endre eller forsterke fargen, glansen og glansen, samtidig som man dekker over overflatefeil (som groper, sprekker og riper). Omtales ofte som "dressing".
- filming materialer: voks, maling, fargeløs olje og forskjellige harpikser blandet med fargestoffer. Materialet som brukes til "dressing" av jadeitt, er for eksempel det smaragdgrønne limet 808 som produseres i Storbritannia.
- Krav til filming prosessen: Belegget skal være så jevnt tykt som mulig, ha en høy overflatefinish og være fritt for åpenbare urenheter.
② Beleggingsmetode
Denne overflatebehandlingen innebærer å påføre en ekstremt tynn (fra noen få nanometer til flere hundre nanometer på molekylært eller atomært nivå) film på edelstenens overflate, noe som lett gir lysbrytningseffekter, noe som resulterer i strålende interferensfarger og oppnår formålet med overflateforbedring. Den fyller ut groper og riper på edelstenens overflate, gjør den ekstremt glatt og flat, forbedrer edelstenens overflateglans og øker fargemetningen eller fargetonen uten å påvirke edelstenens gjennomsiktighet.
- Metode: Vanligvis utført i en vakuumbeleggmaskin. Plasser den rene gjenstanden (etter syre- eller alkalirengjøring) på bunnplaten til belegningsmaskinen, legg metallstykket som genererer den tynne filmen på katoden, evakuer luften, og utløs deretter katoden med en utløser, noe som forårsaker en lysbueutladning mellom anoden og katoden, og fordamper katodematerialet (metall) inn i utladningskammeret for å danne en plasmatilstand, som er belagt på overflaten av edelstenen, og danner en tynn film.
- Materiale: Au , Ag , Cu , Cr , Ni og andre metaller. Den tynne filmen av Au har en blålig fargetone og viser en sterk regnbueeffekt.
- Kjennetegn: Tykkelsen på metallbelegget er lik lysets bølgelengde, og det reflekterte lyset fra overflaten av den tynne filmen og det reflekterte lyset fra overflaten av edelstenen forstyrrer hverandre, slik at folk kan se lyse regnbue blinker. Derfor kan belegget forvandle fargeløse gjennomsiktige edelstener (som krystall, topas, diamant, etc.) til lett fargede edelstener med iriserende effekter. For eksempel kan gullfilm få krystall og topas til å virke blå. Etter diamantbelegg gir det ikke bare en vakker iriserende effekt og forbedrer glansen på edelstenens overflate, men det kan også øke hardheten, slitestyrken og korrosjonsbestandigheten til edelstenens overflate.
I tillegg har hydrotermisk krystallvekstteknologi også blitt brukt til overflatebelegg, og sammensetningen og strukturen i denne krystallfilmen er den samme som i edelstenen.
③ Overflateionimplantasjonsmetode
Denne metoden bruker høyenergi-ioner med høy hastighet generert av enheter som metalldamp og vakuumbuer for å implantere i overflaten og svært grunne lag av edelstener, noe som endrer fargen på edelstenens overflate. Den er forskjellig fra den termiske diffusjonsprosessen.
- Fremgangsmåte: Med edelstener som substratmateriale (anode) og metallmaterialet for ionimplantasjon som katode, utløser en strømkilde katoden, noe som forårsaker en lysbueutladning mellom anoden og katoden, som fordamper metallmaterialet inn i utladningskammeret og danner positive ioner gjennom ionisering. Disse ionene danner en bred metallionstråle gjennom anoden og den porøse utgangselektroden, og akselereres deretter av akselerasjonsspenningen for å trenge inn i edelstenens overflate.
- Materialer: Fe , Co , Cr , Ti etc.
- Kjennetegn: Prøver behandlet med denne metoden har vanligvis lite attraktive farger (for det meste gråhvite eller gråbrune) og krever én eller flere varmebehandlinger for å forbedre fargen.
④ Gjengroing Metode
Den Gjengroing metoden kalles også overflatevekstmetoden. Den innebærer å dyrke et veldig tynt lag med edelstener (med samme sammensetning og egenskaper) på overflaten av edelstenen ved hjelp av kunstig syntetiserte edelstener, og dermed gjøre edelstenens farge vakrere og kvaliteten bedre, og oppnå formålet med forbedring.
- Metoder: hydrotermisk metode, fluksmetode.
