3 tipos de técnicas para melhorar as pedras preciosas: A arte e a ciência de melhorar as jóias

O melhoramento de pedras preciosas é uma mistura de ciência e arte que realça a beleza interior das pedras, aumentando o seu atrativo e valor. Técnicas como o tratamento térmico, reacções químicas e modificações físicas são utilizadas para melhorar a cor, a clareza e a durabilidade. Conheça os métodos tradicionais e modernos que revelam o esplendor oculto de rubis, safiras, esmeraldas e muito mais. Quer seja um entusiasta de jóias, um designer ou um retalhista, este resumo oferece uma perspetiva do mundo das pedras preciosas melhoradas.

3 tipos de técnicas para melhorar as pedras preciosas

Conheça os Princípios de Melhoria e a Classificação das Técnicas de Melhoria

O melhoramento de pedras preciosas é um meio pelo qual as pessoas utilizam certas tecnologias científicas e técnicas de processamento para alterar as propriedades físicas e a estabilidade química de pedras preciosas de baixa qualidade, como a cor, a clareza, o brilho e a durabilidade, para aumentar o seu efeito decorativo e valor económico.

As pedras preciosas que foram melhoradas são chamadas pedras preciosas melhoradas. São também conhecidas como produtos melhorados artificialmente ou tratamentos optimizados de pedras preciosas. No entanto, independentemente do nome, uma vez que já não são as pedras preciosas naturais originais, devem ser classificadas como pedras preciosas artificiais.

Secção I Princípios de melhoramento das gemas

A eliminação de vários defeitos presentes na grande maioria das pedras preciosas naturais para aumentar a sua beleza, durabilidade e usabilidade é o princípio do melhoramento de pedras preciosas. Portanto, o aprimoramento de gemas e a venda de gemas aprimoradas devem aderir aos princípios do pragmatismo e da busca da verdade.

1. Princípios de melhoria

As gemas melhoradas artificialmente, tal como as gemas formadas naturalmente, têm as suas próprias caraterísticas e normas de avaliação. Para além de possuírem as propriedades físicas e químicas inerentes e os tipos de processos das gemas naturais, as gemas melhoradas também têm caraterísticas únicas nos seus processos de melhoramento. Embora várias pedras preciosas naturais apresentem caraterísticas diferentes após serem melhoradas por métodos diferentes, existem requisitos de avaliação comuns para todas as pedras preciosas melhoradas artificialmente.

(1) Apelo estético

O valor das pedras preciosas reside na sua beleza, e a beleza reside na sua cor. A busca da beleza é uma aspiração comum no mundo material. Quer se trate de seres humanos, animais ou plantas, bem como de pedras preciosas, jade e pedras únicas, todos se embelezam, intencionalmente ou não, a si próprios e ao seu ambiente. As pessoas adoram as pedras preciosas porque as suas belas cores proporcionam o prazer da beleza, tanto a nível espiritual como material.

A beleza das pedras preciosas reflecte-se na sua beleza interior, na sua beleza exterior e no seu trabalho artesanal. A principal tarefa do melhoramento artificial é revelar o mais possível a potencial beleza interior das pedras preciosas ou melhorar a sua beleza exterior e artesanato através do processamento.

(2) Durabilidade

A durabilidade refere-se ao facto de o efeito ideal obtido através do melhoramento artificial da pedra preciosa poder permanecer estável e não sofrer alterações significativas num ambiente físico e químico normal. De um modo geral, a durabilidade do efeito de melhoramento da pedra preciosa depende do facto de a composição química e a estrutura interna da pedra preciosa se alterarem durante o processo de melhoramento e da estabilidade das substâncias estranhas adicionadas.

Nenhum país define claramente o período de estabilidade das pedras preciosas melhoradas. Para os utilizadores, quanto mais longo for o período de estabilidade, melhor, pelo menos sem alterações significativas durante o período de utilização. Uma vez que o valor económico das pedras preciosas melhoradas é inferior ao das pedras preciosas naturais semelhantes, é necessário que, em condições ambientais normais, a durabilidade seja mantida durante mais de 10 anos.

(3) Segurança

① Inofensivo

As pedras preciosas melhoradas destinam-se a ser usadas e manuseadas e entram frequentemente em contacto com a pele humana. As substâncias nocivas contidas nas pedras preciosas beneficiadas podem prejudicar o corpo humano se excederem os limites de segurança designados. Especialmente após reacções químicas e irradiação radioactiva durante o processo de beneficiamento, alguns produtos químicos nocivos (sais que irritam a pele e corantes tóxicos) e a radioatividade residual podem prejudicar significativamente o corpo humano. Por conseguinte, as substâncias nocivas que permanecem nas pedras preciosas beneficiadas não devem ser colocadas no mercado até atingirem níveis seguros.

② Sem poluição

Os corantes químicos utilizados no processo de beneficiação de pedras preciosas têm uma boa estabilidade e não mancham outros materiais, como a pele e o vestuário. Além disso, gases nocivos e outros resíduos são frequentemente produzidos durante o beneficiamento de pedras preciosas. Se a proteção for inadequada, poluirá o ambiente.

③ Segurança

Durante o processo de beneficiamento de pedras preciosas, a radiação de alta intensidade, as correntes de alta pressão dos fornos de aquecimento, os reagentes químicos explosivos e inflamáveis, os gases tóxicos e nocivos e as poeiras finas podem representar riscos significativos para o pessoal da produção.

2. Regras de melhoramento

Todos os métodos utilizados para melhorar o aspeto (cor, claridade ou fenómenos especiais), a durabilidade ou a utilização de jóias e pedras preciosas, excluindo o corte e o polimento, dividem-se em duas categorias: otimização e tratamento.

(1) Otimização

Refere-se a métodos tradicionais amplamente aceites pelas pessoas e destinados a realçar a beleza potencial das pedras preciosas. Os métodos que pertencem à otimização incluem o tratamento térmico, o branqueamento, o enceramento, a imersão em óleo incolor e o tingimento (para ágata e calcedónia, etc.). A designação das pedras preciosas optimizadas pode utilizar diretamente os nomes das pedras preciosas, não sendo necessário anotar este facto no certificado de identificação. Por exemplo, as safiras azul-claras e azul-acinzentadas com inclusões semelhantes a seda de Myanmar e do Sri Lanka podem ser transformadas em belas safiras azuis após tratamento térmico em condições redutoras; os topázios incolores ou amarelos do Brasil podem tornar-se topázios azuis após irradiação e tratamento térmico; as esmeraldas de grau médio a baixo da Colômbia podem ter fissuras finas ocultadas e a transparência melhorada por imersão em óleo incolor; e o tingimento da calcedónia e da ágata mais antigas, etc., pode ser vendido como produtos naturais sem explicação.

(2) Tratamento

Refere-se a métodos não tradicionais que as pessoas ainda não aceitam. Esses métodos incluem a imersão em óleo colorido, enchimento (enchimento de vidro, enchimento de plástico ou enchimento com outros materiais duros), enceramento (para turquesa), tingimento, irradiação, perfuração a laser, revestimento, difusão e tratamento de alta temperatura e alta pressão. O nome é acrescentado às pedras preciosas tratadas, acrescentando a palavra "tratamento" entre parênteses após o nome da pedra preciosa correspondente, e o método de tratamento específico deve ser descrito no certificado de identificação. Suponhamos que não é possível determinar se a pedra preciosa foi tratada nas actuais condições gerais da tecnologia de identificação. Nesse caso, pode não ser indicado após o nome da pedra preciosa, mas deve ser acrescentada uma nota explicativa.

A norma nacional também estipula que as pedras preciosas sintéticas tratadas artificialmente podem ser nomeadas diretamente usando o nome básico das pedras preciosas sintéticas. Para os regulamentos relevantes, ver Quadro 6-1.

Quadro 6-1 Métodos comuns de melhoramento para o processamento de pedras preciosas e caraterísticas de identificação

