Norsk bokmål 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Den ultimate guiden til kunstige edelstener, sammensatte edelstener og rekonstruerte edelstener
Lær om produksjonsmetoder, -prosesser og -egenskaper
Kunstige edelstener er laget for å etterligne skjønnheten og egenskapene til naturlige edelstener, og fremstilles ved hjelp av avanserte laboratorieteknikker som flammesmelting, hydrotermisk syntese og flussmetoder. Sammensatte edelstener er flerlagsstrukturer som er limt sammen for å ligne naturlige edelstener, og som tilbyr kostnadseffektive alternativer. Rekonstruerte edelstener er rekonstruert fra fragmenter, ofte brukt til dekorative formål og smykker, ved hjelp av prosesser som sveising og sintring. Disse edelstenene er verdsatt for sin prisgunstige pris og evne til å etterligne de estetiske kvalitetene til naturlige edelstener, og de brukes i ulike bransjer, blant annet innen smykker og kunsthåndverk.
Innholdsfortegnelse
Seksjon I Kunstige edelstener
Kunstige edelstener er en viktig del av serien med kunstige edelstener. På grunn av sine vakre farger, god gjennomsiktighet og krystallstørrelser som oppfyller edelstenens behandlingsforhold, kan de oppnå eller til og med overgå de dekorative effektene av naturlige edelstener når de brukes i smykker, og deres lave kostnader gjør dem veldig populære blant mennesker.
Mennesket har utviklet og utnyttet kunstige edelstener i lang tid. For 5000 år siden brant for eksempel de gamle egypterne glasert keramikk for å imitere turkis. Med utviklingen av sosial produktivitet og vitenskapelig teknologi dukket det blant annet opp kunstige edelstener på smykkemarkedet: i 1927 ble celluloseacetat brukt til å imitere perler; i 1936 ble akrylharpiksen brukt til å imitere ametyst, smaragd og rubin; i 1951 ble syntetisk strontiumtitanat produsert ved hjelp av flammefusjonsmetoden; i 1958 ble Yttrium Aluminium Garnet (YAG), Synthetic Yagallium Garnet (GGG) og syntetisk yttriumjerngranat (YIG) produsert ved hjelp av flussmetoden; i 1990 ble glasskatteøye og sjeldne jordartsglass produsert ved hjelp av høytemperatur- og atmosfæretrykkmetoder; i 1994 ble syntetisk stjernestein produsert ved hjelp av høytemperatur- og atmosfæretrykkmetoder; i 1995 ble glassporselen katteøye produsert ved hjelp av mikrokrystallinske glassmetoder; i 1999 dukket det opp syntetiske selvlysende edelstener ved høy temperatur ved lavtrykk; samt lenge eksisterende materialer som glass og plast. Alle disse kunstige edelstenene ble oppfunnet og skapt av forskere i laboratorier basert på sosiale behov, uten noen tilsvarende naturlige motstykker. I tillegg til å imitere naturlige edelstener, støtter de andre industrier (som maskiner, romfart, militær, elektronikk osv.).
1. Metoder for produksjon av kunstige edelstener
Metodene for produksjon av kunstige edelstener ligner ofte på metodene for produksjon av syntetiske edelstener, noe som betyr at metodene for produksjon av syntetiske edelstener også kan brukes til å produsere syntetiske edelstener.
1.1 Flammefusjonsmetode
Med utviklingen av vitenskap og teknologi kan flammefusjonsmetoden ikke bare brukes til å syntetisere rubiner, syntetiske safirer, syntetisk farget spinell, syntetisk rutil, syntetiske stjernerubiner og syntetiske stjernesafirer, men har også med suksess produsert syntetisk strontiumtitanat （SrTiO3）, syntetisk Yttrium Aluminum Garnet (YAG) og syntetisk Yttrium Iron Garnet (YIG) og andre syntetiske krystallmaterialer av edelstenekvalitet.
1.2 Flux-metoden
Fluksmetoden for dyrking av krystallmaterialer har en hundre år lang historie. I dag kan mange krystaller dyrkes ved hjelp av flussmetoden, som kan syntetisere rubiner og smaragder og materialer som spenner fra metaller til kalkogener og halogener.
Forbindelser og syntetiske krystallmaterialer spenner fra halvledermaterialer, laserkrystaller og ikke-lineære optiske materialer til magnetiske materialer, akustikk og smykker.
1.3 Metode for krystalltrekking
Czochralski-metoden ble først oppfunnet av J. Czochralski i 1917, så denne metoden kalles også Czochralski-metoden. Vårt land begynte å bruke denne metoden på 1970-tallet for å utvikle Yttrium Aluminium Garnet og gadolinium granatkrystaller, hovedsakelig brukt til lasermaterialer og andre nødvendigheter.
1.4 Smeltestyrt støpemetode
Den smeltestyrte støpemetoden er en avansert teknikk som ble utviklet på 1960-tallet for dyrking av enkeltkrystaller med spesifikke former, også kjent som EBG-metoden. Med denne metoden har man dyrket frem ulike former som plater, stenger, rør, tråder og andre spesielle former av syntetisk rubin, galliumgranat og andre krystallmaterialer.
1.5 Kald digelsmeltemetode
Den kalde smeltemetoden for smeltedigel brukes ikke bare til å produsere kubisk blyoksid. Likevel kan det også Yttrium Aluminium Garnet, kjedelig speilgranat og strontiumtitanat.
1.6 Sonesmeltingsmetode
Sonesmeltingsmetoden brukes til å produsere syntetiske rubiner, safirer og alexandritt med høy renhet og til å dyrke syntetiske krystallmaterialer som syntetisk yttriumaluminiumgranat.
2. Kjennetegn ved kunstige edelstener
2.1 Kunstig strontiumtitanat
Syntetiske strontiumtitanatkrystaller ble utviklet av Mike i USA i 1951 ved hjelp av flammefusjonsmetoden, men de dyrkede krystallene var utsatt for sprekkdannelser og kunne ikke danne store stykker. Først i 1955 lyktes man med kommersiell produksjon av store krystaller av strontiumtitanat.
(1) Produksjonsprosess
Syntetisk strontiumtitanat (SrTiO3) brukes hovedsakelig til å imitere diamanter, og råmaterialene er det vanlige saltet av strontiumoksalat og titanoksalat. Det produseres ved en reaksjon mellom strontiumklorid, jernklorid og oksalsyre SrTiO(C2O4) 2- 4H2O og kalsineres under 750 °C til SrTiO3 dypblå til svarte anoksiske krystaller, som deretter kan oppnås som fargeløse gjennomsiktige krystaller etter 1200-1600 ℃ gløding (i en oksiderende atmosfære) 2-4 timer; hvis glødet i en reduserende atmosfære, kan blå krystaller oppnås. Det kan også gjennomgå sekundær gløding, først glødet under 1700 ℃ og deretter glødet under 800 ℃, for å forbedre krystallfargen.
Fargede kunstige strontiumtitanatkrystaller oppnås ved å tilsette fargestoffer under vekstprosessen. Hvis vanadium, krom eller mangan tilsettes pulveret, blir det rødt etter gløding; tilsetting av jern eller nikkel gir gul eller brun farge (Tabell 3-1).
Tabell 3-1 Forholdet mellom syntetisk strontiumtitanatfarge og fargestoffer
| Farge | Fargestoff | Farge | Fargestoff |
|---|---|---|---|
| Gul til gulbrun | Fe | Gul til mørk rødbrun | Cr |
| Gul til mørk rødbrun | V | Lys gul til gul | Ni |
| Lys gul til gul | Mn | Lys gul og gul | Co |
(2) Kjennetegn
- Krystallinsk tilstand: Kubisk system,
- Vanlige farger: Fargeløs, grønn.
- Glans og spaltning: Glassglans til subadamantinsk glans Ingen spaltning.
- Hardhet og tetthet: Mohs-hardhet 5-6, tetthet 5,13(±0,02) g/cm3.
- Optiske egenskaper: Pleokroisme: ingen, brytningsindeks: 2,409, dobbeltbrytning: ingen.
- Ultrafiolett fluorescens: vanligvis ingen.
- Absorpsjonsspektrum: ikke karakteristisk.
- Spredning: sterk ( 0,190) , svært fremtredende.
- Inspeksjon med forstørrelse: Av og til sees bobler, dårlig poleringskvalitet, riper kan sees i midjen på fasettene, og fine riper er synlige på bordet. Syntetisk strontiumtitanat produsert ved flammefusjonsmetoden viser også bueformede vekstringer eller fargebånd, med usmeltede faste pulverinneslutninger tett fordelt i små områder.
- Ildfarge: Ekstremt høy spredning er synlig på bordet, slik at hver lille fasett kan reflektere en fargerik ildfarge. Den kan brukes til å imitere diamanter av den lyse typen.