- Materialer: stoffer som inngår i den forbedrede edelstenen, fargestoffer osv.
- Kjennetegn: Vakre farger er bare til stede i et veldig tynt lag på overflaten av perlen, og de er laget av syntetiske perlematerialer, og viser egenskaper ved syntetiske perler.
⑤ Påføringsmetode for folie
Denne metoden går ut på å påføre en tynn film eller et ark av metall eller organisk materiale på undersiden av en edelsten (transparent) for å øke refleksjonsintensiteten og dermed forbedre fargen og glansen på edelstenen.
(3) Fjerning og tildekking av urenheter
Fjerning av urenheter innebærer å bruke laserboring for å eliminere urenheter. For å forbedre edelstenens klarhet fokuseres en kraftigere laser på edelstenen, og høyenergilaseren lager et hull i edelstenen som når inneslutningene (fargelegemer, sprekker osv.), og dermed renser edelstenen. Hullet fylles deretter med et stoff som har samme farge og brytningsindeks som edelstenen, slik at man oppnår målet om å forbedre edelstenens utseende. Denne metoden brukes hovedsakelig til å forbedre diamanter.
Skjuling innebærer at man bruker en overflatebeleggmetode for å dekke til edelstenens inneslutninger, og det kan også gjøres under slipe- og poleringsprosessen ved å plassere inneslutningene i kantene av slipet eller på iøynefallende steder, som deretter dekkes av en metallinnfatning under monteringen (tabell 6-14).
Tabell 6-14 Prosessegenskaper for fysisk modifisering
| Typer | Interne egenskaper | Ekstern funksjon |
|---|---|---|
| Poreinjeksjon | (1) Injeksjonsmidlet er fordelt i porene og sprekkene på perleoverflaten (2) Kontaktgrensen mellom injeksjonsmiddelet og perlen er åpenbar (3) Det kan være fine bobler | (1) Fordelingen av injeksjonsmidlet er ikke ensartet, og det er tilfeldig fordelt i flekker, flekker og filamenter (2) Organisk injeksjonsmiddel, varm nålesonde "svette" reagens tørk falming |
| Overflatebelegg | (1) Belegget kan ha fine krusninger og fine riper, Hull, bobler (2) Belegget har en regnbueeffekt, det er en fargehalo i hjørnet av perlen, belegget og perlegrensen er klar, varmebestandighet, syre- og alkalimotstand; Godt festet, med et karakteristisk absorpsjonsspektrum (3) Foliefilmen er plassert på bunnen av den gjennomsiktige perlen, med en betydelig fargeforskjell fra perlen, og det er bobler i limsømmene og kantene. (4) De implanterte ionene er fordelt i et fint lag på overflaten av perlen, og viser spesielle farger og absorpsjonsspektre. (5) Den vedlagte organismen er en syntetisk perle, presentert i et tynt lag (vanligvis 0,1 -0,3 mm) vokser på overflaten av edelstener, og overflatefunksjonene til syntetiske edelstener kan sees på kontaktpunktene med edelstenene. | (1) Belegget overflaten kan ha fine krusninger og riper, voksaktig glans, snerpende berøring, varm nål berøring kan "svette" lukt, skrape av lett (2) Ripen på belegningsnålen kan kastes, og uregelmessigheter kan sees under det reflekterte lyset (3) Foliesettede edelstener er alle satt med metall, og fargeforskjellen på edelstenene observert fra siden og foran kan være betydelig eller helt annerledes. (4) Fargelaget er tynt, og fargen er dyp ved porene og sprekkene i edelstenen. Det kan flasse av når det kuttes og poleres. (5) Veksten av vedlagte organismer er syntetiske edelstener. |
| Fjern urenheter og smuss | (1) Det er urenheter igjen i hullveggen (2) Hullfyllinger er forskjellige fra edelstener (3) Det er bobler og strømlinjer (4) Hullveggen kan se ut som brent glass | (1) Laserhullet ser konkavt ut på grunn av krymping av fyllmaterialet. (2) Et fargeforskjellsfenomen (indikasjoner på "rødfarging") kan sees ved de parallelle fyllingsåpningene. (3) Når edelstenen senkes ned i en spesiell "kokende væske" eller kokes ved høye temperaturer, fremstår fyllmaterialet som et glassaktig stoff. |