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Diamante	Perfuração a laser	Melhorar a pureza	Objectos tubulares brancos visíveis, orifícios a laser, alguns enchimentos incolores	Tratamento
	Tratamento de revestimento	Melhorar a cor e a resistência ao desgaste	O revestimento pode descolar-se e pode ser raspado com uma faca ou agulha; o revestimento é maioritariamente de estrutura granular, 1500cm^-1 a largura do pico aumenta	Tratamento
	Tratamento de enchimento	Melhorar a cor	As fissuras de enchimento apresentam efeitos cintilantes variáveis; as zonas escuras são amarelo-alaranjado ou púrpura a rosa-avermelhado, etc.; as zonas claras apresentam cintilações azuis a verde-azuladas, amarelo-esverdeadas, amarelas, etc. O material de enchimento pode conter bolhas, substâncias floculentas ou estruturas semelhantes a névoas, estruturas fluidas, etc. A transparência é reduzida e pode haver enchimento incompleto	Tratamento
	Tratamento por irradiação térmica	Melhorar a cor	Sob imersão em óleo, os diamantes coloridos mostram faixas de cor e manchas no pavilhão, distribuídas em forma de guarda-chuva. A linha de absorção de 594 nm e 699 nm pode ser vista; os diamantes verde-escuros podem ter uma linha de absorção de 741 nm (a baixas temperaturas). Este método é frequentemente utilizado para transformar pedras preciosas de cor clara em cores escuras, com base no princípio da transformação da cor	Tratamento
	Tratamento a alta temperatura e alta pressão	Melhorar a cor	As inclusões visíveis do tipo nevoeiro são geralmente difíceis de detetar. A espetroscopia Raman mostra um pico de absorção distinto a 637 nm e um espetro de excitação a 575 nm. A cor muda devido a alterações na estrutura da rede.	Tratamento
Rubi	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Fissuras de tensão escamosas e em forma de anel aparecem em torno de inclusões sólidas, com inclusões fibrosas e em forma de agulha que se apresentam como névoa branca intermitente. Os cristais negativos mostram sinais de erosão ou formas arredondadas, e também são visíveis padrões gémeos e inclusões semelhantes a impressões digitais. Existem blocos de cor em forma de grelha, halos de difusão irregulares e marcas de pancadas.	Otimização
	Embebido em óleo colorido	Melhoria da cor	As fissuras têm cores de interferência coloridas e precipitados granulares. As manchas superficiais de óleo são visíveis, com a cor concentrada nas fissuras, e os padrões de fluxo são observáveis. Sob fluorescência, pode emitir fluorescência laranja e amarela.	Tratamento
	Tingimento	Melhoria da cor	As cores visíveis estão concentradas nas fissuras, o brilho da superfície é fraco, há uma anormalidade no pleocroísmo e pode mostrar fluorescência vermelho-alaranjada quando limpa com acetona.	Tratamento
	Tratamento por difusão	Melhorar ou criar efeitos de luz das estrelas	A distribuição da cor é desigual na superfície; as linhas estreladas são uniformes; o dicroísmo é esbatido; as manchas de cor emitem fluorescência vermelha; o índice de refração é de 1,78-1,79(1,80); a cor pode concentrar-se nos bordos ou no interior de fissuras ou buracos antes do tratamento; as caraterísticas internas são semelhantes às das fases tratadas termicamente.	Tratamento
	Tratamento de enchimento	Aumentar a transparência	Enchimentos vítreos em fissuras visíveis ou cavidades superficiais, bolhas de ar residuais, brilho fraco; a sua estrutura composicional é diferente da do rubi e os enchimentos podem ser identificados por espetroscopia de infravermelhos ou Raman.	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Safira	Calor Tratamento	Melhorar a cor	Semelhante à estrutura dos rubis tratados termicamente. Manchas de cor tipo treliça, bandas de cor originais, bordos das manchas de cor esbatidos, sem banda de absorção de 450 nm.	Otimização
	Difusão	Realce da cor ou produção de efeitos estelares.	Sob imersão em óleo ou luz difusa, as cores concentram-se nos bordos das cristas ou fissuras, irregulares, com aspeto de rede. Ou concentradas nos bordos e no interior de fissuras e outros defeitos; as inclusões em forma de estrela são finas e rectas, e as inclusões em forma de agulha concentram-se na superfície, sendo possível a fluorescência azul-branca ou azul-verde sob luz de ondas curtas, podendo faltar a banda de absorção de 450 nm.	Tratamento
	Irradiação	Melhorar a cor	As safiras incolores, amarelas claras e algumas azuis claras podem produzir amarelo profundo ou amarelo alaranjado após a irradiação, o que é extremamente instável e difícil de determinar a base de tratamento com instrumentos convencionais.	Tratamento
Esmeralda	Imerso em óleo incolor	Melhorar a cor	Cores de interferência incolores ou amarelo claro visíveis nas fissuras. Aparece fluorescência amarelo-verde ou verde-amarela sob ondas longas, "suando" quando aquecido.	Otimização
	Embebido em óleo colorido	Melhoria da cor	Reflexo verde nas fissuras; desvanecimento por acetona. Fluorescência amarelo-esverdeada ou amarelo-esverdeada a comprimentos de onda longos.	Tratamento
	Tratamento de enchimento	Melhorar a durabilidade da cor	O material de enchimento distribui-se ao longo das fissuras e apresenta-se verde e refletor, enevoado, com bolhas e estrutura fluida; "transpira" quando sondado com uma agulha quente; pode ser dissolvido com acetona.	Tratamento
Água-marinha	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Azul-esverdeado, amarelo, verde colorido pelo ferro, pode tornar-se azul após tratamento térmico, estável, não pode ser medido por instrumentos convencionais	Otimização
Olho de gato	Irradiação	Melhorar a cor e o eyeliner	Os instrumentos convencionais não são fáceis de detetar	Tratamento
Berilo	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Comumente usado para o tratamento de cor da morganita, removendo o tom amarelo para produzir rosa puro. 400 ℃ Abaixo do estável, os instrumentos regulares não são fáceis de detetar.	Otimização
	Irradiação	Mudar de cor	Muda de incolor, rosa claro para amarelo (estável abaixo de 250 ℃) ou azul, muitas vezes difícil de detetar. O berilo azul irradiado possui bandas de absorção localizadas em 688nm, 624nm, 578nm, 560 nm e outras.	Tratamento
	Revestimento	Produz um aspeto verde	O descolamento da película verde é visível sob ampliação	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Turmalina	Calor Tratamento	Melhorar a cor	O aquecimento escuro produz verde a azul-esverdeado; o aquecimento rosa ou vermelho produz incolor; o aquecimento laranja produz amarelo; o aquecimento castanho e roxo produz azul, estável e não mensurável	Otimização
	Imersão em óleo incolor Óleo	Melhorar a aparência	O óleo é imerso nas fissuras	Otimização
	Tingimento	Melhorar a aparência	Utilize um corante para penetrar nas fendas e pinte-as de vermelho, cor-de-rosa, roxo, etc. A acetona desvanece-a.	Tratamento
	Enchimento	Melhorar o aspeto e a durabilidade	Preenchimento de espaços vazios e fissuras na superfície com resina. Diferenças visíveis no brilho da superfície e, ocasionalmente, são observadas bolhas em fendas ou vazios.	Tratamento
	Irradiação	Melhorar a cor	As cores rosa claro, amarelo claro, verde, azul ou incolor tornam-se rosa profundo a vermelho ou vermelho-púrpura profundo após irradiação, amarelo a amarelo-alaranjado, verde, etc., são instáveis, o tratamento térmico causa desvanecimento e não são fáceis de detetar.	Tratamento
Zircão	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Quase todos os zircões incolores e azuis são produzidos por tratamento térmico, podendo também produzir vermelho, castanho, amarelo, etc. Normalmente estáveis, mas alguns podem mudar de cor quando expostos à luz. É frequente a ocorrência de fissuras e pequenos buracos na superfície ou nos bordos.	Otimização
Topázio	Tratamento térmico	Produção de cor-de-rosa	O amarelo, o laranja e o castanho podem aparecer cor-de-rosa ou vermelho quando aquecidos. Estável, não mensurável	Otimização
	Irradiação	Produção de verde, amarelo, azul e outras cores	Incolor pode transformar-se em azul profundo ou castanho-esverdeado, produzindo frequentemente azul através de tratamento térmico; amarelo, rosa e castanho-esverdeado podem aprofundar a cor ou remover impurezas através de irradiação, a maioria das quais não são mensuráveis	Tratamento
	Difusão	Produção de azul	Incolor aparece azul e azul-esverdeado. Na ampliação, a cor pode ser vista concentrada nas bordas das facetas.	Tratamento
Quartzo	Tratamento térmico	Produz amarelo	A ametista escura torna-se clara; os tons de cinzento são removidos; a ametista aquecida transforma-se em topázio e quartzo verde; algum cristal fumado transforma-se num citrino esverdeado. A cor é instável e não pode ser medida.	Otimização
	Irradiação	Produz uma cor púrpura fumada	O quartzo transforma-se em cristal esfumado, não mensurável; a fluorite adquire uma cor mais profunda, estável, não mensurável	Tratamento
	Tingimento	Para imitações de pedras preciosas	Padrão de fissuras de arrefecimento, coloração por imersão em corante. A inspeção ampliada mostra o corante concentrado nas fendas, emitindo fluorescência.	Tratamento
Feldspato (Pedra da Lua, Amazonite; Pedra do Sol, Labradorite)	Revestimento	Melhorar a aparência	Cobrir com um revestimento azul ou preto para criar um efeito iridescente. O descolamento do revestimento pode ser visto sob ampliação.	Tratamento
	Depilação com cera	Melhorar a aparência	Utilizado para preencher fendas e lacunas na superfície. Estabilidade média. A agulha de calor pode derreter a cera, medição por espetroscopia de infravermelhos	Tratamento
	Irradiação	Utilizado para imitação de pedras preciosas	A microclina branca pode ser tratada para se tornar amazonite azul, que é rara e difícil de detetar	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Escapolite	Irradiação	Melhorar a cor	Incolor ou amarelo torna-se púrpura, instável, desvanece-se completamente à luz	Tratamento
Tanzanite	Tratamento térmico	Produção de púrpura	Alguns cristais com tons castanhos produzem um azul-púrpura, estável e não mensurável	Otimização
Piroxénio (como o espoduménio)	Irradiação	Melhorar a cor	Normalmente utilizado para o espoduménio, os incolores ou quase incolores aparecem cor-de-rosa, os tons roxos tornam-se verde-escuros e desvanecem-se ligeiramente quando aquecidos ou expostos à luz. As cores produzidas por irradiação incluem o amarelo, o espoduménio amarelo-esverdeado com radioatividade residual, estável e difícil de detetar. O amarelo brilhante não tem equivalente natural.	Tratamento
Andaluzite	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Cor-de-rosa produzido pelo aquecimento de uma substância verde, estável e não mensurável	Otimização
Euclase	Irradiação	Melhorar a cor	Os espécimes incolores podem parecer azuis ou verdes claros, a estabilidade é incerta e não são fáceis de detetar	Tratamento
Calcite	Tingimento	Melhoria da cor	Pode ser tingido em várias cores, sendo a tinta visível nas costuras divididas	Tratamento
	Imersão em cera ou injeção de cola	Melhorar a aparência, prevenir	A superfície tem um brilho gorduroso, é fácil de derreter e pode ser detectada com uma agulha quente	Tratamento
	Irradiação	Gerar cor	Produz azul, amarelo ou púrpura claro. Algumas cores podem desvanecer-se e não são facilmente detectáveis.	Tratamento
Jade	Tratamento térmico	Produz vermelho e amarelo.	As castanhas claras ou incolores podem parecer castanhas, amarelo-acastanhadas e as vermelhas têm um toque seco. Difícil de detetar.	Tratamento
	Branqueamento, depilação com cera	Melhorar a aparência	Embeber em cera após lavagem com ácido. A superfície tem um brilho ceroso, a cera é libertada quando aquecida e há fluorescência azul-branca.	Tratamento
	Branqueamento, enchimento	Melhorar o aspeto e a durabilidade	Brilho da resina, o fundo fica branco, a cor fica amarela. Danos na orientação da cor original, superfície com efeito casca de laranja (ou nenhum), partículas partidas, clivagem incoerente; ver estrutura tipo canal; a superfície polida apresenta fissuras microscópicas; estrutura solta; densidade 3,00-3,34g/cm³ índice de refração 1,65 (medição pontual), tem 2400-2600cm^-1,2800-3200cm^-1 forte pico de absorção, frequentemente com fluorescência	Tratamento
	Tingimento	Produzindo verde brilhante	Os corantes são distribuídos num padrão semelhante a uma malha ao longo dos intervalos entre os grãos, e os corantes de sal de crómio têm frequentemente uma banda de absorção de 650 nm. Alguns pigmentos podem aparecer vermelhos sob um filtro de cor, enquanto outros não mostram qualquer reação. Padrões de fissuras artificiais comuns.	Tratamento
	Revestimento	Gerar verde	Baixo índice de refração, brilho superficial fraco, sem granulação, com um pico de absorção visível a 650 nm	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Nefrite	Imersão em cera	Melhorar a aparência	Preencher as fissuras da superfície com cera incolor ou parafina. O calor pode derretê-la. A espetroscopia de infravermelhos mostra picos de absorção de substâncias orgânicas.	Tratamento
Nefrite	Tingimento	Produção de cores vibrantes	Geralmente tingido de verde, com o corante distribuído ao longo dos intervalos entre os grãos. O espetro de absorção apresenta um pico a 650 nm.	Tratamento
Opala	Nota Óleo incolor	Melhorar a aparência	Óleo incolor ou materiais incolores não sólidos. Halo anormal visível, efeito cintilante, difícil de detetar	Tratamento
	Coloração	Reforçar a mudança de cor	Os corantes acumulam-se frequentemente numa forma granular nas lacunas e perdem a sua mudança de cor quando expostos à água	Tratamento
	Enchimento de plástico	Melhorar a aparência	Plástico colorido ou incolor, de baixa densidade 1,90g/cm³Caracterizado por linhas finas pretas, por vezes podem ser vistos pequenos corpos metálicos opacos.	Tratamento
	Revestimento	Melhorar a mudança de cor	Utilizar material preto como substrato. Pode ser observado sob ampliação, pode ser gravado com uma ponta de agulha fina.	Tratamento
Quartzito	Tingimento	Utilizado para imitação de pedras preciosas	Pode ter várias cores. Os corantes estão distribuídos ao longo das fissuras intergranulares, com um pico de absorção a 650 nm no espetro visível (espetro verde).	Tratamento
Calcedónia	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Cor uniforme, brilhante, não é fácil de detetar	Tratamento
Calcedónia	Tingimento	Produção de cores vibrantes	Pode haver várias cores. Os corantes são distribuídos ao longo das fissuras e os corantes verdes podem ter bandas de absorção de 645 nm e 670 nm.	Tratamento
Serpentinex	Imersão em cera	Melhorar a aparência	Preencher fissuras ou lacunas com cera incolor, geralmente mais estável; brilho ceroso, "transpira" quando sondado com uma agulha quente	Otimização
Serpentinex	Tingimento	Produção de cores vibrantes	Existem várias cores, com corantes distribuídos ao longo das fendas; os corantes verdes podem ter uma largura de banda de absorção de 650 nm	Tratamento
Turquesa	Imersão em cera	Aprofundamento da cor	Utilizada para fechar pequenos poros. As agulhas quentes podem derreter a cera, que tem baixa densidade e um brilho ceroso.	Tratamento
	Enchimento	Melhorar a cor e a durabilidade	Plásticos incolores ou coloridos ou materiais como a resina epóxi com adição de metal. Baixa densidade (2,4-2,7g/cm³), baixa dureza (3-4). As agulhas térmicas podem fundir substâncias orgânicas, a espetroscopia de infravermelhos pode determinar substâncias orgânicas e os flocos irregulares podem ser observados sob ampliação.	Tratamento
	Tingimento	Aprofundar a cor	Verniz líquido preto para sapatos e outros materiais. A cor é profunda e não natural, a camada de cor é pouco profunda e fácil de cair, pode ser lavada com amoníaco e pode ser derretida com uma agulha quente. Utilizado para simular substratos de cor escura.	Tratamento
Lápis-lazúli	Cera de imersão ou óleo incolor	Melhorar a aparência	A camada de cera tem tendência a descascar-se. O óleo acumula-se nas fissuras; quando é tocado com uma agulha quente, "transpira".	Otimização
Lápis-lazúli	Tingimento	Melhorar a aparência	A cor distribuída ao longo das fissuras pode ser limpa com acetona, álcool ou ácido clorídrico diluído.	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Malaquite	Depilação com cera	Melhorar a aparência	Mergulhar a cera da superfície na fenda; a agulha quente pode derretê-la.	Otimização
Malaquite	Enchimento	Melhorar a durabilidade	Preencher as fissuras com plástico ou resina. Uma inspeção ampliada revela o material de enchimento, que pode ser derretido por uma agulha quente.	Tratamento
Mármore	Tingimento	Utilizado para imitação	Disponível em várias cores, o corante é visível sob ampliação. Os reagentes podem limpar a cor, e a cor concentra-se nos espaços vazios.	Tratamento
Talco	Tingimento	Produção de várias cores	O corante acumula-se nas fissuras, visível sob ampliação, o reagente elimina a cor	Tratamento
Talco	Revestimento	Melhorar o aspeto, esconder fissuras	Materiais como o plástico ou a cera para cobrir as fissuras da superfície e as marcas de polimento, aumentando a dureza. A película é suscetível de se descolar e é quente e pegajosa ao toque.	Tratamento
Fluorite	Tratamento térmico	Melhorar a cor	Muitas vezes tratam preto e azul escuro para azul, estável. Evite o calor de imersão acima de 300 ℃, difícil de detetar	Otimização
	Irradiação	Melhorar a cor	Incolor torna-se púrpura, verde pode fluorescer. Altera-se facilmente, é instável, não é fácil de detetar	Tratamento
	Enchimento	Melhorar a cor	Preencher as fissuras superficiais com plástico ou resina para garantir que não haja fissuras durante o processamento, visíveis sob ampliação, e derreter com uma agulha quente	Tratamento
Howlite	Tingimento	Melhorar a cor	Facilmente colorida, pode ser tingida de verde (imitando a turquesa), de azul (imitando o lápis-lazúli) e de outras cores. A cor não está naturalmente distribuída mas concentrada nas fissuras da rede, visível sob ampliação, e pode desvanecer-se. Aparece cor-de-rosa ou vermelho sob um filtro Charles.	Tratamento
Jaspe oriental	Enchimento	Adicionar vermelho	A cola ou a resina preenchem as fendas ou buracos com pigmento vermelho ou pó de cinábrio e, após secagem, é aplicada uma camada de resina. A superfície tem um brilho ceroso ou gorduroso. A cor "sangue" é singular e distribuída maioritariamente ao longo das fendas ou buracos. As partículas de corante não estão completamente a flutuar na cola. A cor é brilhante e boa, é quente ao toque, tem alta dureza, baixa densidade e pode carbonizar quando aquecida.	Tratamento
Jaspe oriental	Revestimento	Melhorar a aparência, adicionar vermelho	Misturar pó de cinábrio ou pigmento vermelho com cola e aplicá-lo na superfície para realçar a "cor de sangue". Após uma inspeção ampliada, a cor "sangue" pode ser vista a flutuar na camada transparente, com marcas ocasionais de pincel, e a rega com água não produz uma película.	Tratamento
Pedra de Shoushan	Tratamento térmico	Melhorar ou alterar a tinturaria	Fumo ou agentes químicos churrasco ou aquecimento a temperatura constante, tratando a sua superfície para ser preta ou vermelha, com uma distribuição de cor uniforme e completa, e apenas na superfície superficial, propensa a fissuras, fraca retenção de água, sem "padrão de rabanete".	Otimização
	Tingimento	Produção de cores amarelas, castanho-avermelhadas e vermelho-escuras	São utilizados métodos como a cozedura ou o tingimento para o tingir de amarelo ou vermelho a vermelho escuro, imitando a pedra amarelo-campo. A superfície é tingida, enquanto o interior é branco (pó de pedra), e o tingimento é desigual e não natural, concentrando-se em fendas ou cavidades, sem padrões de rabanete. O agente de tingimento provoca o desvanecimento com acetona.	Tratamento
	Revestimento	Melhorar a aparência	Misturar uniformemente o pó de pedra amarela com resina epóxi, aplicá-lo na superfície para criar um folheado de pedra falso, imitando a pedra amarela do campo. A sua superfície tem um brilho invulgar, é propensa a riscos e o pó de pedra raspado parece amarelo. A pedra está relativamente seca, não tem "padrões de rabanete" e a película é fácil de descolar.	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Pérolas naturais	Branqueamento	Melhorar a cor e o aspeto	Remover as impurezas da superfície da pérola. Os métodos de tratamento como o peróxido de hidrogénio, o cloro gasoso e o branqueamento fluorescente são difíceis de detetar com instrumentos convencionais.	Otimização
Pérolas naturais	Tingimento	Produzir cores pretas e cinzentas	Existem dois métodos: coloração química e tingimento central, seguido de polimento. Os corantes podem ser vistos em buracos e furos na superfície. Os toalhetes de acetona podem desvanecer a cor, e o cloreto de prata que fica preto pode detetar elementos de prata.	Tratamento
Pérola cultivada	Branqueamento	Melhorar a aparência	Remoção de impurezas da superfície das pérolas. Tratamentos como o método do peróxido de hidrogénio, o método do gás cloro e o método de branqueamento fluorescente não são facilmente detectáveis com instrumentos convencionais.	Otimização
	Branqueamento	Melhorar a cor	Adicionar agente branqueador com base no branqueamento	Otimização
	Tingimento	Produção de cor	Semelhante às pérolas naturais. As manchas de cor podem ser vistas sob ampliação, com depósitos pontuais na superfície. O corante pode ser visto quando limpo com ácido clorídrico diluído ou acetona. Inerte sob ondas longas, a prata pode ser detectada através da coloração com cloreto de prata. As linhas brancas são visíveis na fotografia de raios X.	Tratamento
	Irradiação	Mudar de cor	Podem aparecer em preto, verde-preto, azul-preto, cinzento, etc. A inspeção ampliada revela halos de irradiação na camada nacarada, e a análise por espetroscopia Raman mostra diferenças em relação às pérolas negras não tratadas.	Tratamento
Coral	Branqueamento	Melhorar a aparência	O peróxido de hidrogénio remove a descoloração, a cor do corpo fica mais clara e os instrumentos convencionais não são fáceis de detetar.	Otimização
	Imersão em cera	Melhorar a aparência	A cera preenche as lacunas e cavidades, visíveis após uma inspeção ampliada, "transpira" quando sondada com uma agulha quente e tem fluorescência	Otimização
	Tingimento	Produção de vermelho	O corante é distribuído ao longo das bandas de crescimento. A concentração de corante é visível nas fissuras, com uma distribuição desigual da cor, e desvanece-se quando limpa com acetona.	Tratamento
	Enchimento	Melhorar a cor e a durabilidade	Preencher o coral poroso com resina epóxi ou substâncias semelhantes em forma de gel, reduzindo a densidade, e pode haver libertação de gel quando sondado com uma agulha quente	Tratamento

