ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ

В производстве ювелирных изделий применяются следующие драгоценные металлы; золото, серебро, платина, палладий. Могут применяться также иридий и, крайне редко, родий.

Золото — металл желтого цвета, мягкий, обладающий высокой степенью пластичности, легко поддается механической обработке, хорошо полируется. Температура плавления его 1063°С, температура кипения 2530° С, плотность 19,3 г/см3. Золото хими­чески устойчиво на воздухе, в воде и кислотах, за исключением «царской водки» (смесь азотной и соляной кислот). На золото оказывают воздействие хлор, бром и фтор. Наибольшее воздействие оказывает хлор в чистом состоянии и выделяемый из соединений. В чистом виде золото обладает невысокой твердостью и прочностью. Для повышения механических свойств в производстве ювелирных изделий золото применяется в виде сплавов с другими металлами.

Серебро — металл белого цвета, мягкий, обладающий хорошей ковкостью и самой высокой из всех металлов тепло- и электропроводностью, хорошо поддается механической обработке и полировке. Температура плавления его 960,5° С, температура кипения 1955° С, плотность 10,5 г/см3. Серебро химически стойко л а воздухе и в воде. При наличии в воздухе сероводорода серебро покрывается темным налетом сульфида серебра Ag2S. Оно также растворяется в азотной и горячей концентрированной соляной кислотах. Серебро в чистом виде обладает невысокой твердостью и прочностью, поэтому в производстве ювелирных изделий его используют в сплаве с другими металлами.

Платина — металл серебристо-белого цвета, мягкий, обладающий хорошей ковкостью и пластичностью, хорошо поддается механической обработке и полировке, имеет низкую тепло- и электропроводность. Температура плавления 1773°С, температу­ра кипения 4300° С, плотность 21,45 г/см3. Платина практически не растворима ни в воде, ни в кислотах, за исключением горячей «царской водки».
В состав платиновой группы входят палладий, иридий, родий, которые по своим свойствам сходны с платиной и именуются ее спутниками. Так как платина не обладает достаточной твердостью, в производстве ювелирных изделий ее используют в сплаве с золотом и серебром.

Палладий — металл серебристо-белого цвета, светлее платины, обладает хорошей ковкостью, хорошо поддается механической обработке. Температура плавления его 1554,5° С, температура кипения 2200° С, плотность 12,0 г/см3. Палладий химически устойчив на воздухе и в воде, растворяется в азотной кислоте и смеси азотной и соляной кислот.
В чистом виде палладий в ювелирном производстве не применяется. Он используется как легирующий металл, повышающий прочностные свойства платины и золота. Палладий придает золоту белый цвет.
Иридий — металл белого цвета со слабым серым оттенком, твердый и хрупкий, плохо поддается механической обработке, химически стоек к кислотам. Температура плавления его 2454° С, температура кипения 5300° С, плотность 22,5 г/см3.
В природе иридий встречается вместе с платиной. В ювелирном производстве он в основном используется в сплаве с платиной, резко повышая ее твердость.
Родий — металл бледно-голубого цвета, хрупкий, химически устойчив на воздухе и в воде, растворяется в концентрированной серной кислоте. Температура плавления его 1966° С, температура кипения 4500° С, плотность 12,4 г/см3.
В природе родий встречается вместе с платиной. В ювелирном производстве практически не применяется.

СПЛАВЫ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ

Для изготовления ювелирных изделий применяются сплавы драгоценных металлов, в которых за счет ввода легирующих материалов изменяются физические и химические свойства (твердость, прочность, пластичность, цвет, коррозийная стойкость, температура плавления и др.).
Сплавы золота. Процентное содержание золота в сплаве зависит от предусматриваемой пробы сплава. В качестве легирующих материалов в сплавах применяются в различных сочетаниях серебро, медь, платина, палладий, цинк, кадмий. Наиболее часто в ювелирном производстве применяются сплавы: золото—серебро — медь; золото — серебро; золото — медь. Эти металлы являются основной частью сплава, а для придания сплаву определенного цвета в виде добавок применяют платину, палладий, кадмий, цинк, никель и др.
Сплав золото — серебро — медь (Au—Ag—Си) имеет желтый цвет, обладает высокой прочностью и хорошо поддается обработке как механическим способом, так и методом литья.
Сплав золото — серебро (Au—Ag) может иметь цвет от желтого до белого в зависимости от процентного содержания в нем серебра, хорошо поддается обработке как механическим способом, так и методом литья. В производстве ювелирных изделий применяется редко, так как имеет бледный цвет.
Сплав золото — медь (Au—Си) изменяет цвет от желтого до красного в зависимости от процентного содержания меди. С увеличением содержания меди твердость сплава повышается, однако он хуже поддается механической обработке. В связи с этим при изготовлении ювелирных изделий в сплав вводят небольшую часть серебра, что делает его более пластичным и ковким.
Сплав золото — платина (Au—Pt) изменяет цвет от желтого до белого в зависимости от процентного содержания платины. Сплав белого цвета называют «белым золотом». Он обладает большой твердостью и тугоплавкостью. В производстве ювелирных изделий применяется редко, в основном для изготовления оправ и кастов для крепления бриллиантов.
Сплав золото — палладий (Au— Pd) изменяет цвет от желтого до белого в зависимости от процентного содержания палладия. Сплав обладает большой твердостью и тугоплавкостью, в результате чего крайне редко применяется в ювелирном производстве.
Сплав золото — кадмий (Au—Cd) изменяет цвет от желтого до серого в зависимости от процентного содержания кадмия. Сплав хрупкий, в результате чего в ювелирном производстве применяется редко.