2.2 Kunstig Yttrium Aluminium Granat
(1) Produksjonsprosess
① Flux-metoden
- Bunnfrø krystall vannkjøling metode
Råvarene er Y2O3 og Al2O3med et fluksmiddel av PbO-PbF2-B2O3 (i små mengder) . Forholdet mellom ingrediensene er Y2O3 (5.75%) , Al2O3 (5.53%) , Nd2O3 (1,16%) , PbO(38,34%, PbF2 ( 46.68% ) , B2O3(2.5%) . Såkrystall: YAG, med en bunnflate på (110) krystallplan, høyde 8 mm og bunnareal på 16 mm x 16 mm. Pulveret varmes opp i en Pt-digel i ovnen til 1300 °C, holdes ved konstant temperatur i 25 timer og kjøles deretter ned til 1260 °C med en hastighet på 3 °C/t. Bunnen avkjøles, og frøkrystallen senkes ned i midten av den kalde sonen i bunnen av digelen, avkjøles til 1240 °C med en hastighet på 20 °C/t, og deretter til 0,3-2 °C/t. Kjølehastigheten reduseres til 950 °C, og veksten avsluttes.
- Spontan kjernedannelse ved langsom avkjøling
Det finnes to metoder, den ene bruker PbO-PbF2 som et fluksmiddel: veie Y2O3 (3,4%) 、Al2O3 (7,0%) 、 PbO(41,5%) 、PbF2 (48.1%) i henhold til forholdet, bland i en Pt digel, varm opp i ovnen til 1150 ℃, hold ved en konstant temperatur på 6-24 timer, og avkjøl deretter ned til 950 ℃ med en hastighet på 4,3 ℃ / t. Fjern, hell ut den smeltede væsken, og sett krystallen tilbake i ovnen, avkjøl til romtemperatur, og ta ut krystallen.
Den andre metoden bruker PbO-B2O3 som fluksmiddel: veie PbO(185g) 、 B2O3(15 g) og Al2O3(6g) 、 Y2O3(8 g) i henhold til forholdet, bland i en Pt digel, varm opp i ovnen til 1250 ℃, hold ved konstant temperatur i 4 timer og avkjøl deretter til 950 ℃ med en hastighet på 1 ℃ / t (den kan også holdes ved konstant temperatur i 5 timer ved 1250 ℃, og deretter avkjøles til 1000 ℃ med en hastighet på 5 ℃ / t) . Hell den smeltede væsken fra digelen, sett krystallen tilbake i ovnen, og fortsett avkjølingen til romtemperatur. Bruk salpetersyreløsning for å løse opp fluksmiddelet.
② Trekkemetode
Bland råmaterialet Y2O3 og fluksen AI2O3 (hvis det brukes til å simulere smaragd, fargestoff Cr2O3 kan tilsettes) , varme i en dekket aluminiumoksyddigel til 1300 ℃, hold temperaturen på 5-10 timer, ta deretter ut blandingen, knus og bland, og trykk inn i ark under 20 T trykk; sintre deretter under 1300 ℃, knus igjen og trykk inn i ark for å danne polykrystallinske ark. Til slutt varmes det opp i en høyfrekvensovn til 1950 °C (YAG-smeltepunkt), og beskyttes med helium (Ar). Etter at smelten har fuktet frøkrystallen helt, trekker du sakte opp og roterer krystallstangen, og kontrollerer trekkhastigheten (veksthastighet 1,22 mm / t) og rotasjonshastigheten (10r / mim).
③ Flytsonemetoden
Vei 55,35% av Y2O3 og den kjemisk rene 44.64% av AI2O3 og varm dem opp ved 500 °C i et døgn, fjern fuktighet og avkjøl til romtemperatur før veiing. Bland pulverene av Al2O3 og Y2O3Press dem til fine stenger ved hjelp av statisk trykk, sintre ved 1350 ℃ i 12 timer, mal dem deretter, og press og sintre igjen, og gjenta denne prosessen tre ganger. Til slutt fester du den sintrede stangen med en chuck og plasserer den i et isolerende rør; start oppvarming, smelt fra den ene enden, og roter varmeren eller den sintrede stangen for å flytte smeltesonen til den andre enden, og krystalliser fra smeltesonen for å oppnå krystaller.
Ved dyrking av syntetisk yttriumaluminiumgranat ved hjelp av flytesonemetoden, blir mengden Al2O3 er større enn det teoretiske forholdstallet. Dette er fordi det teoretiske forholdstallet skal være: Y2O3 står for 57,05%、 Al2O3 som 42,95%, og hvis stengene lages med dette forholdet, vil krystallene gå fra en gjennomsiktig tilstand til en ugjennomsiktig tilstand i løpet av vekstprosessen og ikke oppnå perlekvalitet, noe som skyldes dannelsen av YAlO3.
(2) Kjennetegn
Fargeløs Yttrium Aluminum Garnet brukes ofte til å imitere diamanter, mens grønn Yttrium Aluminum Garnet ofte brukes til å imitere smaragder. Den har imidlertid andre egenskaper enn diamanter og smaragder.
- Krystallsystem: Kubisk system, massiv.
- Farge: Fargeløs, grønn (kan være fargeskiftende), blå, rosa, rød, oransje, gul, purpurrød osv.
- Glans og spaltning: Glassaktig og subadamantinsk glans, ingen spaltning.
- Hardhet og tetthet: Mohs-hardhet 8, tetthet 4,50-4,60 g/cm3.
- Optiske egenskaper: homogent legeme, ingen pleokroisme, brytningsindeks 1,833 (±0,010), ingen dobbeltbrytning.
- Ultrafiolett fluorescens: fargeløs YAG: ingen til moderat oransje (langbølge), ingen til rødoransje (kortbølge); rosa, blå YAG: ingen; gulgrønn YAG: sterk gul, kan vise fosforescens; grønn YAG: sterk, rød (langbølge); svak, rød (kortbølge) .
- Absorpsjonsspektrum: Lys rosa og lys blå YAG har flere absorpsjonslinjer ved 600-700 nm.
- Forstørret inspeksjon: ren, sporadiske bobler. På grunn av ulike produksjonsprosesser kan det forekomme iboende feil fra ulike produksjonsmetoder.
2.3 Kunstig yagallium-granat
Kunstig yagalliumgranat er en del av en serie som omfatter yttriumaluminiumgranat og syntetisk yttriumjerngranat, og tilhører kategorien syntetiske edelstener med granatstruktur. Fordi syntetisk yagalliumgranat kan dopes med krom, sjeldne jordartsmetaller som neodym og overgangselementer, kan den fremvise en rekke livlige farger. Syntetisk Yagallium Garnet kan brukes som en syntetisk edelsten, spesielt grønne og blå krystaller; enda viktigere er det at det også kan brukes som et magnetisk boblemateriale og lasermatrisemateriale som trengs i industrien.
(1) Produksjonsprosess
Produksjonsmetodene for syntetisk yagalliumgranat (Gd3Ga5O12) inkluderer det kalde smeltedigelskallet, den styrte formen og krystalltrekkmetoden.
Den typiske prosessen for å dyrke syntetisk Yagallium Garnet ved hjelp av krystalltrekkingsmetoden innebærer: Middels frekvens induksjonsoppvarming ， Iridium digel ， fylling av N2 + O2 gass, en trekkhastighet på 6 mm/t ， og en rotasjonshastighet for frøkrystallstangen på 30r/min. Frøkrystallen er orientert til å vokse langs (111) -retningen, noe som resulterer i en krystalllengde på 20-25 mm og en bredde på 60 mm.
(2) Krystallens egenskaper
Gadolinium-gallium-granat produsert ved forskjellige produksjonsmetoder har ikke bare sine prosessegenskaper, men har også følgende fellestrekk:
- Krystallinsk tilstand: Kubisk system, massivt krystallinsk legeme.
- Farge: Vanligvis fargeløs til lysebrun eller gul.
- Glans og spaltning: Glassglans til subadamantinsk glans; ingen spaltning.
- Hardhet og tetthet: Mohs-hardhet 6-7, tetthet 7,05(+0,04, -0,10) g/cm3 .
- Optiske egenskaper: optisk homogen, ingen pleokroisme, brytningsindeks 1,970 (+ 0,060), ingen dobbeltbrytning.
- Ultrafiolett fluorescens: sterk i kortbølget lys, rosa.
- Absorpsjonsspektrum: ikke-karakteristisk.
- Spredning: sterk (0,045) .
- Forstørret inspeksjon: kan ha bobler, gass-væske-inneslutninger eller metallplate-lignende inneslutninger.
