Цветное золото
Современная ювелирная промышленность, нуждаясь в увеличении разнообразия используемых материалов для усиления эстетического эффекта, приложила немало усилий для получения разнообразных цветных сплавов золота. Чистое золото слегка красновато-желтого цвета, однако его сложно применить в ювелирных изделиях из-за мягкости и нестойкости к износу. В ювелирных изделиях применяются различные сплавы; классические, известные с древности, это сплавы с серебром и медью. Но в последние десятилетия появились сплавы золота разнообразных цветов. Часть из них является обычными сплавами, часть — интерметаллидными соединениями, с характерными для интерметаллидов свойствами, ограничивающими их применение в ювелирных изделиях.
Цветное золото можно разделить на три категории[1]:
- Сплавы из серебра и меди в различных пропорциях, произведенные из белого, жёлтого, зелёного и красного золота, — как правило, деформируемые сплавы;
- Интерметаллические соединения, производные синего, фиолетового, а также другого цвета. В обычном состоянии хрупкие, но могут быть использованы в качестве драгоценных камней и вставок;
- Сплавы, используемые для обработки поверхностей в качестве оксидных слоев
В англоязычных странах до сих пор используется традиционная «каратная» проба, выражающая, сколько частей золота приходится на 24 части сплава. Чистое 100-процентное золото имеет пробу в 24 карата по определению, следовательно, все остальные цветные сплавы имеют меньшую пробу: от 9 карат (375-я метрическая проба, или 37,5 %), 14 карат (58,5 %), 18 карат (75,0 %)[2].
Сплавы
Белое золото
Белое золото является сплавом золота и, по меньшей мере одного разбеливающего металла. Разбеливающими свойствами по отношению к золоту обладают никель, марганец, палладий и платина. Проба белого золота должна быть такой же, как у других ювелирных сплавов золота.
Свойства белого золота варьируются в зависимости от металлов и использования пропорций. В результате белые сплавы золота могут быть использованы для различных целей; в то время как сплав с никелем твердый и прочный, и поэтому хорош для колец и булавок, золото-палладиевый сплав является мягким, податливым и хорош для смешивания с другими металлами, как медь, серебро, платина как для получения стандартных проб, так и для прочности. Термин «белое золото» используется очень часто в промышленности для описания ювелирных сплавов стандартных проб с беловатым оттенком. Термин «белое» охватывает широкий спектр цветов, который граничит или перекрывает бледно-желтое, коричневое тонированное, и даже очень бледно-розовое. Разбеливающие свойства разных металлов различны. Так, достаточно 11 % платины, чтобы сделать сплав совершенно белым. Палладия для того же требуется 22 %. Сплавы с никелем и цинком содержат минимум 10 % никеля и 5 % цинка. Медь может быть добавлена, чтобы увеличить пластичность. Прочность золото-никель-медных сплавов обусловлена образованием двух фаз, богатых золотом Au-Cu, и богатых никелем Ni-Cu, и полученная в результате упрочнения материала. Сплавы, используемые в ювелирной промышленности золото-палладий-серебро и золото-никель-медь-цинк. Палладий и никель действует в качестве первичных агентов отбеливания на золото; цинк действует в качестве вторичного отбеливателя для ослабления цвета меди.
Никель используется в некоторых сплавах белого золота, но это может вызвать аллергическую реакцию, если, допустим, наручные часы с корпусом из такого золота носить в течение длительного периода. Эта реакция (как правило, незначительные высыпания на коже) происходит примерно у одного из восьми человек, и из-за этого многие страны не используют никель в составе белого золота.
Розовое и красное золото
Розовое золото — сплав золота и меди[3] — широко используется для специальных ювелирных изделий. Розовое золото, также известное как красное золото, было популярно в России в начале девятнадцатого века, и было также известно как русское золото, хотя этот термин в настоящее время устарел. Ювелирные изделия из розового золота становятся всё более популярными в 21-м веке, и обычно используется для обручальных колец, браслетов и других украшений.
Хотя имена часто используются как синонимы, различием между красным и розовым золотом является содержание меди: выше содержание меди — сильнее красное окрашивание. Розовое золото использует меньше меди, чем красное, имеющее её высокое содержание. Примеры общих сплавов для розового золота 18 карат, красное золото 18 карат:
Красное золото 18K: 75 % золота, 25 % меди
Розовое золото 18K (Rose): 75 % золота, 22,25 % меди, 2,75 % серебра.
Розовое золото 18K (Pink): 75 % золота, 20 % меди, 5 % серебра.
Красное золото 12K: 50 % золота и 50 % меди.
До 15 % цинка могут быть добавлены к сплавам обогащенной меди, чтобы изменить цвет до красно-желтого или темно-желтого.