Nome da pedra preciosa	Método de melhoria	Efeito de melhoria	Caraterísticas de identificação	Classificação
Âmbar	Tratamento térmico	Aprofundamento da cor	Aquecimento de âmbar em forma de nuvem em óleo vegetal para se tornar mais transparente, produzindo fissuras em forma de agulha num padrão de "nenúfar" ou "luz solar"; o âmbar regenerado tem uma estrutura agitada com composição granular. Birrefringência anormal, exibindo fluorescência azul calcária.	Otimização
Âmbar	Tingimento	Aprofundar a cor	Imitação de âmbar vermelho escuro, também disponível em verde ou noutras cores, com corante visível distribuído ao longo das fendas	Tratamento
Marfim	Branqueamento	Remover a descoloração	Utilizar soluções oxidantes como o peróxido de hidrogénio para eliminar o amarelecimento, tornando-o mais claro ou removendo as impurezas. Instável e difícil de detetar.	Otimização
	Imersão em cera	Melhorar a aparência	A superfície visível tem um toque ceroso e parece oleosa e lisa. Pode ser medida com uma agulha quente, mas é geralmente difícil de detetar.	Tratamento
	Tingimento	Utilizado para trabalhos manuais	Para criar a aparência de marfim antigo, isto é invulgar. Após a ampliação, as cores podem ser vistas concentradas ao longo da textura estrutural ou manchadas.	Tratamento
Concha	Revestimento	Imitação de pérola (brilho)	Superfície revestida com essência de pérola e outros materiais, produzindo um brilho de pérola, imitação de pérola. Após uma inspeção ampliada, verifica-se que uma película fina caiu, a superfície é lisa sem "grão", o brilho é anormal, sem os padrões espirais de crescimento únicos de uma superfície de pérola e, em vez disso, assemelha-se à superfície rugosa monótona de uma casca de ovo com alturas variáveis, com uma estrutura interna em camadas.	Tratamento
Concha	Tingimento	Produção de várias cores	A cor flutua na camada superficial, a acetona limpa-a	Tratamento
Rubi sintético	Explosão de arrefecimento	Gerar fissuras	Imitação de rubi natural	Tratamento
Vidro	Revestimento	Brilho melhorado	Imitando pedras preciosas naturais, partes da película podem frequentemente ser vistas a descolar-se e objectos afiados podem arrancá-la	Tratamento

Secção II Classificação das técnicas de melhoramento

Devido aos numerosos e confidenciais métodos de aprimoramento de pedras preciosas, juntamente com níveis variados de reconhecimento público desses aprimoramentos, não existe atualmente um esquema de classificação unificado. O autor acredita que as técnicas de melhoramento de pedras preciosas podem ser sistematicamente categorizadas de acordo com os factores causais da gemologia, divididos em três níveis: grupo, espécie e subespécie (Tabela 6-4). Aqui, "grupo" refere-se à base material para o melhoramento da pedra preciosa, ou seja, os factores causais (energia, composição, etc.) que levam ao melhoramento da pedra preciosa; "espécie" refere-se aos modos de ação dos factores causais; e "subespécie" é uma subdivisão de "espécie", referindo-se a métodos de melhoramento específicos.

Quadro 6-4 Classificação das Técnicas de Beneficiação de Pedras Preciosas

Grupo	Espécies	Subespécie	Grau de reconhecimento
Grupo	Espécies	Subespécie	Otimização	Tratamento
Ativação de energia	Processo de energia térmica	Método de tratamento térmico convencional	√
	Processo de energia térmica	Método de tratamento eletrolítico de sal fundido	√
	Processo de Irradiação	Método de Irradiação de Partículas Pesadas Carregadas		√
		Método de Irradiação com Electrões de Alta Energia		√
		Método de Irradiação Electromagnética		√
		Método de Irradiação de Neutrões		√
	Processo de Irradiação Térmica	Térmica - Irradiação de partículas carregadas pesadas	√
		Térmica - Irradiação de electrões de alta energia	√
		Irradiação térmica - electromagnética	√
		Térmica - Irradiação de neutrões	√
Reação química	Difusão térmica	Método de permeação de pacotes de pó		√
		Método do banho de sal		√
		Método de fusão		√
	Purificação Método de fusão	Método de purificação de ácido forte e base forte		√
		Purificação Método de fusão		√
		Método de branqueamento químico	√
		Método de desvanecimento da luz	√
	Precipitação química	Método de demolha de sal		√
	Precipitação química	Método de pirólise de líquido colorido		√
Modificação física	Injeção de poros	Método de injeção estática		√
		Método de injeção térmica		√
		Método de injeção a alta pressão		√
	Cobertura da superfície	Método de revestimento		√
		Método de galvanização		√
		Método de aplicação da folha de alumínio		√
	Remoção de impurezas	Método de remoção de impurezas por laser		√

1. Ativação de energia

A ativação energética refere-se às alterações nas caraterísticas de aparência das pedras preciosas causadas pela aplicação de energia externa. As alterações nas caraterísticas de aparência das pedras preciosas dependem principalmente das propriedades das próprias pedras preciosas e das condições de aplicação de energia.