2.4 Glass
Glass som brukes som edelstener kan deles inn i naturlig glass og kunstig glass. Naturlig glass er dannet under naturlige forhold (geologiske eller kosmiske prosesser), for eksempel vulkansk obsidian, basaltglass eller meteorittglass som faller til jorden fra verdensrommet; kunstig glass er et edelstenslignende materiale som er produsert av mennesker ved hjelp av smelte- og støpeteknikker. Glass kan klassifiseres etter sammensetning i kronglass, som består av silisiumdioksyd, soda og kalk, og flintglass, som består av silisiumdioksyd, soda, blyoksid osv. Det kan også klassifiseres etter gjennomsiktighet i gjennomsiktig glass og halvgjennomsiktig til ugjennomsiktig glass.
(1) Produksjonsprosess
Nå er Kina en stor glassprodusent, med en rekke ulike glasstyper for å dekke ulike behov.
Glasset som brukes til imitasjoner av edelstener, fremstilles vanligvis ved hjelp av konvensjonelle smelteteknikker, og produkter av imitasjoner av edelstener fremstilles vanligvis ved hjelp av støpeteknikker for å oppnå den ønskede formen på edelstenen, med polering av tinnoksid for å glatte ut kanter og fasetter som kan ha oppstått på grunn av krymping ved avkjøling.
For å oppnå ulike fargede glassimitasjonsprodukter tilsettes vanligvis forskjellige fargestoffer i form av elementære ioner til glassråvarene. For eksempel kan tilsetning av Co2+ gir en dypblå farge; tilsetning av Au gir en "gyllenrød" farge; tilsetning av Ag gir en "sølvgul" farge; tilsetning av %, tilsetning av V2O5 gir en fargeforandrende effekt; tilsetting av Mn gir lilla; tilsetting av Se gir rødt; tilsetting av Cu kan gi rødt, grønt eller blått; tilsetting av Cr gir grønt; tilsetting av U gir gulgrønt; tilsetting av antimonsulfid gir "antimonrødt"; ved produksjon av fargeløst glass tilsettes en "glassgjødsel" for å eliminere det grønne som forårsakes av Fe; noen fargeløse glassimitasjoner har passende farger påført glassoverflaten for å presentere farger på bordplaten; eller de kan behandles med vakuumbeleggsteknologi for å skape en iriserende effekt; eller en baksidefolie kan påføres imitasjonen av edelstenproduktet for å vise sterke blinker, og så videre.
Ulike produksjonsprosesser styrer glassets gjennomsiktighet. Glass med høy gjennomsiktighet krever tilsetning av tilsetningsstoffer med høy renhet, mens tinnoksid bør tilsettes under produksjonsprosessen for å oppnå gjennomsiktig eller ugjennomsiktig glass.
(2) Typer imitasjonsskatter
① Gjennomsiktig glassimitasjon av edelsten
Transparent Glass kan imitere edelstener, for eksempel diamanter, krystaller i forskjellige farger, topas, smaragder, akvamariner, rubiner, safirer og så videre. High-lead Glass har en høy brytningsindeks, tetthet, glans og spredning, noe som gjør det egnet for å imitere fargeløse diamanter; sjeldne jordarter glass har en høy brytningsindeks, sterk glans og livlige farger, som ligner beryl, topas og andre. Til tross for at de ser like ut, er essensen forskjellig, ettersom glass til syvende og sist er en amorf, superkjølt væske.
② Gjennomsiktig til ugjennomsiktig glass
Glasset som brukes til å imitere halvtransparente edelstener, lages ved å tilsette visse oksider, fosfater og andre komponenter til kalsiumholdig glass, noe som resulterer i en uoppløselig kalsiumforbindelse som gir glasset et halvtransparent utseende. For å imitere ugjennomsiktige edelstener som lapis lazuli kan man tilsette en større mengde tilsetningsstoffer i glasset.
- Kunstig katteøye av glass som imiterer katteøyestein
Den optiske effekten oppnås ved hjelp av ulike farger på optiske glassfibertråder, hver og en pakket inn i et fargeløst glassrør. Hundrevis til titusenvis av disse rørene buntes sammen, varmes opp gjentatte ganger, settes under trykk og trekkes til fibre, som deretter kuttes og poleres til en buet overflate for å avsløre katteøyeeffekten. For å sikre god sammensmelting mellom de optiske glassfibertrådene og de fargeløse glassrørene, må brytningsindeksen og ekspansjonskoeffisienten til begge være den samme, og rørets smeltepunkt bør være litt lavere enn for den optiske glassfiberen. Oppvarmingstemperaturen bør være egnet for å smelte det fargeløse rørglasset.
- Imitert jadeglass
Også kjent som devitrifisert glass. "Malaysisk jade" (forkortet malaysisk jade) lages ved å tilsette et grønt fargestoff til det smeltede glasset, som danner en viss krystallisering under avkjølingsprosessen, noe som resulterer i en nettverkslignende eller flekkete struktur som ligner på grønn jades utseende.
- Imitert opalglass
Den går ut på å blande noen regnbuefargede metallfoliebiter uregelmessig mellom lag av silikatglass, noe som skaper en effekt som ligner på "fargeendringseffekten".
- Imitert perleglass
Den er vanligvis laget av en "perlekjerne" av gjennomsiktig til ugjennomsiktig hvitt blysilikatglass, belagt med en skinnende film av perleessens (guanin) , som består av disse to delene. Overflaten har farger som krem, rose og vin, i likhet med kulturperler fra sjøvann. Denne "glassperlen" er mest kjent fra det spanske selskapet Majorica S.A. og er svært populær i Europa og Amerika.
- Imitert Lapis Lazuli-glass
Det lages ved å smelte glass med kobber- eller glimmerpulver og fargestoff. Kobberpulveret brukes til å imitere pyritt, mens glimmerpulveret imiterer kalsitten i lapis lazuli.
- Imitasjon av stjernelys i edelsteinsglass
Det er laget ved hjelp av lamineringsteknologi på en rød eller blå buet, halvtransparent glassbunn, med flere fine linjer gravert, eller med metallfoliebiter gravert med fine linjer festet til bunnen av glasset, noe som skaper en "stjernelys-effekt", som brukes til å imitere stjernelys rubiner og stjernelys safirer, der stjernelinjene ser ut akkurat som naturlige stjernelys edelstener.
- Imitert smaragdglass
Ved å bruke råmaterialer med den kjemiske sammensetningen til smaragd og fargestoffet krom, fremstilles Be3Al2Si6O18 + Cr, og deretter etter smelting og avkjøling; du kan få grønt glass som brukes til å imitere smaragd.
(3) Kjennetegn
Glass kan imitere ulike edelstener, men essensen er først og fremst et amorft silikat basert på SiO2. Sammensetningen, strukturen og de optiske egenskapene er helt forskjellige fra de imiterte edelstenene, noe som gjør det enkelt å identifisere dem. De spesifikke egenskapene til imiterte edelstener er vist i tabell 3-2.
Tabell 3-2 Vanlige egenskaper ved glassaktige materialer
| Type | Kjemisk sammensetning (%) | Brytningsindeks | Tetthet (g/cm3) |
|---|---|---|---|
| Smeltende glass | SiO2 : 100 | 1.46 | 2.2 |
| Vanlig glass | SiO2 : 73, B2O3 : 12, CaO : 12 | 1.5 | 2.5 |
| Herdet glass | SiO2 ：72, B2O3 ：12,Na2O : 10, Al2O3 : 5 | 1.5 | 2.4 |
| Blyholdig glass | SiO2 ：54, PbO : 37, K2O ：6 | 1.6 | 3.2 |
| Kraftig blyglass | SiO2 : 34, PbO : 34, K2O : 3 | 1.7 | 4.5 |
| Ekstra tungt blyglass | SiO2 : 18, PbO : 82 | 1.96 | 6.3 |
- Krystallinsk tilstand: amorf kropp, kan krystalliseres.
- Farge og glans: Fargene er varierte, med en glassaktig glans.
- Hardhet og tetthet: Hardheten varierer mellom 5-6, vanligvis 5,5; tettheten er 2,30-4,50 g/cm3 vanligvis mindre enn2,65 g/cm3.
- Optiske egenskaper: Homogent legeme, viser vanligvis uregelmessig ekstinksjon under ortogonalt polarisert lys. Fasetterte smeltede krystaller viser et svart kryssinterferensmønster. Glasskuler kan vise fargerike doble buer og vekslende svarte kryssinterferensfarger; ingen pleokroisme; brytningsindeks 1,47-1,700 (inkludert glass med sjeldne jordartsmetaller 1,80 ±); ingen dobbeltbrytning. Devitrifisert glass kan vise full lysstyrke under ortogonale polariserende filtre.
- Ultrafiolett fluorescens: Svak til sterk, varierende etter farge, vanligvis er kortbølget sterkere enn langbølget. Vanlig fluorescens er kritthvit.
- Absorpsjonsspektrum: Ikke-karakteristisk, varierer etter fargeelementer.