ЮВЕЛИРНЫЕ КАМНИ

Классификация и основные свойства ювелирных камней. Существует несколько классификаций камней, применяемых в ювелирном производстве. В большинстве случаев пользуются: классификацией, разработанной академиком А. Е. Ферсманом. Все камни подразделяют на три группы: самоцветы (ограночные); цветные (поделочные) и органического происхождения. Самоцветы и цветные камни в свою очередь подразделяют на; камни 1, 2 и 3-го порядка.
В 1965 г. Министерством геологии СССР была разработана новая классификация естественных цветных камней. В зависимости от характера обработки и области применения камни подразделяют на три класса: ограночные, ювелирно-поделочные, поделочные.
Однако в торговле и промышленности применяют иную классификацию, в основу которой положен признак их рыночной стоимости. В зависимости от стоимости, твердости, прозрачности, блеска и красоты, а также степени распространения их в природе естественные, камни подразделяют на драгоценные, полудрагоценные и поделочные. Кроме естественных (минеральных и органических) имеются искусственные камни и граненое стекло.
Драгоценные, полудрагоценные и искусственные камни, а также граненое стекло, как правило, после огранки вставляют в ювелирные украшения (кольца, броши, серьги, браслеты, кулоны, колье и др.) или из них изготовляют бусы, ожерелья и другие украшения.

К драгоценным камням минерального происхождения относятся алмаз, изумруд, рубин и сапфир. Это прозрачные, с ярким блеском, очень твердые ювелирные камни. Они редко встречаются в природе. Массовой единицей драгоценных камней является карат, который равен 0,2 г. К драгоценным камням относится также жемчуг, который является камнем органического происхождения.