Pode ser dividido em dois tipos: processos de energia térmica e processos de irradiação, com base na fonte de energia e no método de ação.

(1) Tecnologia da energia térmica

A tecnologia da energia térmica, também conhecida como tratamento térmico, é o processo de aquecimento sob condições de temperatura controlada numa atmosfera específica (oxidante ou redutora) para melhorar as caraterísticas de aparência das pedras preciosas.

Quando as pedras preciosas são aquecidas, as suas propriedades físico-químicas alteram-se até certo ponto com a variação das temperaturas. As alterações físicas manifestam-se por fusão, fissuração e cicatrização de fissuras; as alterações químicas reflectem-se em variações dos estados de valência iónica, alterações de conteúdo, alterações no campo aniónico, separação de soluções sólidas e aparecimento de fenómenos especiais. Estas alterações reflectem-se, em última análise, na cor, transparência, clareza, fenómenos ópticos especiais e outras caraterísticas de aparência da gema, ou seja, para atingir o objetivo de melhorar a gema. No entanto, os resultados do tratamento térmico são frequentemente imprevisíveis devido à complexidade das condições naturais em que as pedras preciosas se formam. Por conseguinte, é essencial realizar experiências repetidas utilizando várias técnicas de energia térmica (condições de controlo da temperatura, atmosfera, pressão, aditivos, etc.) com base num estudo pormenorizado das propriedades físico-químicas das pedras preciosas a melhorar para obter os resultados desejados.

As principais funções do tratamento térmico incluem a alteração do estado de valência dos iões causadores de cor, a eliminação de centros de cor instáveis, a desidratação, a descristalização, a purificação ou o envelhecimento, a remoção de bandas de cor, a indução de fissuras de arrefecimento e a cicatrização de fissuras, a eliminação de materiais fibrosos e de núcleos escuros ou manchas castanhas, alterações na configuração da cristalização e até mesmo a regeneração da fusão.

Os processos térmicos dividem-se em dois métodos comuns baseados no grau de alteração da composição química das pedras preciosas: o tratamento térmico normal e a eletrólise de sal fundido. Os dispositivos térmicos incluem fornos (resistência, fusão de sal, fornos de combustível), atmosfera controlada e fornos térmicos de vácuo (Figura 6-1). As fontes de calor incluem o aquecimento por laser e por feixe de electrões. O equipamento adicional inclui dispositivos de controlo da atmosfera (geradores de gás, dispositivos de decomposição de amoníaco e sistemas de vácuo), equipamento de energia (armários de distribuição, ventiladores, etc.), instrumentos de medição (instrumentos de temperatura, manómetros, medidores de caudal, equipamento de controlo automático, etc.), cadinhos e equipamento de arrefecimento para limpeza.

Em termos de temperatura necessária para processos térmicos, pode ser dividido em quatro estágios: baixa temperatura (100-200 ℃), temperatura média (cerca de 200-700 ℃), alta temperatura (700-1300 ℃) e ultra-alta temperatura (acima de 1300 ℃). As condições de tratamento térmico para pedras preciosas comuns estão listadas na Tabela 6-5.

Quadro 6-5 Condições para o tratamento térmico de alteração da cor da gema

Pedra preciosa	Cor resultante	Temperatura de tratamento térmico ( ℃)
Safira azul do Sri Lanka	Branco amarelado claro	400
Safira púrpura do Sri Lanka	Cor-de-rosa	450
Ceraunite (Laranja)	Cor-de-rosa	500
Verde Esmeralda	Azul (água-marinha)	420
Berilo amarelo	Azul claro Branco	400
Berilo Vermelho Laranja	Cor-de-rosa brilhante	400
Turmalina verde castanha	Cor-de-rosa	400
Turmalina vermelha escura	Cor-de-rosa	550 ~ 600
Turmalina verde fumada	Verde mais brilhante	600 ~ 650
Turmalina azul-verde	Verde brilhante	650
Quartzo fumado	Branco	275 ~ 300
Quartzo amarelo fumado	Amarelo-alaranjado	250 ~ 350
Um pouco de ametista	Laranja-amarelo	500 ~ 575
Zircão azul-esverdeado	Azul brilhante	380 ~ 500

O equipamento de tratamento térmico é a ferramenta básica para o tratamento térmico das gemas, que pode ser simples ou complexo. As experiências simples de tratamento térmico podem ser realizadas no laboratório utilizando álcool como fonte de calor, colocando as gemas num tubo de ensaio ou cadinho sobre uma chama, ou aquecendo-as num fogão a carvão. As desvantagens destes métodos de aquecimento são o aquecimento desigual, a perda significativa e a incapacidade de controlar a temperatura. É preferível utilizar equipamento de aquecimento com dispositivos de controlo, tais como tratamentos a baixa temperatura que podem ser realizados em vários fornos (fornos de secagem de ar forçado ou de infravermelhos, caixas de torrefação de infravermelhos), tratamentos térmicos a média e alta temperatura podem ser realizados numa mufla.

Durante o processo de tratamento térmico, é importante controlar a temperatura, a taxa de aquecimento, o tempo de permanência à temperatura, o tempo e a taxa de arrefecimento e o controlo da atmosfera circundante e dos aditivos (iões corantes, pH, etc.). Estes são os principais factores que garantem a eficiência térmica. Antes do tratamento térmico, é essencial selecionar cuidadosamente as amostras, esclarecer o objetivo e a viabilidade do tratamento, determinar o equipamento de tratamento, prestar atenção à segurança, reduzir a aleatoriedade e o risco e obter o máximo de resultados com o mínimo de esforço.

① Tratamento térmico normal

Através do simples aquecimento da pedra preciosa (a temperaturas altas, médias e baixas), os iões cromóforos internos mudam de conteúdo e de estado de valência, ou os defeitos estruturais internos do cristal são alterados, resultando em mudanças nas propriedades físicas da pedra preciosa (cor, transparência, propriedades ópticas) para obter melhorias (Tabela 6-6).

Tabela 6-6 Caraterísticas de identificação do processo de energia térmica

Temperatura	Pedra preciosa melhorada	Caraterísticas internas	Caraterísticas externas
Baixa temperatura	Âmbar	Fissuras induzidas em forma de disco	A cor aprofunda-se devido à oxidação
Temperatura média	Ametista, berilo, turquesa, topázio, etc.	Fissuras de tensão e manchas escuras formadas pela rutura de micro inclusões gás-líquido.	Nenhum
Alta temperatura, ultra-alta temperatura.	Diamante, rubi, safira, etc.	Normalmente não são óbvias e são difíceis de medir. Ocasionalmente: (1) Halos de difusão pontuais de tamanhos variados (2) Fissuras de tensão em forma de disco ou em forma de prato à volta de inclusões sólidas (3) Desaparecimento de inclusões gás-líquido, com corpo de cor mais escura e fissuras (4) Por vezes, fluorescência ultravioleta especial.

(a) Tratamento térmico a alta temperatura

Em condições de atmosfera oxidante: pode alterar as cores das safiras azul claro, amarelo claro e rosa claro através da transformação do estado de valência do ião cromogénico Fe²⁺ + e→Fe³⁺e migração de carga (O²^–→Fe³⁺Pode eliminar as inclusões tipo seda em safiras vermelhas (frequentemente causadas por inclusões de rutilo ou soluções sólidas), melhorando a clareza das pedras preciosas; pode eliminar núcleos escuros ou manchas castanhas em rubis, alterando efetivamente a sua cor; pode transformar zircão de tipo baixo castanho a castanho-avermelhado em zircão de tipo alto transparente incolor, levando a alterações na configuração da cristalização; através de tratamento de alta temperatura ou têmpera, pode eliminar ou enfraquecer as linhas de crescimento curvas caraterísticas de safiras vermelhas e azuis sintéticas de fusão por chama, etc.
Em condições de atmosfera redutora, pode transformar o berilo verde-azul ou a água-marinha verde em água-marinha azul através da transformação de Fe³⁺+e→Fe²⁺no Sri Lanka, as pedras Geuda de cor branca leitosa, acastanhada e azul clara (que contêm Fe³⁺ , Ti⁴⁺) pode conseguir a transformação de Fe³⁺+ e+→ Fe²⁺ estados de valência através de 1600-1900 ℃ tratamento de alta temperatura, levando à migração de carga entre Fe²⁺+ Ti⁴⁺→Fe³⁺+Ti³⁺, resultando em safiras azuis; o zircão castanho-acastanhado-vermelho de baixo tipo transforma-se em zircão azul-azul claro.

(b) Tratamento térmico a média temperatura

O tratamento térmico a média temperatura é utilizado principalmente para eliminar centros de cor instáveis em pedras preciosas, tornando as cores das pedras preciosas duráveis e imutáveis. As cores melhoradas das pedras preciosas não se desvanecerão devido à exposição à luz ou à luz solar, nem mudarão significativamente com o tempo. Algumas águas-marinhas, tanzanites, citrinos, cristais verdes, citrinos, turmalinas, topázios e outras pedras preciosas coloridas no mercado foram maioritariamente submetidas a tratamento térmico.

(c) Tratamento térmico a baixa temperatura

Pedras preciosas contendo limonite (Fe₂ O₃ - ոH₂O)) ou impurezas causadoras de cor como o hidróxido de ferro, como a calcedónia amarela, o jade amarelo acastanhado e o olho de gato amarelo da opala de madeira, são submetidos a tratamento térmico. Devido ao efeito de desidratação das impurezas que causam a cor, estas transformam-se em hematite, fazendo com que as tonalidades amarelas e amarelas acastanhadas originais das pedras preciosas mudem para vermelho e castanho-avermelhado. As pedras preciosas orgânicas, como o marfim e o âmbar, podem sofrer oxidação durante o tratamento térmico, aprofundando o seu aspeto e obtendo um efeito antigo ou envelhecido. Podem também permitir que o âmbar seja fundido e reconstruído, melhorando a clareza e a transparência.

O tratamento térmico pode destruir os centros de cor; o quartzo esfumaçado pode ficar verde ou amarelo-esverdeado após 140-200 ℃, e o aquecimento adicional a 380 ℃ pode torná-lo incolor; a ametista pode ficar amarela ou incolor; o zircão vermelho e marrom pode se transformar em zircão incolor e assim por diante.

② Eletrólise de sal fundido

Depois de misturar o sal fundido: Coloque-o num cadinho de grafite e prossiga com o processo de eletrólise. Utilize um fio de platina para envolver a pedra preciosa e atuar como ânodo, enquanto o cadinho de grafite serve como cátodo. Depois de o eletrólito derreter no forno, coloque a pedra preciosa envolvida com fio de platina na célula de eletrólise para eletrólise (condições: tensão 3,0 V, tempo 40-45 min), e depois retire-a. A eletrólise provoca alterações na valência da pedra preciosa. A eletrólise provoca alterações no estado de valência e no conteúdo da cor, causando iões na pedra preciosa e alterando a sua cor.

A desvantagem deste método é que, se o sal fundido for escolhido de forma incorrecta, a gema será corroída.