- Utseendeegenskaper: avrundede fasetterte kanter, overflate med hulrom, bunn med kondens krymping groper; øyelinjen er for rett, skarp og blendende, og presenterer vanligvis 1-3 linjer med øyelinje.
- Forstørret inspeksjon: bobler, ulike faste inneslutninger, langstrakte hule rør, strømningslinjer, "appelsinskall"-effekt, virvlende eller flytende strukturer.
- Spesielle optiske effekter: gullsteineffekt, katteøyeeffekt, fargeendringseffekt, glanseffekt, glorieeffekt, stjernelys-effekt.
- Optimaliseringsbehandling: filmbehandling, hel eller delvis filmdekning, for å imitere naturlige edelstener eller forbedre farge og glans, ofte med synlig delvis avskalling av filmen; skarpe gjenstander kan skrape filmen.
2.5 Plast
Plast er et mykt, varmebestandig syntetisk organisk materiale. Det produseres ofte ved hjelp av oppvarming og støpemetoder for å imitere organiske edelstener som rav, jet, elfenben, koraller, perler, skjell og skilpaddeskall. Det kan også imitere uorganiske edelstener som opal, turkis, jade og nefrit. Den viktigste begrensningen er rav.
(1) Produksjonsprosess
Plastprodukter som imiterer edelstener, lages for det meste ved hjelp av sprøytestøping, og noen bruker også folielaminering, speilbakside og overflatebelegg.
① Ravfarget plast
Knus en passende mengde akrylark (formaldehydakrylester) i små partikler eller pulver og legg det i en tildekket glassbeholder; tilsett kloroform (triklormetan), forsegl beholderen tett og oppløs den i en gjennomsiktig væske. Injiser deretter den organiske væsken i formen, hvor forskjellige malerier, portretter, blomster, fugler, fisk, insekter eller suvenirer kan plasseres på forhånd. Til slutt plasserer du formen på et rent, støvfritt og stille sted og venter på at den skal stivne for å få et tilfredsstillende produkt. Hvis den organiske væsken tilsettes pigmenter, kan imitasjonen også farges. (Figur 3-1) .
② Opal av plast
Japanske forskere produserte opalimitasjoner i plast på 1980-tallet ved å sakte deponere 150-300 mm store polystyrenkuler i laboratoriet, som ble stablet tett sammen for å danne et tredimensjonalt diffraksjonsgitter. Plastopalen har en tolagsstruktur: polystyren på innsiden og en akrylharpiks på utsiden. Plastopalen har en tolagsstruktur: Innsiden er polystyren, og utsiden er belagt med akrylharpiks.
Ved å lage polystyren til tettpakkede små kuler og tilsette en annen type plast med en litt annen brytningsindeks mellom kulene for å konsolidere dem, kan man oppnå en fargeskiftende effekt som ligner på opal.
③ Plastperle
Det finnes to typer imitasjonsperleplast: Den ene lages ved å blande perleessens eller fiskeskjellessens i en nitrocellulosemaling for å lage et flytende belegg som påføres gjennomsiktige plastperler. Etter at belegget har tørket, påføres flere lag til man oppnår en perlemorskinnende glans. Den andre typen innebærer at man tilsetter materialer som glimmerflak og kobberkarbonatkrystaller i malingen, som deretter påføres plastperlene, noen ganger med et ekstra lag guaninbelegg på toppen.
④ Gullstein av plast
Det lages ved å tilsette metallisk kobber til fargeløs, gjennomsiktig plast.
⑤ Skilpaddeskjell i plast
Skilpaddeimitasjon i plast brukes hovedsakelig som materiale til brilleinnfatninger, kammer og skohorn. Det lages ved å tilsette svart pigment til plastvæske.
(2) Kjennetegn
- Kjemisk sammensetning: C, H og O er grunnstoffene som inngår.
- Krystallinsk tilstand: Amorf, ikke-krystallinsk.
- Farge og glans: Kan ha forskjellige farger, vanligvis rød, oransjegul, gul osv;
- Gjennomsiktighet: Gjennomsiktig til ugjennomsiktig.
- Hardhet og tetthet: Hardhet 1-3, tetthet vanligvis 1,05-1,55 g/cm3.
- Optiske egenskaper: Homogen kropp, ingen pleokroisme, brytningsindeks generelt mellom 1,460-1,700, sterk dispersjon (0,190). Slangehudlignende bånd med unormal dobbeltbrytning og interferensfarger observeres ofte på grunn av stress under kryssede polarisatorer.
- Inspeksjon ved forstørrelse: Har ofte strømlinjer og bobler, og boblene ser ofte kuleformede, ovale, langstrakte, rørformede osv. ut. Overflaten er ofte ujevn eller har små groper. Skalllignende brudd.
- Spesiell inspeksjon: Den varme nåletesten kan lukte kamfer, kullsyre, syre, formaldehyd, fisk, yoghurt eller søt frukt; gnidning vil generere statisk elektrisitet og merkbar varme ved berøring.
2.6 Keramikk med imitasjoner av edelstener
Keramikk kan imitere mange typer edelstener, for eksempel imitert opal, lapis lazuli, imitert korall, imitert turkis, imitert malakitt osv.
Lergods lages av sintret leire (leirmineraler), mens porselen lages av sintret keramisk leire (feltspat, kvarts, glimmer, perleleire). Begge er ugjennomsiktige til halvgjennomsiktige.
(1) Produksjonsprosess
Silikatmineralråvarer males til pulver eller lim og tilsettes pigmenter, som deretter varmes opp, ristes eller varmpresses for å formes. Noen ganger påføres glasur på overflaten for å forbedre lysstyrken og estetikken.
- Opallignende keramikk er en type kjemisk bundet keramikk som ble produsert av japanerne på 1980-tallet, og som har en fargeskiftende effekt og langvarig stabilitet.
- Lapis lazuli-lignende keramikk: Laget av polykrystallinske spinellmaterialer som inneholder stjernelignende gule, ugjennomsiktige inneslutninger (som inneholder kobolt) som ligner pyritt, og som har et utseende som er svært likt lapis lazuli. Brytningsindeks 1,728, tetthet 3,64 g/cm3 . De gule stjernespissene er veldig myke og kan stikkes gjennom med en nål.
- Korall-lignende keramikk: laget ved å tilsette tilsetningsstoffer til kalsiumkarbonat （CaCO3） pulver og sintring, tilgjengelig i hvitt og rødt.
- Imitert turkis keramikk: laget av aluminiummalm (aluminiumtrihydrat) materialer sintret med grønne fargestoffer. Fargen er matt, strukturen er tettere enn naturlig turkis, og brytningsindeksen og tettheten er vanligvis større enn for naturlig turkis.
(2) Keramiske egenskaper
- Sammensetning: ulike mineralsalter og tilsetningsstoffer.
- Farge: finnes vanligvis i hvitt, grønt og blått.
- Hardhet og tetthet: Hardheten er vanligvis høyere enn for de simulerte edelstenene, og tettheten er også relativt høy.
- Optiske egenskaper: Glansen er kjedelig, de optiske egenskapene er varierende, og brytningsindeksen har et bredt spekter av variasjon; brytningsindeksen for simulert lapis lazuli-keramikk når 1,728.
- Forstørret inspeksjon: En jevn fordeling av pulverpartikler er synlig, uten den unike strukturen til de simulerte edelstenene.
2.7 Kunstige selvlysende perler
Det finnes mer enn et dusin typer mineraler i naturen som kan avgi lys, blant annet diamant, fluoritt, apatitt, scheelitt, kalsitt og kobber-uranglimmer. Hvis store partikler av selvlysende edelstener males til "kuler", kalles de ofte "selvlysende perler", men de er ekstremt sjeldne.
I nesten et halvt århundre har noen blandet lyspulver med mineralpulver eller plast for å lage sfæriske legemer, eller belagt overflaten på sfæriske legemer med lyspulver for å imitere den naturlige perlen "lysende perle".
(1) Produksjonsprosess
① Råvareformulering: inkludert råvareaktivatorer og tilleggsaktivatorer
- Råmaterialer: veie SrCO3: 71,69 g, Al2O3: 50,5 g, H3BO3: 0,3 g; veie aktivator og ekstra aktivator EU2O3: 0,88 g, Nd2O3: 0,84 g og Dy2O3: 0,93 g. Knus disse råvarene og aktivatoren og bland dem jevnt i smeltedigelen.
- Sintring av råvarer: legg digelen som inneholder råvarer i den elektriske ovnen, oppvarmet til 800-1400 ℃ under reduserende forhold, konstant temperatur i 3 timer; etter det, avkjølt til 1300 ℃, konstant temperatur i 2 timer; og deretter naturlig avkjølt til 200 ℃, fjernet fra ovnen, det vil si for å oppnå det selvlysende materialet.
② Syntese av selvlysende stein
- Det klargjorte selvlysende materialet (fint pulver eller blokk) i digelen.