Алмаз — прозрачный кристаллический углерод, обладающий сильным блеском, лучепреломлением, светорассеиванием, игрой света, особенно в граненом виде. Это самый твердый минерал в мире, так как имеет чрезвычайно прочные связи атомов угле­рода. Его твердость по шкале Мооса равна 10. Однако, несмотря на твердость, он хрупкий и легко раскалывается по плоскостям спайности. Плотность 3,5—3,6 г/см3, показатель преломления 2,4—2,6.
Алмаз — химически стойкое вещество. Кислоты и щелочи на него не действуют, но он растворяется в расплавленной натриевой и калиевой селитре и соде. Под действием солнечных лучей, катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских излучений некоторые виды алмазов светятся голубым, реже зеленым, желтоватым или беловатым светом. Это явление называется люминесценцией. Ювелирный алмаз, как правило, бесцветный, прозрачный. Если его опустить в стакан с дистиллированной водой, то он становится невидимым — как бы растворяется. Такой ювелирный алмаз называют «чистой воды». Кроме бесцветных существуют алмазы желтоватые, буроватые, зеленоватые, синеватые и черноватые.
Наиболее распространенными формами огранки ювелирных алмазов являются бриллиантовая и роза. Бриллиантовой огранкой гранят крупные алмазы, которые после огранки называют бриллиантами, а огранкой роза — мелкие. Алмазы бриллиантовой огранки, как правило, вверху имеют площадку, по бокам — грани, а огранки роза — вверху напоминают бутон розы. Играют эти камни значительно хуже, чем камни бриллиантовой огранки, поэтому при одинаковом размере, цвете и чистоте бриллианты, шлифованные розой, стоят на мировом рынке в 5 раз дешевле.
Основными параметрами, характеризующими бриллианты, являются форма, масса, цвет, дефектность и геометрические размеры. По форме их подразделяют на круглые—17-гранные (Кр-17), 33-гранные (Кр-33) и 57-гранные (Кр-57), овальные — 57-гранные (Ов-57), треугольные — 19-гранные (Т-19) и др. Всего имеется 17 видов форм.
По массе бриллианты подразделяют на мелкие («мем») —до 0,29 кар, средние («меланж») —от 0,3 до 0,99 кар и крупные — 1 кар и более.
По цвету бриллианты подразделяются на 9 групп, наиболее прозрачные ценятся выше и относятся к 1-й группе.
В зависимости от наличия дефектов бриллианты подразде­ляются на 11 групп, без дефектов относятся к 1-й группе, остальные имеют определенное количество дефектов.
Характеристики (шифр) бриллианта обозначают в виде дроби, где в числителе указывается порядковый номер цвета, а в знаменателе — группа дефекта. Так, шифр бриллианта Кр-57-0,51-1 /ЗА означает: круглый, 57-гранный массой 0,51 кар 1-й группы цвета и 3-й группы дефектов. Буква А означает правильность геометрических параметров (буквы Б и В указывают на отклонения от них).
Изумруд — прозрачный минерал ярко-зеленого цвета, окрашенный примесью окиси хрома. Это разновидность берилла. Он имеет характерный неметаллический блеск—от стеклянного до жирного и обладает высокой твердостью. Его твердость по шкале Мооса равна 7,5—8, ллотность 2,6—2,9 г/см3, показатель преломления 1,58. Среди зеленых ювелирных камней изумруд самый красивый и ценный.
Обработанные изумруды подразделяются на две категории: граненые и кабошоны. Требования к качеству огранки изумрудов такие же, как и к огранке бриллиантов.
По наличию пороков граненые изумруды подразделяют на три группы, а кабошоны — на две. Пороками являются дефекты природного происхождения (трещины, точки и др.), производственные дефекты не допускаются.
По цвету обработанные изумруды подразделяются на пять групп: темно-зеленые, нормально-зеленые, средне-зеленые, светло-зеленые и с зеленоватым оттенком (светлые). По массе изумруды подразделяют на мелкие — от 0,05 до 0,49 кар, средние — от 0,5 до 1 кар, крупные — свыше 1 до 10 кар и очень крупные — свыше 10 кар.
Характеристику (шифр) изумруда обозначают в виде дроби, в числителе которой указывают номер группы цвета, а в знаме­нателе— номер качества.
Рубин — прозрачный, окрашенный в розово-красный или красный цвет корунд — окись алюминия. Окраска рубина обусловлена присутствием ничтожных примесей окиси хрома и железа. По твердости рубин уступает только алмазу. Его твердость по шкале Мооса равна 9, плотность 3,95—4,2 г/см3, показатель преломления 1,76—1,77. Химически стойкий минерал, который не растворяется ни в одной кислоте.
Огненно-красные или темно-красные прозрачные рубины, не имеющие пороков, ценятся выше, чем светло-розовые и светло-красные. Совершенно прозрачные рубины встречаются редко и ценятся очень высоко. Кроме природных рубинов имеются и синтетические.
Сапфир, как и рубин, является разновидностью корунда — кристаллического глинозема, прозрачного, окрашенного соеди­нениями титана и железа. Иногда встречаются сапфиры красновато-синего или фиолетового цвета. По твердости сапфир уступает алмазу. Его твердость по шкале Мооса равна 9, плотность 3,99 г/см3, показатель преломления 1,76. Окраска сапфира, как и изумруда, аллохроматическая, изменчивая и не связана с химическим составом камня. При искусственном освещении сапфиры изменяют цвет, как и другие синие камни. При оценке сапфиров, как и рубинов, основное внимание уделяется наличию пороков, т. е. качественным признакам.

Жемчуг — камень чаще всего округлой формы, состоящий из углекислого кальция (90—94%), органического вещества (4— 6%) и воды (2-4%).
Цвет жемчуга может быть розовым, желтым, серым, красноватым, фиолетовым и даже черным. Реже встречается зеленоватый и голубой жемчуг, чаще — белый с желтоватым и голубоватым оттенком и с перламутровым блеском.
Так как в состав жемчуга входит органическое вещество, то он сравнительно непрочен, со временем высыхает, теряет блеск (восстанавливается действием слабых кислот).
Жемчуг обладает небольшой твердостью, он хрупок. Плотность его 2,65—2,75 г/см3. Форма зерна круглая, овальная, грушевидная, плоская и различная неправильная (барокко). Диаметр зерна иногда достигает 15 мм.
Различают жемчуг морской и речной. Наиболее ценным является морской жемчуг, круглый и блестящий, белого или розового цвета. Чем крупнее зерно, тем выше его стоимость. Речной жемчуг более мелкий. Жемчуг не обрабатывается, а в натуральном виде применяется для бус и вставок в ювелирные украшения. Сейчас для изготовления ювелирных украшений стали применять японский, искусственно выращенный морской жемчуг.