В древние времена, из-за примесей в процессе плавки, золото часто имело красноватый цвет. Вот почему многие греко-римские и даже средневековые тексты описывают золото как «красное».
Зелёное золото
Зеленое золото было известно лидийцам ещё в 860 году до нашей эры под названием электрума, сплав серебра и золота. На самом деле оно выглядит как зеленовато-желтое, а не чисто зелёное.
Кадмий также может быть добавлен к золотым сплавам, но при его использовании могут быть проблемы со здоровьем. Сплав 75 % золота, 23 % меди, и 2 % кадмия имеет светло-зеленый цвет. Сплав 75 % золота, 15 % серебра, 6 % меди и 4 % кадмия дает темно-зеленый оттенок[4].
Интерметаллидные
Все интерметаллиды золота AuX2 имеют кристаллическую структуру CaF2 и, следовательно, являются хрупкими. Отклонение от стехиометрии приводит к потере цвета. Немного нестехиометрические композиции, однако используется, чтобы добиться двух- или трехфазной микроструктуры мелкозернистой с пониженной хрупкостью. Небольшое количество палладия, меди или серебра могут быть добавлены, чтобы достичь менее хрупкой микроструктуры[5].
Интерметаллические соединения, как правило, имеют плохую устойчивость к коррозии. Менее благородные элементы выщелачивают в окружающую среду. Прямой контакт синих и фиолетовых элементов золота следует избегать воздействия с потом кожи, которое может привести к выщелачивания металлов и обесцвечиванию поверхности металла[5].
Пурпурное золото
Пурпурное золото (так же называется аметистовое золото и фиолетовое золото) является сплав золота и алюминия, интерметаллид богатый золотом, алюминием (AuAl2). Содержание золота в AuAl2 около 79 %, и, следовательно, такой материал может считаться 18-каратным золотом. Фиолетовое золото более хрупкое, чем другие золотые сплавы (самопроизвольное возникновение этого интерметаллида — серьезная проблема в электронике[6], когда золотые проводники привариваются к алюминиевым на поверхности кремния), так как это интерметаллид, а не ковкий сплав, то резкий удар может привести к разрушению изделия. Поэтому фиолетовое золото обычно обрабатывается и используется в качестве «драгоценного камня» в обычных ювелирных изделиях, а не в качестве конструкции. При более низком содержании золота, материал состоит из интерметаллида и фазы твердого раствора алюминия. При более высоком содержании золота, интерметаллид богаче золотом AuAl формы, фиолетовый цвет сохраняется при уменьшении содержания алюминия до 15 %. При 88 % золота материал состоит из AuAl, и цвет меняется. (Фактический состав AuAl2 ближе к Al11Au6 в подрешетке полностью занят.)[1]
В Сингапуре, крошечном островном государстве, известном своими финансовыми и технологическими успехами, один металлург сделал невероятное: он создал первое в мире ковкое пурпурное золото, которое не удавалось получить ещё ни одному алхимику за всю историю.
Именно в Сингапуре получили пурпурное («аметистовое», фиолетовое) золото в 19 карат, на 80 % состоящее из чистого золота, на 20 % — из алюминия и прочих металлов. Впервые новый металл представили в 2003 году, и он сразу же стал очень востребован. Фиолетовое золото произвело фурор не только в Сингапуре, но и в Южной Корее, России, на Ближнем Востоке, а также в Великобритании.
Стоит отметить, что цена на золото ниже, чем на пурпурный металл. Причиной тому служит весьма сложный процесс производства.
Сингапурский политехник — главный технологический институт страны. В скромной институтской лаборатории 'профессор, металлург Ло Пенг Чам на протяжении 25-и лет создает произведения ювелирного искусства. Наибольшую известность он получил благодаря созданию пурпурного золота. Мистер Ло начал вынашивать идею создания «аметистового» золота в 1976 году, когда его преподаватель из университета Висконсина бросил ему вызов: сумеет ли он сделать более прочное пурпурное золото, которое из-за примесей алюминия становится крайне хрупким.
Полностью посвятить себя созданию прочного и пластичного фиолетового металла профессор Ло смог только в 1998 году.
Создание пурпурного золота было сопряжено с немалыми трудностями. Чтобы вывести идеальную формулу, мистер Ло изучил множество литературы. Кроме установления идеальных пропорций, профессору также пришлось усовершенствовать процесс плавления.
Много бессонных ночей прошло в поисках нужной формулы и идеального сочетания. Профессор Ло проводил в лаборатории ежедневно по 19 часов. Пока другие отдыхали, он работал без выходных. Именно благодаря его полной самоотдаче и появилось ювелирное 19-ти каратное пурпурное золото. Данное событие произошло в 1999 году.