- Digelen er begravet i trykkovnen i karbonpulveret (som en reduserende atmosfære) i oppvarmingen. Ovnstemperaturen etter 5-8 timer stiger sakte til 1550-1700 ℃, samtidig tilsett mer enn to atmosfærer, konstant temperatur og trykk 2-3 timer, naturlig avkjøling til 200 ℃.
- Ta den sintrede kroppen ut av den elektriske trykkovnen, og avkjøl den til romtemperatur.
- Poler (eller skjær) den sintrede kroppen for å lage lysende edelstener.
(2) Kjennetegn og bruksområder
① Bruksområder for selvlysende pulver
- Lysende pulver tilsettes belegg, blekk og andre materialer for å skape lysende belegg og blekk, som kan brukes i felt som boliginnredning, tekstiler, papirtrykk, kalligrafi og malerier, scenografi, og spiller en forskjønnende rolle og tilfører en mystisk farge til disse elementene.
- Lysende pulver brukes i trafikklys, daglige nødvendigheter og nødutstyr for å markere hvor de befinner seg og forebygge farer.
② Kjennetegn ved glødende edelstener
- Farge lys: grønn, cyan, hvit, rød, lilla. Kroppsfargen er lys og mangfoldig.
- Tekstur: bobler, partikler.
- Hardhet: Jo mindre råmaterialets partikkelstørrelse er, desto større er edelstenens hardhet og desto bedre er holdbarheten; når temperaturen overstiger 1700 ℃, blir edelstenen sprø. Mohs hardhet kan nå 6,5.
- Tetthet 3,54 g/cm3Jo mindre råmaterialets partikkelstørrelse er, desto høyere er edelstenens tetthet.
- Optiske egenskaper: Kjemisk stabil struktur, sterk syre- og alkalimotstand, med en brytningsindeks på 1,65, kan avgi forskjellige lysfarger avhengig av sammensetningen.
Seksjon II Sammensatte edelstener
Sammensatte edelstener, Deres produksjonsprosess er helt forskjellig fra den for syntetiske edelstener og kunstige edelstener. De er kombinasjoner laget av forskjellige faste materialer bundet eller smeltet sammen med lim og ser ut som naturlige edelstener.
Sammensatte edelstener har eksistert i lang tid. Allerede i Romerriket kunne smykkehåndverkere bruke venetiansk terpentin til å binde sammen tre forskjellige fargede edelstener for å skape større edelstener, og de smeltet også glass for å dekke granater og bearbeide dem til sammensatte edelstenssmykker ved hjelp av skjæring, polering og innfatningsteknikker.
Smykker med sammensatte edelstener har holdt seg populære på grunn av sin gode kvalitet og lave pris, spesielt før masseproduksjonen av syntetiske edelstener. Grunnen til at sammensatte edelstener fortsatt er populære i dag, er at de kan imitere eksklusive edelstener, slik at små, vanskelig bearbeidbare edelstenematerialer kan brukes gjennom liming, noe som avslører deres potensielle skjønnhet bedre, samtidig som overflaten på edelstenene blir mer slitesterk og forbedrer glansen, og gir forsterkning for skjøre, tynne lag med edelstener med en hard bakside.
1. Produksjonsprosessen
Det viktigste ved produksjon av sammensatte edelstener er at de kombinerte materialene skal ha et helhetlig utseende. Generelt sett, når du behandler fasetterte sammensatte steiner, er skjøtene ofte plassert i midjekantene, noe som gjenspeiler det generelle utseendet gjennom paviljongens refleksjon; hvis du behandler runde briljante eller smaragdformede sammensatte edelstener, bør antall fasetter på paviljongen økes. For eksempel, ved polering av runde briljante sammensatte steiner, kan to lag med 16 hovedfasetter poleres på paviljongen; for smaragdformede sammensatte steiner, bør flere lag poleres på paviljongen. På denne måten kan de sammensatte steinenes farge og andre optiske egenskaper reflekteres.
1.1 Type håndverk
I henhold til materialene, den strukturelle konstruksjonen og de kunstneriske trekkene som brukes i Assembled gemstone, klassifiseres de internasjonalt i tre hovedtyper: To-lags stein, Trippel-lags steiner og substratsteiner.
(1) Stein med to lag
To-lags stein refererer til de to materialene (naturlige smykker og jade, syntetiske eller kunstige steiner) ved å binde eller smelte sammen for å gi inntrykk av et helt smykke og jade (figur 4-1). I henhold til likhetene og forskjellene i materialene som brukes, kan de kategoriseres i homogen to-lags stein, lignende to-lags stein og heterogen to-lags stein.
① Homogen Stein i to lag
Homogen to-lags stein er sammensatt av to stykker av samme materiale. Den ene av god kvalitet av et stykke av kronen, den andre av dårlig kvalitet av et stykke av paviljongen, noe som gir folk et stort og vakkert helhetssyn. Dette er tilfellet med to rubiner, eller to opaler, som danner et dobbeltlag. Steinen er også kjent som en ekte dioritt. Homogen to-lags stein er også kjent som ekte to-lags stein [Figur 4-1(a)].
② Lignende Stein i to lag
Den homogene to-lags steinen, er sammensatt av et stykke naturlige smykker og jade og en tilsvarende syntetisk edelsten, forbedrer sammensetningen av steinen. Natursteinen er kronen og den syntetiske steinen er paviljongen, noe som gir inntrykk av en naturstein. Slik som opal og syntetisk opal to-lags stein, jadeitt og farget jadeitt kombinasjon av to-lags stein. Klasse tekstur to lag stein, også kjent som halv ekte to lag stein [Figur 4-1 (b).
③ Heterogen to-lags stein
Heterogen to-lags stein, er sammensatt av to forskjellige materialer dolomitt. Slik som fargeløs syntetisk kubisk zirkonia og glasskombinasjon av diopside-imitasjonsdiamant, fargeløs granat og fargeløs glasskombinasjon av diopside-imitasjonsdiamant, er denne typen diopside også kjent som falsk to-lags stein [Figur 4-1 (c)].
(2) Steiner med tre lag
Trippelstein er, som navnet antyder, tre typer edelstenematerialer eller en farget substans og to andre edelstenematerialer som er bundet eller smeltet sammen til en hel lappeteppe-stein (Figur 4-2).
Copywrite @ Sobling.jewelry - Tilpasset smykkeprodusent, OEM og ODM smykkefabrikk
I henhold til sammensetningen av de tre lagene av steinmaterialforskjeller og likheter, kan deles inn i homogene Trippel-lags steiner, klasse kvalitet Trippel-lags steiner og heterogene Trippel-lags steiner tre typer.
① Homogene steiner i tre lag
Homogene Trippel-lags steiner, er sammensatt av tre stykker av samme type materiale med etterligning av edelstener bundet til en hel Trippel-lags steiner. Slik som tre jadeitt sammensatt av tre lag med stein [Figur 4-2 (a).
② Lignende steiner i tre lag
En trilobitt er en kombinasjon av en naturstein og to tilsvarende syntetiske eller forbedrede steiner, eller en trilobitt som består av en naturstein, en tilsvarende syntetisk stein og et farget lim som er limt sammen for å imitere en naturstein [Figur 4-2(b)].
③ Heterogene steiner i tre lag
Som navnet antyder, er heterogene Trippel-lags steiner en kombinasjon av tre forskjellige materialer eller to av samme materiale og en annen materialsammensetning av Trippel-lags steiner. Slik som et lag av syntetisk rubin, det andre laget av rød spinell, det tredje laget av rødt glass sammensatt av tre lag med stein, imitasjon rubin; eller av den naturlige rubin, syntetisk rubin og rødt glass kombinasjon av tre lag med stein, imitasjon rubin [Figur 4-2 (c).
(3) Underlag av stein
Dette er en spesiell form for sammensatt stein, med ugjennomsiktige materialer som underlag, limt eller belagt på baksiden av edelstenen eller paviljongen. Avhengig av underlagsmaterialet deles den inn i to typer: foliestein og belagt stein.
① Folie Substrat Stein
Dette er en metallfolie laget av et ugjennomsiktig materiale som limes på baksiden eller paviljongen til en edelsten for å forbedre lysrefleksjonsevnen, forbedre stjerneeffekten, fargen og andre estetiske kvaliteter til den monterte steinen.
Det finnes mange typer sammensatte steiner. Blant de vanligste er å lime et blått reflekterende speil på baksiden av en fuchsitt med stjerneeffekt, noe som kan gi farger og spesielle optiske effekter som ligner på stjernefuchsitt; gravering av "stjernelinjer" på metallfolie og liming på baksiden av buede, gjennomsiktige edelstener eller gjennomsiktig glass eller andre gjennomsiktige materialer for å imitere stjerne-edelstener; noen limer metallfolie mellom to lag med edelstener for å skape spesielle optiske effekter.