ЭМАЛИ

Эмаль—это свинцово-силикатный стекловидный окрашенный или прозрачный слой, который наносят на металлическую (золотую, серебряную, латунную и др.) поверхность ювелирного изделия для защиты его от внешних воздействий или в качестве декоративного покрытия. Путем обжига в специальных печах этот слой закрепляют, правращая его в твердую блестящую массу с яркими и устойчивыми красками.
Важнейшей составной частью ювелирных эмалей является кремнезем — стеклообразующий окисел, обеспечивающий высокую химическую устойчивость, механическую прочность и термические свойства эмали. Ювелирные эмали должны удовлетгворять некоторым специфическим требованиям как по технологическим, так и по декоративно-эстетическим показателям. Они должны быть легкоплавкими, так как применение эмалей с температурой растекания выше 850° С затрудняет процесс нанесения их на сплавы серебра и на паяные изделия. В расплавленном состоянии они должны обладать хорошей растекаемостью, вязкостью и смачивающей способностью, обеспечивающей формирование эмалевого слоя на изделии. Кроме того, эмали должны быть чистыми, блестящими и давать хорошую игру света.
Свинцово-силикатные эмали подразделяются на две группы — прозрачные и заглушённые. При составлении прозрачных эмалей применяют окислы кремния (40%), свинца (40%) и калия (10—15%), а в качестве добавок используют в незначительных количествах (5—10%) алюминий, цирконий, магний и кальций, которые способствуют повышению химической устойчивости эмалей. В качестве добавки применяют также цинк, придающий эмали блеск и легкоплавкость.
При составлении непрозрачных (заглушённых) эмалей к составу прозрачных после сплавления и размалывания добавляют чаще всего трехокись мышьяка или окись олова. В качестве глушителей могут быть использованы также соли фтористоводородной и фосфорной кислот.
Для окрашивания свинцово-силикатных эмалей используют различные окислы металлов — хрома, меди, кобальта, железа и др.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОБЫ

В ювелирном производстве пробу определяют на ряде этапов. Так, определяют пробу сплава металла, запускаемого в производство, и готовых ювелирных изделий. Для предприятий бытового обслуживания особенностью является еще и опробование лома драгоценных металлов, сдаваемого населением в переработку, или ювелирных изделий, сдаваемых в ремонт.
Существуют следующие методы опробования драгоценных металлов и изделий из них: капельный метод — нанесение непосредственно на испытуемый сплав или изделие раствора хлорного золота или других пробирных реактивов; опробование на пробирном камне с пробирными иглами; купелирование в муфельной печи.
Опробование раствором хлорного золота основано на том, что при соприкосновении большинства металлов и их сплавов с раствором хлорного золота они разлагают его. При этом хлор вступает в соединение с металлом, а золото выделяется в виде осадка и образует более или менее темное пятно.
Хлорное золото получают действием хлора или «царской водки» на металлическое золото. Полученный темно-коричневый раствор выпаривают, а образовавшийся осадок растворяют в воде.
Опробование проводится следующим образом. На чистую поверхность металла или сплава (отполированную, отшаброванную или зачищенную надфилем) помещают каплю раствора хлорного золота. На смоченной раствором поверхности большинства металлов и их сплавов сразу же появляется пятно от выделившегося осадка золота, цвет которого от примеси образовавшегося раствора хлорной соли испытуемого металла принимает различные оттенки, по которым и определяют пробу сплавов драгоценных металлов.
Раствор хлорного золота служит для ориентировочного определения золота с его содержанием не выше 600 пробы в различных видах (слитки, лом и готовые изделия).
Опробование пробирными реактивами получило широкое применение в ювелирных мастерских предприятий бытового обслуживания при приеме в переработку от населения лома драгоценных металлов или изделий, поступающих в ремонт. Для опробования золота применяются кислотные реактивы, а для опробования серебра—растворы хромпика и азотнокислого серебра. Кислотный реактив для опробования золота 958 пробы применяют и для опробования платиновых сплавов.

Муфельный метод — наиболее точный метод для опробования драгоценных металлов. Упрощенно этот метод называют горячим анализом и применяют его только в химических лабораториях.

Опробование на пробирном камне с пробирными иглами проводится при помощи пробирных эталонов (пробирных игл) и реактивов. Пробирный камень представляет собой кремнистый сланец черного цвета. Перед использованием его смазывают миндальным или минеральным маслом и насухо вытирают фильтровальной бумагой. Чистить следует осторожно, чтобы не повредить шлифовку пробирного камня и его поверхность.
Пробирные иглы служат для опробования изделий из драгоценных металлов. Для платины применяют платиновые иглы, для золотых изделий — золотые, а для серебряных — серебряные иглы. Пробирные золотые иглы определенных проб изготов­яют из золотых сплавов различного по лигатуре состава и цвета, соответственно используемом ювелирным сплавам. Так, для золота наиболее распространенной в нашей стране 583-й пробы имеются 15 номеров различных по цвету игл (от бледно-желтого до красного).