Синее золото
Синее золото - сплав золота и индия. Он содержит 46,2 % золота (около 11 карат, не является стандартом) и 53,8 % индия, формируя интерметаллид AuIn2. В то время как некоторые источники назвали это интерметаллическое свойство «четкий синий цвет», на самом деле эффект невелик: AuIn2 имеет цвета CIE Lab координаты 79 −3,7, −4,2 [8], который является примерно сероватым цветом. С галлием золото образует интерметаллическое соединение AuGa2 (58,5 % золота, 14 карат), которое отдает более легким голубоватым оттенком. Температура плавления AuIn2 — 541°С, в то время как AuGa2 — 492 ° С. AuIn2 менее хрупкий, чем AuGa2, и иногда используется, в качестве припоя, для ремонта изделий из белого золота. При повышении пробы до стандартных 14 карат (585) голубой оттенок совершенно исчезает[1].
Поверхность обшивки синего золота на пробы золота или серебра может быть достигнута за счет золотого покрытия поверхности, с последующим покрытием индия, с толщиной слоя сопоставления 1: 2 атомное отношение. Термообработка вызывает взаимную диффузию металлов и формирование необходимой для интерметаллида смеси[1].
Обработка поверхностей
Черное золото является одним из видов золота, используемого в ювелирных изделиях, этот цвет золота можно получить различными способами[7][8]:
- Гальваника, используя чёрный родий или рутений. Решений, которые содержат рутений немного меньше, чем чёрное покрытие, которое содержит родий[9].
- Патины, применяя серу и кислородсодержащие соединения.
- Химического осаждения из парового процесса с помощью плазмы с участием аморфного углерода
- Контролируемого окисления золота, содержащего хром или кобальт (например, 75 % золота, 25 % кобальта).
Диапазон цветов от коричневого до чёрного цвета можно достичь из медных сплавов, богатых обработкой сульфидом калия. Кобальт-содержащих сплавов, например, 75 % золота с 25 % кобальта, образуют чёрный слой оксида с термообработкой в 700-950 ° С. Медь, железо и титан можно также использовать для такого эффекта. Золото-кобальт-хромового сплава (75 % золота, 15 % кобальта, 10 % хрома) дает оксид поверхности, что оливковых тонированное из хрома (III), содержание оксида, примерно в пять раз тоньше, чем Au-Co и имеет значительно лучше износостойкость. Сплав золото-кобальт состоит из богатых золотом (около 94 % Au) и кобальта богатых (около 90 % Co) фаз; фазовые зерна кобальтоносные способны формирования оксидного слоя на их поверхности. Совсем недавно, чёрное золото стало возможно достичь путём создания наноструктур на поверхности. Фемтосекундного лазерного импульса деформирует поверхность металла, создавая очень увеличенную площадь поверхности, которая поглощает практически весь свет, который падает на него, таким образом делая его глубоко чёрным, но этот метод используется при высоких технологических, а не для внешнего вида в ювелирном деле[1].
Синее золото
Оксидные слои также могут быть использованы для получения синего и золота из сплава 75 % золота, 24,4 % железа и 0,6 % никеля; Слой формы на термообработки в воздухе между 450—600 °С[1].
Обогащенный сапфир синего цвета золото 20-23K также могут быть получены путём легирования рутения, родия и трех других элементов и термической обработки при 1800 ° С, чтобы сформировать толстую 3-6 мкм цветной поверхностный оксидный слой[1].
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Cretu, C.; Van Der Lingen, E. (1999). "Coloured gold alloys". Gold Bulletin. 32 (4): 115. doi:10.1007/BF03214796.
- ↑ Emsley, John (2003) Nature’s building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford University Press. ISBN 0198503407. p. 168
- ↑ Plumlee, Scott David. Handcrafting Chain and Bead Jewelry: Techniques for Creating Dimensional Necklaces and Bracelets : [англ.]. — Potter/TenSpeed/Harmony, 2014-09-17. — ISBN 9780770434694.
- ↑ Arista Flutes. Flute Specialists, Inc.
- ↑ 1 2 Klotz, U. E. (2010). "Metallurgy and processing of coloured gold intermetallics — Part I: Properties and surface processing" (PDF). Gold Bulletin. 43: 4. doi:10.1007/BF03214961. Архивировано (PDF) 26 июля 2011.
{{cite journal}}: Неизвестный параметр|deadurl=игнорируется (|url-status=предлагается) (справка) - ↑ "Purple plague" Архивировано 4 мая 2014 года.. International Electrotechnical Commission Glossary
- ↑ Jewelery Technology. World Gold Council. Архивировано из оригинала 3 марта 2006 года.
- ↑ Rapson, W. S. Gold Usage. — Academic Press, 1978. — ISBN 0-12-581250-7.
- ↑ Gold In Purple Color, Blue Color And Even Black Gold. kaijewels.com.