② Belagt substratstein
Dette innebærer å påføre et lag med farget stoff på baksiden av en edelsten for å forsterke fargen eller dekke noen defekter i edelstenen; denne typen sammensatt stein kalles også belagt stein.
For å forsterke det blå uttrykket i blå diamanter påføres for eksempel en gjennomsiktig og slitesterk, farget fluorfilm på den reflekterende delen nederst på diamanten, mens et lag med grønn film påføres bunnen av beryller som ikke er av edelstenekvalitet, for å imitere smaragd.
1.2 Produksjonsprosess
Som nevnt tidligere er produksjonsprosessen for sammensatte edelstener en type manuell modifikasjon. Uansett hvilken type sammensatt edelsten det er snakk om, er den grunnleggende egenskapen en lagdelt struktur, noe som betyr at flere materialer er limt sammen lag for lag for å danne en helhet.
(1) To-lags steinproduksjon
To-lags stein er vanligvis dannet ved å binde sammen to stykker edelstenemateriale med et fargeløst lim. Vanlige varianter inkluderer:
① Granatglass Stein i to lag
Laget av granat og glass i samme farge. For å oppnå flere fordeler brukes granat bare som en del av kronens toppdeksel, mens størstedelen er laget av billig glass. Hensikten med å bruke granat er å forbedre hardheten og holdbarheten til den sammensatte edelstenen. Denne to-lags steinen brukes ofte til å imitere fargede edelstener som granat, safir, rubin, smaragd og ametyst fargeløs kan imitere diamanter.
Den generelle produksjonsmetoden går ut på å stanse flere hull med en diameter på ca. 1,3 cm i en ca. 2,5 cm tykk stålplate, fylle hullene med glasspulver og deretter dekke hullene med tynne granatskiver. Deretter plasseres den klargjorte stålplaten i en varmeovn for å varme den opp, slik at glasspulveret smelter og avkjøles. Deretter fjernes granaten som er bundet sammen med glasset. Den bearbeides og poleres for å danne en granatglass to-lags stein.
② Korund To-lags stein
(a) Safir Stein med to lag og rubin Stein med to lag
Materialene som brukes er hovedsakelig naturlige og syntetiske safirer eller naturlige og syntetiske rubiner. Kronedelen er laget av flate eller kileformede tynne skiver av naturmateriale, eller en del av kronen, eller til og med bare bordplaten. Paviljongdelen er laget av syntetisk materiale limt sammen med lim. Sømmene er under midjen eller bordplaten.
Slipingen av denne to-lags steinen er primært en blandet sliping, der kronedelen er briljantslipt og paviljongdelen er trinnslipt. Den brukes til å imitere naturlige safirer eller rubiner.
(b) Imitert stjernesafir og imitert stjernerubin Stein med to lag
Det har historisk sett vært to metoder for å lage denne to-lags steinen.
- Overdelen er laget av naturlig stjernefuchsitt med buet sliping, og undersiden er en speilreflekterende metallfilm eller et metallunderlag gravert med stjernelinjer eller blått (eller rødt) glass, som er limt sammen til ett.
- Toppdekselet er laget av syntetisk stjernesafir eller syntetisk stjernerubin med buet sliping, og bunnen er laget av blått eller rødt glass, begge limt sammen til ett.
③ Jadeitt Stein i to lag
Den to-lags jadeittsteinen består hovedsakelig av et naturlig grønt jadeitt toppdeksel av høy kvalitet med et buet snitt. Samtidig er bunnen laget av dårligere jadeitt eller glass og andre imiterte jadeittmaterialer, med skjøtesømmen skjult under den buede overflaten og innebygd med en ramme av edelt metall.
④ Diamant To-lags stein og imitert diamant To-lags stein
- Diamant Stein i to lag: To mindre naturlige diamanter brukes til kronen og paviljongen, og de bindes sammen med fargeløst lim i midjen for å danne en større diamant [figur 4-1(a)].
- Imitert diamant Stein i to lag: Kronedelen bruker naturlige diamanter; paviljongdelen bruker fargeløse krystaller, fargeløse syntetiske safirer, fargeløs syntetisk spinell eller fargeløst glass bundet sammen med fargeløst lim; eller kronedelen er laget av syntetisk kubisk blyoksid, fargeløse syntetiske safirer eller fargeløs syntetisk spinell, og paviljongdelen er laget av kunstig syntetisk strontiumtitanat, bundet sammen med fargeløst lim i midjen.
(2) Produksjon av steiner i tre lag
Produksjonsprosessen for trippel-lags steiner består vanligvis av to edelstener og et farget lim eller tre stykker edelstenemateriale limt sammen med et fargeløst lim. Vanlige varianter av trippel-lags steiner inkluderer:
① Imitation emerald Triple-layered stones
There are four methods for making imitation emerald Assembled stones:
(a) Made of two pieces of natural green tourmaline for the crown and pavilion, bonded with green adhesive to form a Triple-layered stones. [Figure 4 – 2(a)].
(b) Made of two pieces of colorless crystal for the crown and pavilion, bonded in the middle with green adhesive.
(c) Made of colorless crystal for the crown and pavilion, with a layer of green lead glass in the middle, bonded with colorless adhesive.
(d) Made of two pieces of colorless synthetic spinel for the crown and pavilion, bonded in the middle with green adhesive; green glass can also be used instead of green adhesive, with colorless adhesive bonding the three together.
② Opal Triple-layered stones
The Opal Triple-layered stones consists of a layer of colorless transparent glass, or colorless crystal, synthetic spinel, synthetic sapphire, etc., forming the pavilion, with opal slices in the middle and the bottom made of black agate or black glass, all bonded together with colorless adhesive. Because materials like crystal, spinel, or sapphire have high hardness, they can enhance the durability of the Assembled gemstone [Figure 4-3(a)].
③ Jade Triple-layered stones
This Assembled gemstone is made of three pieces of translucent colorless jade. First, an oval-shaped jade is inserted into a hollow round cap-shaped jade, with a green gel-like substance filling the space between them, and then the third flat-bottomed jade is glued to it. In this way, the green gel-like substance reflects images through the round cap, giving the surface of the Assembled gemstone a high-quality emerald green [Figure 4-3(b) ].
④ Imitation red (blue) gemstone Triple-layered stones
Made of synthetic red (blue) gemstones, two hollow oval-shaped shell layers of matching sizes are created, with Fibrous sodium borate calcium stone added in between and glued together [Figure 4-3(c)].
2. Characteristics of Assembled Gems
2.1 Layered Structure
All forms of Assembled stones, whether they are Two-layered stone, Triple-layered stones, or Substrate Stone, are composed of two or more identical or different materials that are layered and bonded to create a cohesive appearance and are set with a metal (precious or ordinary) framework to cover the seams of the interlayer bonding.
(1) Shape of the Structural Layer
① Planar Shape
Generally, the structural layers of faceted Assembled stones are flat and panel-like, with the layers that make up the Assembled stone presenting a horizontally integrated structure between them.
② Curved Surface Shape
Whether circular, elliptical, or hollow, the curved surface Assembled stones have each structural layer presenting curved, arc-shaped thin layers, with layers in arc-shaped parallel contact. The cross-sectional shapes of these curved surface Assembled stones can be single convex, double convex, concave-convex, and concave.
(2) Hierarchy of Structural Layers
① Bilayer construction
- Colorless cemented bilayer construction: The Assembled stone is made up of two layers of materials, with the top layer often being transparent or semi-transparent durable natural or synthetic gemstones, while the bottom layer consists of inferior and inexpensive materials, bonded together with a colorless adhesive. This Assembled stone is composed of three materials.
- Colored cemented bilayer construction: This involves applying color or a colored film to the bottom or pavilion of transparent or semi-transparent gemstones of two materials.
② Multilayer construction
A multilayer construction refers to constructing Assembled stones made of three or more different types of gemstone materials. It can be further divided into:
- Colorless cemented three-layer structure: A Assembled stone bonding three pieces of the same or different types of gemstone materials with colorless adhesive. This structure is composed of five layers of materials.
- Colored adhesive three-layer structure: two pieces of gemstones of the same or different varieties, bonded together with colored adhesive to form a Assembled stone, which has only three layers in its structure.
2.2 Different materials and their identification characteristics
Whether it is a Two-layered stone, Triple-layered stones, or substrate stone, they are all composed of different materials. Due to the different combinations of materials, the structural layers’ chemical composition, internal structure, and physical properties vary. The Assembled stones listed in this section have different identification characteristics based on the differences in their structural layers.
(1) Types of Two-layered stone
① Garnet glass Two-layered stone
- Red ring effect: Placing it on a white paper surface, the red ring phenomenon of garnet appears on the paper under light.
- Observing the facets or girdle of the Assembled gemstone crown with reflected light, the bonding line and its sides show different luster and colors.