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(2) Processo de Irradiação

O método de utilização da energia das ondas ou de partículas microscópicas para irradiar gemas, provocando alterações físicas e químicas nas gemas, é designado por processo de irradiação. Porque a radiação ionizante pode causar, direta ou indiretamente, efeitos de ionização no material irradiado através da conversão de energia durante a sua interação com a gema.

① Efeitos da irradiação

As gemas podem sofrer um certo grau de alteração durante o tratamento por irradiação, especialmente na cor. As alterações de certas propriedades das gemas dependem da composição química e da estrutura cristalina das próprias gemas, bem como de factores como o tipo de radiação, o nível de energia da radiação, a duração da radiação e o método de radiação.

(a) Alterações na cor da gema

A diversidade de cores das gemas deve-se à composição química, à estrutura cristalina, às inclusões, à ótica do cristal e a factores humanos.

A melhoria do processo pode causar alterações na cor das pedras preciosas devido a variações em qualquer um dos factores. A radiação é um método que pode alterar a cor das pedras preciosas e é a razão para as alterações na estrutura interna dos cristais de pedras preciosas, levando à formação de vários centros de cor. Os centros de cor podem ser divididos em centros de cor com defeito de carga e centros de cor com defeito iónico. Os centros de cor de defeito de carga são formados quando os iões nos pontos de rede mudam apenas nas suas propriedades de carga. Podem ainda ser divididos em centros de cor de vacância e centros de cor de electrões. Em contraste, os centros de cor de defeito iónico formam-se quando os iões em posições normais da rede são deslocados devido a colisões com partículas de radiação que entram, resultando em defeitos como vagas de iões negativos, vagas de iões positivos, agregação de vagas e iões intersticiais.

A mudança de cor ou alteração das pedras preciosas causada pela irradiação é um processo em que diferentes defeitos (armadilhas) no cristal da pedra preciosa capturam electrões ou vagas. Diferentes tipos de pedras preciosas ou o mesmo tipo de pedra preciosa de diferentes origens contêm diferentes tipos de armadilhas (combinações), que podem formar diferentes tipos de centros de cor após a irradiação, levando a alterações na cor do cristal (ver Tabela 6-8).

Tabela 6-8 Alterações de cor em pedras preciosas causadas por irradiação

Materiais de pedras preciosas	Mudança de cor
Água-marinha (Berilo)	O incolor torna-se amarelo; o azul torna-se verde; o azul claro torna-se azul escuro①
Safira	Incolor torna-se amarelo②; Rosa a amarelo ②; (Padma jade）
Diamante	Incolor ou de cor clara torna-se azul, verde, preto, amarelo, castanho, rosa ou vermelho
Pérola	O preto muda para cinzento, castanho, "azul" ou "preto".
Cristal	Incolor, amarelo ou azul claro muda para fumado, roxo, bicolor (roxo e amarelo) muda para amarelo ou verde.
Espodumena (Espodumena púrpura)	Muda para amarelo ou verde
Topázio	Incolor transforma-se em amarelo②, laranja②, castanho ou azul
Turmalina	As cores incolores ou claras mudam para amarelo, castanho, rosa, vermelho ou verde-vermelho; o azul torna-se púrpura
Zircão	Incolor muda para castanho e vermelho
Mármore	O branco torna-se amarelo, azul ou lilás
Nota: ① A cor desvanece-se com a luz. ② A cor pode desvanecer-se quando exposta à luz; se existirem dois centros de cor diferentes, um pode desvanecer-se enquanto o outro não.

(b) Radioatividade induzida

As gemas sujeitas a irradiação de alta energia podem fazer com que alguns elementos estáveis sofram reacções nucleares e produzam radioatividade (raios β ou γ). As partículas de radiação que induzem principalmente radioatividade são os feixes de neutrões, os feixes de electrões de alta energia acima de 10MeV, os feixes de protões e os feixes de partículas Q. Este tipo de reação nuclear é também conhecido por reação de ativação neutrónica e os nuclídeos radioactivos produzidos são designados por nuclídeos radioactivos artificiais. O nível de radioatividade está relacionado com o tipo de elemento, e todos os nuclídeos radioactivos induzidos sofrerão decaimento radioativo. Por conseguinte, as gemas que foram irradiadas possuem uma radioatividade nociva para o corpo humano e só podem ser vendidas após decaimento radioativo (abaixo dos limites de isenção). O limite de dose equivalente para o corpo humano estabelecido pelo ICRP em 1977 é de 5rem ‧ a^-1A dose para o cristalino do olho humano não deve exceder 15rem e a dose para outros órgãos não deve exceder 50rem.

As pedras preciosas naturais contêm vestígios de impurezas, como Fe, Cr, Ni, Mn, Cu, Ca, Na, K, Co, Sc, Cs, Ta, Th, Sr, que são frequentemente activadas e se tornam nuclídeos radioactivos quando sujeitas a irradiação de neutrões (ver quadro 6-9).

Quadro 6-9 Propriedades dos nuclídeos radioactivos induzidos em pedras preciosas irradiadas

Nuclídeo radioativo	Meia-vida	Energia (KeV)	Limite de isenção dos EUA (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 Natural	1,28 Ga	157	0.3
²³⁸U Natural	4.47 Ga	1796	0.167
²³²Th Natural	14.06 Ga	2470	0.055

(c) Danos em pedras preciosas

As pedras preciosas irradiadas têm iões na rede que se podem mover, criando vagas de iões e até zonas de agregação de vagas, que são prejudiciais à formação de centros de cor; ao mesmo tempo, as partículas irradiadas causam um efeito de vaporização por irradiação nos átomos ou iões da superfície da pedra preciosa, danificando a superfície da pedra preciosa.

② Factores que afectam a mudança de cor das pedras preciosas devido à irradiação

(a) A composição e a estrutura cristalina da própria pedra preciosa

Nas pedras preciosas naturais, os elementos vestigiais de impureza que ocupam os sítios da rede devido à substituição isomórfica causam frequentemente deslocações na estrutura cristalina, dando origem a vários defeitos, que proporcionam as condições básicas para a geração de centros de cor de defeitos de carga durante a irradiação.

As diferentes pedras preciosas têm diferentes tipos de defeitos naturais, uniformidade de distribuição, densidade, etc. Sob as mesmas condições de irradiação, podem ser produzidos diferentes efeitos de mudança de cor.

(b) Tipos de radiação

A massa e a energia dos diferentes tipos de partículas de radiação são diferentes, pelo que os seus efeitos nas pedras preciosas variam em conformidade. As partículas fortemente carregadas têm maior energia de radiação, fortes efeitos de radiação e menor penetração, afectando apenas a superfície superficial da pedra preciosa, resultando em cores menos uniformes; as partículas de alta energia têm uma energia muito baixa, mas quando a sua energia é maior, a sua penetração é mais forte. Por conseguinte, as camadas de cor produzidas pelos raios β são relativamente profundas, mas não muito uniformes; a radiação electromagnética tem uma penetração extremamente forte, produzindo cores mais uniformes, mas com uma energia de radiação mais baixa; os feixes de neutrões têm uma massa média, uma energia elevada e uma forte capacidade de penetração, resultando em cores mais uniformes, mas a irradiação de neutrões pode facilmente induzir radioatividade. Diferentes tipos de fontes de radiação têm vantagens e desvantagens para alterar a cor das pedras preciosas, por isso, ao irradiar pedras preciosas, a fonte de radiação deve ser selecionada de acordo com as diferentes necessidades das amostras de pedras preciosas (Tabela 6-10).

Quadro 6-10 Caraterísticas das fontes de radiação para a coloração das pedras preciosas (Segundo K. Nassau, 1984)

Tipo de radiação		Gama de produção de energia	Uniformidade de cor	Energia eléctrica necessária	Radioatividade induzida	Temperatura local
Onda electromagnética	Luz visível	2 ~ 3(eV)	Multicolor	Baixa	Sem	Sem
	Ultravioleta	5(eV)	Multicolor	Baixa	Sem	Sem
	Raio X	10⁴(eV)	Não é bom	Médio	Sem	Sem
	γ Raio	10⁶(eV)	Bom	Não é necessário	Sem	Sem
Neutrões		10⁶(eV)	Bom	Muito elevado	Com	Sem
Partícula negativa	Raio β	10⁶(eV)	Não é bom	Elevado	Sem	Muito forte
Partícula negativa	Eletrão de alta energia	10⁷(eV)	Não é bom	Elevado	Com	Muito forte
Partículas positivas	Protões, raios α, partículas cósmicas, etc.	10⁷(eV)	Não é bom	Elevado	Com	Local

(3) Processo de irradiação térmica

Trata-se de um método combinado de irradiação radioactiva e tratamento térmico. Inclui a irradiação térmica de partículas pesadas carregadas, a irradiação térmica de electrões de alta energia, a irradiação térmica electromagnética e a irradiação térmica de neutrões.

As gemas mudam de cor devido à radiação ionizante, que é por vezes instável e pode desvanecer-se facilmente quando exposta à luz e ao calor. Este facto deve-se à instabilidade de alguns centros de cor. O tratamento térmico actua frequentemente como uma contramedida ao tratamento por irradiação. Por exemplo, a irradiação pode criar defeitos estruturais nos cristais que formam os centros de cor, enquanto o tratamento térmico pode reparar parcial ou totalmente esses defeitos estruturais, alterando ou desvanecendo a cor. Por conseguinte, no tratamento por irradiação de gemas, apenas a geração de cores permanentes é um indicador técnico importante para melhorar as gemas. Essas cores temporariamente instáveis são muitas vezes removidas pelo aquecimento a baixa temperatura, mantendo os centros de cor estáveis. Assim, após o aquecimento a baixa temperatura, há frequentemente uma mudança de cor. Por exemplo, o topázio pode mudar de acastanhado para azul e o quartzo de castanho para amarelo. Se a temperatura de aquecimento não for bem controlada, pode fazer com que a gema se desvaneça completamente, restaurando a cor anterior à irradiação (Figura 6-5 a Figura 6-6).

2. Reacções químicas

Para melhorar o valor estético e comercial das pedras preciosas, são frequentemente utilizados vários métodos químicos ou físico-químicos para melhorar as caraterísticas de aparência das pedras preciosas, para além da ativação energética.

Sabemos que as pedras preciosas são estruturas cristalinas obtidas a partir de uma série de reacções químicas de elementos químicos sob determinadas condições. O estado de valência, o conteúdo e a forma dos elementos no cristal são a base material para a cor das pedras preciosas, como o Cr³⁺A jadeíte é verde e o corindo é vermelho. Por conseguinte, os métodos de reação química nos processos de melhoramento de pedras preciosas envolvem várias formas de introduzir certas substâncias corantes (elementos, compostos) na estrutura da pedra preciosa ou de as revestir nos espaços vazios e superfícies da pedra preciosa, melhorando assim o aspeto das pedras preciosas.

Os processos de reação química para melhorar as caraterísticas de aparência das pedras preciosas incluem métodos tradicionais e modernos. Atualmente, os tipos mais utilizados podem ser divididos em três categorias: difusão térmica, purificação e branqueamento, e precipitação química.

(1) Processo de difusão térmica

A tecnologia de difusão térmica pode melhorar significativamente o aspeto das pedras preciosas em grande escala. Este processo teve início em meados do século XX e foi utilizado principalmente para tratar pedras preciosas de corindo com efeitos de melhoria de ativação de energia fracos. Desde o século XXI, este método tem sido amplamente aplicado.

A tecnologia de difusão térmica é um método para melhorar a aparência das pedras preciosas em reacções químicas. Envolve a difusão de substâncias corantes nas pedras preciosas em condições de temperatura alta ou ultra-alta para alterar os tipos, o conteúdo e as proporções dos elementos corantes nas pedras preciosas, melhorando assim a sua cor, transparência e outras caraterísticas.

① Tipos de difusão térmica

Existem dois tipos de processos de difusão térmica: a difusão superficial e a difusão em massa. São sobretudo utilizados para melhorar as safiras vermelhas (azuis), geralmente para realçar a cor desejada ou para criar um efeito de estrela.