- Red flag effect: When observing with a refractometer, the refractive index on both sides of the bonding seam differs. If the eyepiece is removed, it can also be seen the image of the bottom of the gemstone appears with a red reflection on the scale.
- Different fluorescence: Garnet has no fluorescence, while glass may have a fluorescence of any color.
- Inclusion differences: Garnets may contain needle-like rutile or other crystal inclusions, while glass contains bubbles.
② Corundum Two-layered stone
(a) If composed of natural red (blue) gemstones and synthetic red (blue) gemstones, in addition to observing the presence or absence of bonding lines (surfaces), one should also observe the inclusions, colors, and fluorescence differences of the red (blue) gemstones on both sides of the bonding line.
- Inclusions: The inclusions of natural corundum gemstone are minerals with straight growth lines. In contrast, the inclusions of synthetic corundum gemstone are “”un-melted powder”” and bubbles with growth lines that can be arc-shaped.
- Fluorescence: Natural rubies’ fluorescence intensity is lower than synthetic rubies; natural sapphires have no fluorescence, while synthetic sapphires may exhibit weak blue-white fluorescence.
- Color: Natural red (blue) gemstones have an uneven color intensity that appears more natural, while synthetic red (blue) gemstones appear overly pure and bright, glaring and artificial.
(b) If a Two-layered stone is composed of synthetic red (blue) gemstones and red (blue) glass, it is usually the synthetic red (blue) gemstone on the upper part (crown or top) and the glass on the lower part (pavilion, bottom). Its identification characteristics are obvious:
- Optical properties: Synthetic red (blue) gemstones are heterogeneous, while glass is homogeneous. When rotated 360°under a polarizing microscope, synthetic red (blue) gemstones show four bright and four dark areas, while glass appears completely dark or anomalously disappears.
- Inclusions: Synthetic red (blue) gemstones contain “un-melted powder” and arc-shaped growth lines, while glass contains numerous bubbles and swirl structures.
- Refractive index: The refractive index of synthetic red (blue) gemstones is 1.76-77, while the refractive index of glass is lower, generally 1.46-1.70.
(2) Triple-layered stones type
① Characteristics of imitation emerald Triple-layered stones
- If the top layer is made of beryl, crystal, or spinel and the bottom layer is made of the same, with a green adhesive in between, the Assembled gemstone can be placed in water. When observed along the direction parallel to the waist surface, it can be found that the crown and pavilion of the Triple-layered stones are colorless, while there is a thin color layer between the two.
- If the top layer is made of crystal or spinel and the bottom layer is made of green glass, a color layer can be observed at the parallel waist plane under a gem microscope, containing round bubbles, swirling structures, and irregular intertwined color bands.
② Characteristics of opal Triple-layered stones
It is a Assembled stone bonding three different materials (layers). Its identification can be approached from the following four aspects.
- Observing from the side, the colorless transparent material can be seen on top, with a color-changing layer in the middle and a black opaque layer at the bottom.
- The two bonding layers between the layers contain bubbles or dry cracks.
- Under strong light, magnified inspection reveals two bonding seams.
③ Characteristics of jade stone Triple-layered stones.
It is a colorless, translucent jade with two layers bonded in the middle with green adhesive. When observing the joined stone from a vertical or curved surface, it appears green, while from a parallel waist view, the upper and lower sides are colorless, with green in the center.
2.3 Characteristics of the adhesive layer
Various types of joined stones are all bonded together by adhesives, forming a whole. This creates an extremely thin liquid adhesive layer between the solid layers. The adhesive layer has the following characteristics:
(1) The color of the adhesive is variable, either colorless or in various colors. Colorless ones do not form a structural layer, while colored ones serve as the structural layer of the joined stone.
(2) The adhesive layer often contains bubbles. The bubbles are spherical or tubular.
(3) After the adhesive in the bonding layer solidifies, its volume shrinks and causes dry cracking, forming shrinkage cracks.
(4) When exposed to fire, it turns to ash. The adhesive in the bonding layer is prone to aging and ash formation when exposed to fire, appearing black.
The various types of Assembled gemstones should be carefully examined for their seams, bonding traces, and bubbles, as well as the refractive index, color, luster, transparency, and inclusion characteristics of various materials during identification. Observe from multiple angles and test carefully.
Section III Reconstructed Gems
In manufacturing processes, reconstructed gemstones (synthetic gemstones) belong to transformed gemstones. That is, the original gemstone fragments (or pieces) and decorative gemstone ornaments (or remnants) that have lost their decorative function are crushed, purified, heated, and pressurized to reconstitute them into a gemstone material with an overall appearance, which is then cut, polished, and processed into various ornaments. Common varieties include reconstructed turquoise, reconstructed Amber, and reconstructed lapis lazuli. In the past, there were reconstructed rubies (known as Geneva rubies); recently, Reconstructed yellow Nephrite jade, nephrite, and even reconstructed synthetic gemstones have appeared.
1. Reconstructed Processes
1.1 Welding Process
Dr. E. D. Clarke first developed the welding process in 1819, which used a newly invented hydrogen-oxygen flame blowpipe to melt and combine two ruby crystals into a spherical ruby on charcoal. Later, Fufulai, Feier, and Uze collaborated to melt natural ruby fragments using a hydrogen-oxygen flame. They added a small potassium chromate reagent to deepen its red color, creating a regenerated ruby.
This welding process later evolved into the “flame fusion method.” However, the method of growing crystals by flame fusion has far exceeded the scope of the welding process. The distinction between the two mainly lies in whether the crystal itself is the raw material for growing crystals. In other words, if the raw material for growing crystals is fine from the crystal itself, it belongs to the welding method for regenerated gemstones; if made from other chemical raw materials through melting, it is classified as synthetic gemstones by the flame fusion method.
1.2 Sintering Process
The sintering process is similar to producing bricks or tiles in a kiln. Materials are placed in a container and pressed together to form a cohesive whole without altering their physical or chemical properties. A small amount of binder and coloring agent can be added during the sintering process. To ensure a strong bond, a certain temperature is often applied, but it should not exceed the melting point of the materials.
1.3 Molding Process
The molding process is similar to the sintering process. First, the crushed materials of gemstones are purified and then placed into a designed mold. Under certain temperature conditions, pressure is applied to directly form the materials into jewelry. This includes items like reconstructed nephrite and reconstructed yellow Nephrite jade.
2. Characteristics of Reconstructed Gemstones
2.1 Reconstructed Amber
Amber is a unique natural treasure. It is both a natural organic gemstone and an important traditional Chinese medicine. It is cherished even more in countries along the Baltic Sea, where Amber is abundantly produced. For example, in the early 18th century, Frederick William I, the founding emperor of the Prussian Hohenzollern dynasty in Germany, hired a famous Danish jeweler to spend ten years processing over 100 pieces of Amber, carving more than 150 amber statues and creating an “Amber Room.” Besides being processed into cabochon gemstones for use in rings, pendants, and other jewelry, a large quantity is also made into various decorative items for people to adorn and appreciate.
Due to the presence of organic compounds such as succinic acid and amber resin in Amber, it is prone to oxidation, turning red, aging, and cracking, becoming loose and friable, and containing many impurities. Therefore, it must be artificially improved and recreated to enhance its quality and utility.
(1) Produksjonsprosess
① Fusion method
- Crush the amber fragments into fine powder, use a heavy selection method to remove impurities, and purify the powder.
- Place the purified powder into a container and heat it to 200-250℃ under inert gas using far-infrared heating, causing the powder to melt into liquid.
- After the powder melts, control the constant temperature, stop heating, and slowly cool down. Once it condenses into a block, remove it to obtain reconstituted Amber. It can also be cast into a shaped mold to condense into the desired shape of jewelry.
- During the welding process, various animal images, plant, or other decorative patterns can be added during the welding process to enhance its aesthetic appeal.
② Sintering method
- Pour the pure amber powder into a container (or mold).
- Apply pressure to about 2.5 MPa and maintain a temperature below the melting point of Amber to form blocks (or shapes).
- During sintering, binders, colorants, or fragrances may also be added.
- Sintered Amber requires a lower temperature and a longer sintering time to achieve uniform, transparent amber jewelry without flowing structures.
(2) Process characteristics
If no other chemical substances are added during the reconstruction process, Reconstructed Amber is basically the same as natural Amber because neither the chemical composition nor the internal structure has changed. If foreign substances are added or certain defects in the production process during reconstruction, reconstructed Amber may differ from natural Amber (Table 5-1).