Difusão de superfície

O método de tratamento é aproximadamente o seguinte: uma camada de óxido de alumínio e agentes corantes (como Fe, Ti, Cr, Ni e outros óxidos) como agentes de difusão) é revestida na superfície do material de pedra preciosa facetada e aquecida sob condições de temperatura ultra-alta (1800-2000 ℃)) para promover a difusão de elementos corantes da superfície da pedra preciosa para o interior, formando assim uma camada de difusão colorida muito fina. Se o agente de difusão é revestido com elementos de coloração Fe , Ti, uma camada fina azul pode ser formada; se for revestido com elementos de coloração Cr, uma camada fina vermelha é produzida; se for revestido com elementos de coloração Cr , Ni, uma camada fina amarelo-laranja é formada.

Difusão em massa

Nos últimos anos, diz-se que o vermelho-alaranjado a laranja-citrino que apareceram no mercado são causados pela difusão do berílio. Ao contrário da difusão superficial, o agente de difusão usado na difusão térmica são compostos de berílio, resultando em uma camada de difusão mais espessa após o tratamento, levando até mesmo à coloração geral. Além da temperatura ultra-alta (1800-1950 ℃), o aumento de oxigênio (quando a pressão parcial de oxigênio no ambiente é maior do que no cristal, os átomos de oxigênio externos se difundem no cristal ao longo das vagas) e os ativadores de berílio são os principais fatores externos para a coloração, os defeitos de rede induzidos sob condições de temperatura ultra-alta (Be²⁺ substituição iónica equivalente ou não equivalente Mg²⁺, Al³⁺que geram facilmente um grande número de vagas de catiões durante o processo de substituição) são os principais factores internos para a coloração. De facto, o Be não é um elemento de coloração; actua de forma semelhante a um ativador ou expande as vacâncias.

② Processo de difusão de calor

O processo de difusão de calor melhora as pedras preciosas monocristalinas (minerais) e pode também melhorar os agregados policristalinos (jade, pedras preciosas orgânicas). Há relatos de que existem mais de dez métodos para o processo de difusão de calor, mas, atualmente, os seguintes métodos são normalmente utilizados:

(a) Método de difusão do pacote de pó

Princípio: Em condições de alta temperatura, os elementos da estrutura da pedra preciosa sofrem reacções de substituição isomórfica com os elementos corantes no agente de difusão, melhorando o aspeto da cor da pedra preciosa.
Método: A pedra preciosa acabada ou semi-acabada é enterrada num recipiente resistente a altas temperaturas, cheio de pó de agente de difusão, depois o recipiente é selado e aquecido até que a difusão interna cesse.
Equipamentos: Dispositivos e equipamentos de aquecimento, semelhantes aos processos de energia térmica. Os recipientes são maioritariamente feitos de cadinhos resistentes a altas temperaturas, cadinhos de platina ou recipientes de alta temperatura e alta pressão revestidos com aço inoxidável revestido a platina.
Vantagens e desvantagens: A vantagem é que o equipamento é simples, fácil de operar, e adequado para a difusão térmica de vários estilos de pedras preciosas. Por exemplo, na Tailândia, ao processar pedras preciosas de rubi, o pó de 2％-4％ berilo verde é misturado com pó de óxido de alumínio de alta pureza e, em seguida, as pedras preciosas são enterradas nele. Eles são aquecidos em uma atmosfera de oxigênio de 1780 ℃ por 60-100 h, resultando em tons de amarelo, amarelo dourado ou laranja difundidos por toda a pedra preciosa. A desvantagem deste método é que o volume do recipiente é pequeno, limitando o número de pedras preciosas que podem ser processadas; ao mesmo tempo, o efeito corrosivo do agente difusor é forte, e é impossível controlar a atmosfera e a pressão durante o processo de difusão.

(b) Método do banho de sal

Princípio: O método é também conhecido como imersão térmica ou sal fundido. Este método envolve a imersão de pedras preciosas em agentes difusores fundidos, causando uma reação de substituição no estado sólido a altas temperaturas para melhorar as caraterísticas de aparência das pedras preciosas.
Método: Em primeiro lugar, colocar o agente de difusão num banho de sal e aquecê-lo até que se funda num fluido derretido. Em seguida, mergulhar a gema no fluido e efetuar o tratamento de difusão térmica em condições de atmosfera controlada (oxidante ou redutora).
Equipamento: O aparelho do método do banho de sal é constituído principalmente por um forno de banho de sal e uma piscina de banho de sal. O forno de banho de sal de aquecimento pode ser um forno a carvão ou um forno a gás, e fornos elétricos também podem ser usados; a piscina de banho de sal é feita de materiais refratários, com refratariedade de 1500 ℃ ou superior, e tem forte resistência à corrosão ácida e alcalina, como tijolos de corindo (Al₂O₃ > 72％, refractariedade de 1840-1850℃), tijolos de elevada alumina (Al₂O₃ > 48％, refratariedade de 1750-1790℃).
Vantagens e desvantagens: O equipamento é simples, fácil de operar, a velocidade de difusão é relativamente rápida, a eficiência é elevada e pode tratar várias pedras preciosas. As desvantagens são que a densidade do agente de difusão de sal fundido é relativamente grande e a viscosidade também é elevada, resultando frequentemente na formação de diferentes espessuras de camadas de difusão em diferentes partes da gema; além disso, a corrosividade do sal fundido é forte e pode produzir uma grande quantidade de gases nocivos, causando poluição ambiental e apresentando um certo grau de danos à saúde humana, exigindo proteção.

(c) Método de fusão

Princípio: A gema e a pasta de agente de difusão revestida na sua superfície sofrem uma reação química de substituição isomórfica a altas temperaturas, melhorando as caraterísticas de aparência da gema.
Método: Primeiro, preparar o agente de difusão numa pasta, revesti-la uniformemente na superfície da gema e depois colocá-la num forno para secar. Colocá-la num forno de tratamento térmico e, sob uma atmosfera reactiva de gás ou vácuo, aquecer e sinterizar a uma temperatura ligeiramente acima do ponto de fusão da pasta, permitindo que a gema e o agente de difusão sofram uma substituição isomórfica através de uma fase líquido-sólida, formando uma camada de difusão na superfície da gema para conferir cor. Por exemplo, ao usar berílio para melhorar as gemas de corindo, uma pasta é feita adicionando 2％-4％ esmeralda (BeAlO₄) em pó (introduzindo iões de berílio) a um fundente contendo boro e fósforo, que é depois revestido em gemas do tipo corindo e aquecido durante 25 horas numa atmosfera oxidante a 1800℃, resultando numa encantadora cor amarela a laranja. Este método também melhora as gemas cor-de-rosa e castanho-avermelhadas em rubis brilhantes e clareia a cor das safiras azuis escuras (Tabela 6-11).

Quadro 6-11 Cores das gemas de corindo com difusão térmica de berílio

Antes da melhoria	Melhorado
Incolor	Amarelo a laranja Amarelo
Cor-de-rosa	Laranja Amarelo - Laranja rosado
Vermelho escuro	Cor vermelha brilhante a amarelo-alaranjado-vermelho
Amarelo - verde	Amarelo
Azul	Amarelo ou sem alterações óbvias
Púrpura	De amarelo alaranjado a vermelho

(2) Processo de purificação e branqueamento

A purificação e o branqueamento são processos de reacções químicas. Ao contrário dos processos de difusão térmica, eliminam as substâncias que afectam a beleza das pedras preciosas através de reacções químicas, em vez de adicionarem substâncias corantes aos processos de difusão térmica.

No entanto, a purificação e o branqueamento são dois processos diferentes de melhoramento de pedras preciosas. A purificação consiste em remover a sujidade para revelar a cor, enquanto o branqueamento consiste em desvanecer e branquear. Além disso, a purificação é aplicada principalmente ao jade natural, enquanto o branqueamento é usado principalmente para pedras preciosas orgânicas.

① Processo de purificação

(a) Princípio

As impurezas presas nas fendas abertas do jade ou das pedras preciosas sofrem uma reação química com um agente purificador com fortes propriedades de dissolução, formando um soluto que se desprende do portador, permitindo que as pedras preciosas sejam purificadas, revelando a sua cor e melhorando a transparência. Daí o ditado "remover a sujidade e aumentar a transparência".

(b) Processo de purificação.

Vários ácidos fortes são utilizados como agentes de purificação, tais como ácido nítrico concentrado, ácido clorídrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado ou água régia. Algumas pedras preciosas também requerem álcalis fortes para neutralizar os ácidos fortes que permanecem nas pedras preciosas. A pedra preciosa em bruto é colocada num recipiente resistente a ácidos e o agente purificador é injetado. O agente purificador entra na pedra preciosa através de fissuras, poros ou espaços intergranulares, dissolvendo e decompondo as impurezas nos espaços vazios da pedra preciosa. Finalmente, o agente purificador contendo as substâncias dissolvidas é lavado com água limpa. Se necessário, podem ser utilizados álcalis fortes para neutralizar os ácidos fortes residuais, seguidos de uma lavagem com água limpa. Para encurtar o tempo de purificação, as pedras preciosas podem ser colocadas num recipiente fechado e aspiradas antes da injeção do agente de purificação.

(c) Equipamento

Os dispositivos necessários para o processo de purificação são simples, geralmente apenas pratos de vidro. Para acelerar o processo de purificação, também é necessário um forno normal, um banho de água a temperatura constante ou um banho de óleo a temperatura constante para o aquecimento.

(d) Métodos de purificação

Método de purificação de ácidos fortes e álcalis fortes. Os agentes purificadores utilizados para a purificação são principalmente vários ácidos fortes, como o ácido nítrico concentrado, o ácido clorídrico concentrado e o ácido sulfúrico concentrado, por vezes utilizando água régia. Algumas pedras preciosas requerem um álcali forte ou a neutralização do ácido residual na purificação com ácido forte.
Método de fusão de purificação. Este método utiliza primeiro um ácido forte para corroer a sujidade na pedra preciosa, purificando as fissuras e os poros. No entanto, durante a purificação, as rachaduras, poros e lacunas intercristalinas também são expandidas e aumentadas, tornando a estrutura da pedra preciosa frouxa. Portanto, a pedra preciosa purificada deve ser fundida automaticamente sob condições de alta temperatura e alta pressão ou preenchida com vidro, plástico e outros enchimentos para consolidar a pedra preciosa. Durante o processo de tratamento térmico, os agentes fundentes fracos, como o bórax e o polifosfato, são preenchidos, fluindo para as fissuras da pedra preciosa e provocando uma fusão local em ambos os lados da superfície da fissura, formando uma fusão secundária mista multicomponente que cristaliza após o arrefecimento, acabando por curar as fissuras.

(e) Caraterísticas de purificação

O resultado deste método pode fazer com que a cor da pedra preciosa pareça mais pura do que antes, com uma cor de corpo mais viva e uma transparência melhorada.

A desvantagem é que os ácidos e as bases fortes, ao mesmo tempo que dissolvem a sujidade e as impurezas, também têm um certo efeito corrosivo nas próprias pedras preciosas, alargando as fissuras, aumentando os poros e até mesmo ligando-os, o que leva a uma estrutura solta nas pedras preciosas, tornando-as propensas a quebrar, e têm de ser consolidadas. Além disso, os agentes de purificação são altamente corrosivos e é necessário respeitar rigorosamente os procedimentos operacionais durante a purificação para garantir a segurança das pessoas.

② Processo de branqueamento

(a) Princípio:

O branqueamento é uma reação de oxidação semelhante, em princípio, ao branqueamento químico de corantes orgânicos. Existem frequentemente cromóforos nos componentes orgânicos das pedras preciosas que lhes dão cor. Quando os oxidantes fortes no agente de branqueamento entram em contacto com estes, o componente Π das ligações duplas no cromóforo é quebrado, fazendo com que o material orgânico perca a sua cor.

(b) Processo:

Existem dois tipos de processos de branqueamento: químico e ótico.

O método de branqueamento químico envolve a utilização de agentes de branqueamento para reagir quimicamente com as pedras preciosas e melhorar a sua cor. Os agentes de branqueamento são oxidantes fortes como o cloro, o hipoclorito, o peróxido de hidrogénio (água) e os sulfitos. O tratamento visa principalmente as pedras preciosas que contêm matérias orgânicas (pérolas, corais, marfim, etc.), e o branqueamento químico pode também ser aplicado à opala da madeira, ao olho de tigre, etc. No entanto, é importante garantir que os componentes orgânicos e a humidade nas pedras preciosas não sejam danificados ou perdidos durante o branqueamento químico, de modo que a proporção de agentes de branqueamento é crucial, com a concentração de oxidantes fortes geralmente sendo melhor na faixa de 2％-5％. Além disso, o tempo de branqueamento não deve ser demasiado longo.

O dispositivo de branqueamento químico é relativamente simples, consistindo principalmente num pé de vácuo, num recipiente de vidro, numa garrafa de lavagem e num tubo de borracha, entre outros. O fluxo do processo é o seguinte:

Colocar a pedra preciosa no frasco de lavagem que contém a solução de branqueamento e criar um vácuo no interior do frasco;
Deixe de molho durante algum tempo, retire a pedra preciosa e enxagúe-a;
Mudar a solução de branqueamento e continuar a imersão, depois retirar e limpar a pedra preciosa. Repetir a operação até obter um resultado de branqueamento satisfatório.

A cor após o branqueamento químico não é frequentemente muito estável. Isto está relacionado com a estrutura dos cromóforos na matéria orgânica da pedra preciosa, bem como com os componentes do agente de branqueamento. Por exemplo, as pérolas podem tornar-se muito brancas após o branqueamento, mas ficarão amarelas depois de serem usadas durante algum tempo. No entanto, um novo branqueamento pode obter novamente um efeito mais branco.

O desvanecimento pela luz, também conhecido como branqueamento pela luz solar, é um tipo de reação de oxidação na fotossíntese. As cores de muitos objectos desvanecem-se ou alteram-se sob condições de luz ou de aquecimento, especialmente as pedras preciosas que contêm componentes orgânicos.

(3) Processo de precipitação química

A melhoria da cor das pedras preciosas através da precipitação química inclui a imersão em sal e a pirólise do líquido colorido. O chamado método de precipitação química envolve uma reação química que ocorre na superfície da pedra preciosa ou nas suas fissuras e poros com uma solução que contém substâncias corantes, precipitando materiais coloridos insolúveis que aderem à superfície ou às paredes das fissuras e poros, colorindo assim a pedra preciosa. Os corantes insolúveis precipitados que aderem à pedra preciosa são principalmente alguns pigmentos inorgânicos, tais como compostos insolúveis como o óxido de ferro e o óxido de crómio, bem como sulfuretos metálicos e outros oxiácidos metálicos. Algumas pedras preciosas, como o índigo, são tingidas quimicamente com corantes orgânicos (Quadro 6-12).

Quadro 6-12 Pigmentos químicos de coloração comummente utilizados

Cor do material	Tipos de pigmentos
Branco	Branco de titânio, sulfato de bário, branco de chumbo, branco de zinco
Castanho-amarelado	Amarelo de cádmio (PbCrO₄+PbSO₄) , amarelo de chumbo, amarelo de naples [Pb₃(SO₄)₂] , orpiment, castanho Van Dyke
Vermelho	Vermelho de cádmio, vermelho de chumbo, vermelho de chumbo, orpiment, vermelho de ferro, vermelho da China (HgS), vermelho de alizarina, vermelho de cochonilha (compostos orgânicos complexos metálicos estáveis)
Azul	Azurite, azul de cobalto (COAl₂O₄), tioíndigo (pigmento orgânico estável), azul de ferro (composto de ferro hidratado), azul da Prússia {Fe₄[Fe(CN)₆]₃ - 16H₂O}
Púrpura	Violeta de cobalto (Co₃P₂O₈) , violeta de manganês (NH₄MnP₄O₇)
Verde	Verde de crómio (Cr₂O₃) , verde-cobalto (Co_1-xZn_xO) , verde-esmeralda[Cu₉ (CH₃COO)]₂Como₂O₄ , Malaquite, Verdete [Cu₂(CO₃COO)₂(OH)₂] , Arsenito de Cobre Verde (CuHAsO₃)
Preto	Cinzas, negro de fumo, negro de cromo de cobre (CuCr₂O₄), negro de óxido de ferro, negro de prata (Ag₂S)

① Método de imersão em sal

Mergulhe a pedra preciosa numa solução de sais metálicos coloridos solúveis, permitindo que a solução penetre nas fissuras, poros ou fossas da pedra preciosa, depois aqueça-a para decompor a solução, precipitando substâncias coloridas insolúveis para colorir a pedra preciosa, ou mergulhe a pedra preciosa noutra solução para permitir uma reação química entre as duas soluções, precipitando substâncias coloridas.

O primeiro método é geralmente utilizado para colorir as pérolas: mergulhar as pérolas numa solução de nitrato de prata, retirar as pérolas depois de saturadas e aquecê-las ou expô-las a uma luz forte para decompor a solução de nitrato de prata, precipitando o óxido de prata preto que adere às pérolas.

Este último método pode ser utilizado para o tingimento da ágata: primeiro, mergulhar a ágata numa solução de cloreto férrico, depois mergulhá-la no amoníaco, permitindo que as duas soluções reajam quimicamente, precipitando o Fe vermelho₂O₃? que aderem às fissuras e às paredes dos poros da ágata, conferindo-lhe uma cor vermelha.

② Método de pirólise líquida a cores

Dissolva o pigmento num solvente para criar uma solução de corante e, em seguida, mergulhe a pedra preciosa nessa solução. Depois de a solução de corante penetrar completamente nas fendas e poros da pedra preciosa, a solução evapora-se com o aquecimento, fazendo com que o pigmento se precipite nas fendas da pedra preciosa, colorindo-a assim.

(4) Caraterísticas do método de precipitação química

O método de precipitação química pode colorir as pedras preciosas, mas os agentes corantes são depositados nos poros e fissuras da pedra preciosa, levando a uma distribuição desigual e a uma tendência para cair. Para evitar que as pedras preciosas coloridas desbotem, é também necessário um tratamento de revestimento da superfície. Além disso, pode ser utilizado um dispositivo de lavagem com bomba de vácuo para acelerar a eficiência do tingimento e aumentar a profundidade da camada de tingimento. Em geral, é também necessário um dispositivo de aquecimento.

As pedras preciosas beneficiadas por processos de reação química têm caraterísticas de identificação únicas devido às diferenças nos processos de beneficiamento (ver 6-13).

Tabela 6-13 Caraterísticas da identificação do processo de reação química

Métodos	Mancha	Densidade (g/cm³ )	Espectro de absorção	Índice de refração	Polarização	Sonda de agulha quente
Difusão térmica	Nos buracos e fissuras da superfície da gema, a camada de cor é fina e iluminada para o interior da gema	Sem alterações	Ter alguma diferença	Sem alterações	Sem alterações	Sem alterações
Lixívia	Cor irregular	Sem alterações	Mudar de roupa	Ligeira alteração	Sem alterações	Sem alterações
Purificação e enchimento	A camada superficial da pedra preciosa está corroída, a base está limpa e o padrão de cor é caótico. Dilatação da fissura primária; Enchimento de corpo estranho, pode ter bolhas, linhas de fluxo. Tem um efeito de flash	Reduzir	Preenchimento do espetro de absorção específico	Mudar de roupa	O preenchimento está completamente extinto	Odor de exsolução
Reação de precipitação química	Existem tonalidades nos poros das pedras preciosas	Não é óbvio	Existem espectros de absorção caraterísticos dos precipitados	Ligeira alteração	O enchimento filamentoso está completamente extinto	Sem alterações

3. Modificação física

Os métodos de modificação física desempenham um papel importante no melhoramento de pedras preciosas e têm uma longa história. Os métodos mais comuns incluem a injeção de poros, o revestimento de superfícies e a remoção de impurezas.

(1) Injeção de poros

Este método é amplamente utilizado para tingir pedras preciosas com múltiplos poros ou fissuras. A sua caraterística é injetar substâncias incolores transparentes ou coloridas nas fissuras, poros ou cavidades da pedra preciosa para melhorar a pedra preciosa. É usado para melhorar a condição de cor da pedra preciosa, melhorar a sua transparência, aumentar a estabilidade da pedra preciosa, e cobrir vários defeitos da pedra preciosa.

De acordo com a cor do agente de injeção, este divide-se em injeção incolor e injeção colorida. Os agentes de injeção incolores incluem parafina, óleo vegetal, óleo incolor, plástico incolor, vidro (vidro de coroa e vidro de soldadura), silicone, etc. Podem melhorar o estado de cor das pedras preciosas, aumentar a transparência, ocultar os poros e reforçar a estrutura.

Os agentes de injeção coloridos são compostos por duas partes: cargas e corantes. As cargas são as mesmas que as dos agentes de injeção incolores, enquanto os corantes se dividem em corantes orgânicos e pigmentos (compostos inorgânicos e alguns compostos orgânicos). Os corantes e as cargas são misturados para criar vários agentes de injeção coloridos, que alteram a cor das pedras preciosas em fendas, poros e cavidades, aprofundando a tonalidade e aumentando o brilho.

O objetivo do método de injeção para melhorar as pedras preciosas varia, e as condições de processo necessárias são frequentemente diferentes. As condições básicas são as seguintes: a pedra preciosa deve ter uma estrutura de poros natural ou artificial, o processo de injeção requer uma certa temperatura e tempo de injeção, e é melhor utilizar o método de injeção a vácuo.

Os métodos de injeção específicos podem ser divididos nos seguintes

① Método de injeção estática

À temperatura e pressão ambiente, a pedra preciosa é mergulhada num copo de vidro que contém óleo de injeção incolor e colorido, cimento contendo corantes orgânicos, etc., e o agente de injeção é lentamente penetrado na pedra preciosa. Agitar suavemente, se necessário, para evitar a agregação ou sedimentação.

② Método de injeção a quente

O método consiste em fundir a resina sólida, o vidro e outros agentes de injeção num fluido sob condições de aquecimento e, em seguida, mergulhar a gema pré-aquecida no mesmo, de modo a que o agente de injeção preencha as fissuras e os poros. O dispositivo do método de injeção a quente é composto por um recipiente de vidro ou um cadinho de porcelana e um termóstato quente.

③ Método de injeção a alta pressão

O método é desenvolvido com base no método de injeção de calor. Nos últimos anos, a injeção a vácuo também tem sido utilizada. É feita colocando a pedra preciosa e o agente de injeção numa garrafa de vidro selada, aspirando-a e depois aquecendo-a. O agente de injeção é derretido e imerso na pedra que foi imersa no calor, e a pedra é imersa sob a ação da pressão atmosférica para atingir o objetivo de melhoria.

(2) Superfície tratamento

Tratamento de superfície, principalmente com algum material de película incolor ou colorido uniformemente fixado à superfície da gema, a fim de melhorar a cor da gema, o acabamento da superfície, aumentar o brilho da superfície e cobrir os defeitos de superfície (poços, fissuras, arranhões, etc.)

Existem muitos métodos de tratamento de superfícies, incluindo principalmente os seguintes tipos.