Table 5-1 Comparison of Characteristics between Reconstructed Amber and Natural Amber
| Kjennetegn | Natural Amber | Reconstructed Amber |
|---|---|---|
| Farge | Yellow-orange and brown-red are both present | Mostly orange-yellow or orange-red |
| Pause | Shell-shaped, with grooves perpendicular to the shell pattern | Skallformet |
| Struktur | Smooth surface | Granular structure with a surface exhibiting an uneven orange peel effect |
| Density (g/cm3 ) | 1.05 ~ 1.09 | 1.03 ~ 1.05 |
| Capsule | Plant and animal remains, mineral impurities, round bubbles | Clean and transparent, with aggregated un-dissolved substances, bubbles arranged in a flattened elongated orientation |
| Struktur | Has tree-like growth rings or radial textures | Early with a flowing structure, new style with syrup-like swirling structure |
| Ultrafiolett fluorescens | Light blue-white, light blue, or pale yellow fluorescence | Bright white-serious blue fluorescence |
| Soluble | No reaction when placed in diethyl ether | Becomes soft after a few minutes in diethyl ether |
| Aging characteristics | Darkens due to aging, appearing slightly red or brownish | Turn white due to aging |
① Welded Amber
Reconstructed Amber was produced using the welding method. Due to the amber powder melting at a higher temperature and becoming a viscous liquid will generate a vortex-like flow and many bubbles during the manual mixing. This phenomenon is retained during condensation, becoming a distinguishing feature of welded Amber.
Suppose certain additives, bonding agent, colorants, and insects, plants, or sand fragments are added during the welding process. In that case, it will complicate the composition of reconstructed Amber and diversify the inclusions. Therefore, the differences between welded Amber and natural Amber is:
- Color: golden yellow, yellow-orange, and various other colors.
- Fluorescence: Exhibits a distinct chalky blue fluorescence.
- Inclusions: Upon magnified inspection, fused Amber often shows obvious flow structures, with clear layers interspersed, containing blurred outlines of un-melted materials and bubbles of varying sizes that are oval, round, or elongated, irregularly distributed throughout the Amber, dense and small. Bubbles can also explode during heat treatment, forming lily pad-like inclusions inside the Amber.
- Transparency: Fresh reconstructed Amber is all transparent.
- Imitation of insect amber: In the molten state of reconstructed Amber, people often add some insects to imitate insect amber. However, the insects included showing no signs of “a dying struggle.”
② Sintered amber
Reconstituted Amber produced by the pressing method has a special deformed granular structure because the amber powder is pressed and formed under high pressure and low temperature (below the melting point of Amber), resulting in only plastic deformation of the powder, which tightly aggregates together, or adheres to each other due to the addition of a binder. The identification characteristics of Sintered amber are as follows:
- Color: Mostly orange-yellow and orange-red.
- Density: 1.03-1.05 g/cm3 , lower than natural Amber.
- Fracture: Shell-like fracture.
- Structure: Granular structure, with a surface exhibiting an uneven orange peel effect.
- Optical properties: Abnormal birefringence often appears under a polarizing microscope.
- Fluorescence: There is often uneven blue-white fluorescence, with granular structures visible under ultraviolet light. When observing samples with dark red thread-like distributions, filamentous bodies can be seen along the boundaries of the particles.
- Inclusions: Contains bubbles and blurred outlines of un-melted powder grains.Dark reddish filaments are characteristic of Sintered amber, and their morphology is similar to that of capillaries, which are filamentous, nebulous, and lattice-like. This red color is a thin layer of red oxide film formed on the surface of Amber due to oxidation. Although natural amber can also have fissures that are oxidized and red, they are dendritic along the fissures rather than along the edges of the grains.
- Aging characteristics: It appears whitish, unlike natural Amber, which darkens due to oxidation and presents a slight red or brownish color.
2.2 Reconstructed turquoise
The elegant and stunning turquoise is a traditional gemstone loved by people from ancient to modern times, domestically and internationally. Because it resembles a pine cone and is close in color to pine green, it is also called “pine stone.”
There are many varieties of turquoise. They can be classified by color into sky blue, deep blue, light blue, blue-green, green, yellow-green, light green and colorless varieties; by production state, they can be divided into crystal turquoise, dense block turquoise, block turquoise, dyed turquoise, and veinlet turquoise. It is also called iron line turquoise if it contains fine vein-like black iron or carbon. The turquoise produced in ancient Persia is called “Turkish jade” in the West.
(1) Reproduction process
There are two types of reconstructed turquoise on the market.
① Sintering method
The reconstructed turquoise produced by Gilson was introduced in 1972. It is made by crushing some natural turquoise scraps or low-quality turquoise and mixing them with copper salts or blue metal salts, then pressing them at a certain temperature. There are two types of reconstructed turquoise produced by the sintering method available on the market: one is made from relatively pure turquoise powder, and the other is made by adding a matrix containing turquoise from surrounding rocks to the turquoise powder.
② Welding method
The production of reconstructed turquoise using the welding method involves a ceramic firing process. The turquoise powder is formed through sintering. This reconstructed turquoise is very similar to natural turquoise.
(2) Craft Characteristics
① Structure
It looks very much like blue ceramic, with a typical granular structure. Under a magnifying glass, clear particle boundaries and deep blue dye particles in the matrix can be seen.
② Density
The density of reconstructed turquoise is not fixed; its density depends on the amount of binder contained. According to the American Gemological Institute, its density can be one of three values: 2.75 g/cm3, 2.58 g/cm3, 2.06 g/cm3.
③ Infrared Spectroscopy
It has a typical 1725 cm-1 absorption peak. 1470 cm-1, 1739 cm-1, 2863 cm-1, 2934 cm-1 These peaks may be caused by synthetic resin materials used as binders. (See Figure 5-1)
④ Micronization tests
Part of the recycled turquoise contains blue copper salts, can be dissolved in hydrochloric acid, the blue color will soon become a light greenish-blue, cotton ball dipped in hydrochloric acid can be stained white cotton ball is blue. In 2002, a type of imitation turquoise product appeared on the market. Tests showed that it was made from magnesium ore (MgCO3) as the matrix, pressed with organic dyes and adhesives at 500-600 atmospheric pressure. The dye was originally organic but is now replaced by inorganic coloring agents.
2.3 Reconstructed nephrite
In recent years, the “White Jade Carving Brand” has appeared in the market and is very popular, with buyers flocking to it. Its appearance is indistinguishable from white jade, and its price is not high; it belongs to reconstructed nephrite.
(1) Produksjonsprosess
White tremolite is crushed, mixed with a binder, and formed into a solid appearance through heating and pressing. It can also be molded in a die.
(2) Process Characteristics
① Magnification Inspection
Reconstructed nephrite has a fine, powdery, granular structure different from natural nephrite. The color is uniform, the interior is clean.
② Density and Hardness
Both are slightly lower than natural nephrite.
③ Infrared Absorption Spectrum
There is an absorption peak of the binder.
2.4 Reconstructed Jade
In the Guangzhou jewelry market in 2002, a kind of jade pieces and beads and necklaces accessories appeared. After detailed inspection, it was found to be a reconstructed jade product made from green opaque jade fragments bonded with glass glue. The identification features are as follows:
(1) Appearance Characteristics
① Colorless root
Green, emerald green, or dark green, evenly distributed, with a chaotic color direction, lacking a “color root.”
② Micro-transparent
Almost opaque, only weakly translucent at the edges of the sample and in thinner areas.
③ Agglomeration of fragments
Has a distinct angular granular structure, with varying particle colors and disordered aggregation.
④ Pockmarked Surface
The surface of reconstituted jade pieces is usually well-polished, presenting a glassy luster, but often has small round Pockmarked Surface that differ from the “orange peel effect.”
⑤ Irregular Fracture
The overall fracture is irregular, but it contains shell-like fractures within the irregular fractures.
(2) Internal Features
① High refractive index: Measured at 1.66-1.68, higher than jade.
② Low density: Density is 3.00 g/cm3(static water weighing method), far lower than jade.
③ Fracture structure: Composed of fragments of varying sizes and cementing material, clearly visible under reflected light, resembling sedimentary rock with high-luster jadeite fragments and low-luster cementing material, and small bubbles can be seen in the cementing material.
④ Foreign substance addition: Chemical analysis contains PbO, ZnO component, with PbO content reaching around 7%.
2.5 Other reconstructed gemstones
Various types of reconstructed jewelry and gemstones have appeared in the market. These include reconstructed lapis lazuli, reconstructed Alabaster, reconstructed siliceous jade, and reconstructed synthetic spinel, among others.
For example, synthetic spinel particles are fused into a whole appearance using the welding method to imitate lapis lazuli. It presents a bright blue color, with an even color distribution and a granular structure, which may contain small yellow spots resembling pyrite. This reconstructed synthetic spinel that imitates lapis lazuli has a luster stronger than that of lapis lazuli, good polish ability, and appears bright red under a Charles filter, with a refractive index of 1.72, density 3.52 g/cm3, and typical cobalt absorption spectra visible in the red, green, and blue regions when observed with a spectroscope.