① filmagem

Também conhecido como método de revestimento, envolve a aplicação de um determinado reagente químico, corante ou vários materiais de revestimento na superfície das pedras preciosas para alterar ou realçar a sua cor, brilho e lustro, cobrindo simultaneamente os defeitos da superfície (tais como buracos, fendas e riscos). É comummente designado por "tratamento".

filmagem materiais: cera, tinta, óleo incolor e várias resinas misturadas com corantes. Por exemplo, o material utilizado para "vestir" a jadeite é a cola verde-esmeralda 808 produzida no Reino Unido.
Requisitos para o filmagem processo: O revestimento deve ter uma espessura tão uniforme quanto possível, um acabamento superficial elevado e estar isento de impurezas evidentes.

② Método de revestimento

Este tratamento de superfície envolve a aplicação de uma película extremamente fina (de alguns nanómetros a várias centenas de nanómetros a nível molecular ou atómico) na superfície da pedra preciosa, que produz facilmente efeitos de refração da luz, resultando em cores de interferência brilhantes, atingindo o objetivo de melhoria da superfície. Ele preenche os buracos e arranhões na superfície da pedra preciosa, tornando-a extremamente lisa e plana, melhorando o brilho da superfície da pedra preciosa e aumentando a saturação ou tonalidade da cor sem afetar a transparência da pedra preciosa.

Método: Geralmente realizado numa máquina de revestimento a vácuo. Colocar o artigo limpo (após limpeza com ácido ou alcalino) na placa de base da máquina de revestimento, colocar a peça metálica que gera a película fina no cátodo, evacuar o ar e, em seguida, acionar o cátodo com um gatilho, provocando uma descarga de arco entre o ânodo e o cátodo, evaporando o material do cátodo (metal) na câmara de descarga para formar um estado de plasma, que é revestido na superfície da pedra preciosa, formando uma película fina.
Material: Au, Ag, Cu, Cr, Ni e outros metais. A película fina de Au tem uma tonalidade azulada e apresenta um forte efeito arco-íris.
Caraterísticas: A espessura da camada de revestimento metálico é semelhante ao comprimento de onda da luz, e a luz reflectida da superfície da película fina e a luz reflectida da superfície da pedra preciosa interferem uma com a outra, permitindo que as pessoas vejam flashes brilhantes do arco-íris. Por conseguinte, o revestimento pode transformar pedras preciosas transparentes incolores (como cristal, topázio, diamante, etc.) em pedras preciosas ligeiramente coloridas com efeitos iridescentes. Por exemplo, a película de ouro pode fazer com que o cristal e o topázio pareçam azuis. Após o revestimento de diamante, não só produz um belo efeito iridescente e melhora o brilho da superfície da pedra preciosa, mas também pode aumentar a dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão da superfície da pedra preciosa.

Além disso, a tecnologia de crescimento de cristais hidrotérmicos também foi utilizada para o revestimento da superfície, e a composição e a estrutura desta película de cristais são as mesmas que as da pedra preciosa.

③ Método de implantação iónica na superfície

Este método utiliza iões de alta energia e alta velocidade gerados por dispositivos como vapor metálico e arcos de vácuo para implantar na superfície e em camadas muito superficiais de pedras preciosas, alterando a cor da superfície da pedra preciosa. É diferente do processo de difusão térmica.

Método: Utilizando pedras preciosas como material de substrato (ânodo) e o material metálico para implantação de iões como cátodo, uma fonte de energia acciona o cátodo, provocando uma descarga de arco entre o ânodo e o cátodo, que evapora o material metálico na câmara de descarga para formar iões positivos através da ionização. Estes iões formam um vasto feixe de iões metálicos através do ânodo e do elétrodo de saída poroso e, em seguida, são acelerados pela tensão de aceleração para penetrar na superfície da pedra preciosa.
Materiais: Fe , Co , Cr , Ti etc.
Caraterísticas: As amostras tratadas por este método têm geralmente cores pouco atractivas (principalmente branco-acinzentado ou castanho-acinzentado) e requerem um ou vários tratamentos térmicos para melhorar a cor.

④ Crescimento excessivo Método

O Crescimento excessivo é também designado por método de crescimento de gemas à superfície. Envolve o crescimento de uma camada muito fina de gema (com a mesma composição e propriedades) na superfície da gema usando gemas sintetizadas artificialmente, tornando assim a cor da gema mais bonita e a sua qualidade melhor, alcançando o objetivo de melhoria.

Métodos: método hidrotérmico, método de fluxo.
Materiais: substâncias que compõem a gema melhorada, corantes, etc.
Caraterísticas: As cores bonitas estão presentes apenas numa camada muito fina na superfície da gema, e são feitas de materiais de gema sintética, exibindo caraterísticas de gemas sintéticas.

⑤ Método de aplicação da folha

Este método consiste em aplicar uma fina película ou folha de metal ou material orgânico na superfície inferior de uma pedra preciosa (transparente) para aumentar a sua intensidade de reflexão, melhorando assim a cor e o brilho da pedra preciosa.

(3) Remoção e ocultação de impurezas

A remoção de impurezas envolve a utilização de perfuração a laser para eliminar as impurezas. Para melhorar a clareza da pedra preciosa, um laser de alta potência é focado na pedra preciosa e o laser de alta energia cria um orifício na pedra preciosa, atingindo o local das inclusões (corpos de cor, fissuras, etc.), purificando assim a pedra preciosa. O orifício é então preenchido com uma substância de cor e índice de refração semelhantes aos da pedra preciosa, atingindo o objetivo de melhorar o aspeto da pedra preciosa. Este método é utilizado principalmente para melhorar os diamantes.

A ocultação envolve o uso de um método de revestimento de superfície para cobrir as inclusões da pedra preciosa, e também pode ser feito durante o processo de corte e polimento, posicionando as inclusões nas bordas do corte ou em locais discretos, que são então cobertos por uma configuração de metal durante a montagem (Tabela 6-14).

Tabela 6-14 Caraterísticas do processo de modificação física

Tipos	Caraterísticas internas	Recurso externo
Injeção de poros	(1) O agente de injeção é distribuído nos poros e fissuras da superfície da gema (2) O limite de contacto entre o agente de injeção e a gema é óbvio (3) Pode haver bolhas finas	(1) A distribuição do agente de injeção não é uniforme e está distribuída aleatoriamente em manchas, manchas e filamentos (2) Agente de injeção orgânico, sonda de agulha quente "suor" reagente desvanecimento
Cobertura da superfície	(1) A superfície do revestimento pode apresentar ondulações e riscos finos, lacunas, bolhas (2) O revestimento tem um efeito arco-íris, há um halo de cor no canto da gema, o revestimento e o limite da gema são claros, resistência ao calor, resistência a ácidos e álcalis; Firmemente ligado, com um espetro de absorção caraterístico (3) A película de alumínio está localizada na superfície inferior da gema transparente, com uma diferença de cor significativa da gema, e há bolhas nas costuras e bordas adesivas. (4) Os iões implantados estão distribuídos numa camada fina na superfície da gema, exibindo cores e espectros de absorção especiais. (5) O organismo anexado é uma gema sintética, apresentada numa camada fina (geralmente 0,1 -0,3 mm) que cresce na superfície das gemas, e as caraterísticas da superfície das gemas sintéticas podem ser vistas nos pontos de contacto com as gemas.	(1) A superfície de revestimento pode ter ondulações e riscos finos, brilho ceroso, toque adstringente, toque quente da agulha pode cheirar a "suor", raspar facilmente (2) O risco da agulha de revestimento pode ser eliminado, e as irregularidades podem ser vistas sob a luz reflectida (3) As pedras preciosas engastadas em folha são todas engastadas com metal, e a diferença de cor das pedras preciosas observadas de lado e de frente pode ser significativa ou completamente diferente. (4) A camada de cor é fina, e a cor é profunda nos poros e fendas da pedra preciosa. Ela pode descamar quando cortada e polida. (5) O crescimento de organismos anexados é pedras preciosas sintéticas.
Eliminar as impurezas e a sujidade	(1) Existem impurezas que permanecem na parede do buraco (2) Os preenchimentos dos furos são diferentes das pedras preciosas (3) Existem bolhas e linhas de fluxo (4) A parede do furo pode parecer vidro queimado	(1) O orifício do laser parece côncavo devido ao encolhimento do material de enchimento. (2) Um fenómeno de diferença de cor (indicações de "avermelhamento") pode ser visto nas aberturas de enchimento paralelas. (3) Quando a pedra preciosa é imersa num "líquido em ebulição" especial ou fervida a altas temperaturas, o material de enchimento aparece como uma substância vítrea.

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Como produzir jóias com ligas de baixo ponto de fusão e como cuidar das jóias?

Heman - Especialista em produtos de joalharia fevereiro 27, 2025

As jóias em liga de baixo ponto de fusão são fabricadas com estanho, chumbo e outros metais. São acessíveis, fáceis de moldar e seguras de usar. Saiba como fazer, cuidar e vender estas peças únicas que são perfeitas para joalharias, designers e vendedores de comércio eletrónico.

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3 tipos de técnicas para melhorar as pedras preciosas: A arte e a ciência de melhorar as jóias

3 tipos de técnicas para melhorar as pedras preciosas

Conheça os Princípios de Melhoria e a Classificação das Técnicas de Melhoria

Índice

Secção I Princípios de melhoramento das gemas

1. Princípios de melhoria

(1) Apelo estético

(2) Durabilidade

(3) Segurança

① Inofensivo

② Sem poluição

③ Segurança

2. Regras de melhoramento

(1) Otimização

(2) Tratamento

Quadro 6-1 Métodos comuns de melhoramento para o processamento de pedras preciosas e caraterísticas de identificação

Secção II Classificação das técnicas de melhoramento

Quadro 6-4 Classificação das Técnicas de Beneficiação de Pedras Preciosas

1. Ativação de energia

(1) Tecnologia da energia térmica

Quadro 6-5 Condições para o tratamento térmico de alteração da cor da gema

① Tratamento térmico normal

Tabela 6-6 Caraterísticas de identificação do processo de energia térmica

(a) Tratamento térmico a alta temperatura

(b) Tratamento térmico a média temperatura

(c) Tratamento térmico a baixa temperatura

② Eletrólise de sal fundido

(2) Processo de Irradiação

① Efeitos da irradiação

(a) Alterações na cor da gema

Tabela 6-8 Alterações de cor em pedras preciosas causadas por irradiação

(b) Radioatividade induzida

Quadro 6-9 Propriedades dos nuclídeos radioactivos induzidos em pedras preciosas irradiadas

(c) Danos em pedras preciosas

② Factores que afectam a mudança de cor das pedras preciosas devido à irradiação

(a) A composição e a estrutura cristalina da própria pedra preciosa

(b) Tipos de radiação

Quadro 6-10 Caraterísticas das fontes de radiação para a coloração das pedras preciosas (Segundo K. Nassau, 1984)

(3) Processo de irradiação térmica

2. Reacções químicas

(1) Processo de difusão térmica

① Tipos de difusão térmica

② Processo de difusão de calor

(a) Método de difusão do pacote de pó

(b) Método do banho de sal

(c) Método de fusão

Quadro 6-11 Cores das gemas de corindo com difusão térmica de berílio

(2) Processo de purificação e branqueamento

① Processo de purificação

(a) Princípio

(b) Processo de purificação.

(c) Equipamento

(d) Métodos de purificação

(e) Caraterísticas de purificação

② Processo de branqueamento

(a) Princípio:

(b) Processo:

(3) Processo de precipitação química

Quadro 6-12 Pigmentos químicos de coloração comummente utilizados

① Método de imersão em sal

② Método de pirólise líquida a cores

(4) Caraterísticas do método de precipitação química

Tabela 6-13 Caraterísticas da identificação do processo de reação química

3. Modificação física

(1) Injeção de poros

① Método de injeção estática

② Método de injeção a quente

③ Método de injeção a alta pressão

(2) Superfície tratamento

① filmagem

② Método de revestimento

③ Método de implantação iónica na superfície

④ Crescimento excessivo Método

⑤ Método de aplicação da folha

(3) Remoção e ocultação de impurezas

Tabela 6-14 Caraterísticas do processo de modificação física

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