【doc】珠宝玉石优化处理系列讲座（七）：珠宝玉石的表面处理技术

珠宝玉石优化处理系列讲座（七）：珠宝玉
石的表面处理技术
一
珠宝玉石表面处理的概念
用一些无色或有色的薄膜状物质均匀附
于珠宝玉石表面.或者在珠宝玉石表面植
\离子.生长宝石薄层.以求达到改善珠宝玉
i表面颜色和表面光洁度.增强珠宝玉石光
}及掩盖表面缺陷(包括坑,裂擦痕等)为
j的的技术.称之为珠宝玉石的表面处理技
.例如:"穿衣翡翠","虹彩项链""镀膜
3瑙"等均是经过表面处理的珠宝玉石产品.
}见的表面处理技术有表面涂覆法,表面镀
{法,底层贴箔法,表面离子植入法和表面宝
生长法(也叫附生法).
:,表面涂覆法
1.珠宝玉石表面涂覆法的概念
将一些涂料类物质均匀地涂在珠宝玉石
面.以改变珠宝玉石的表面颜色,增强珠宝
石的表面光洁度和光泽,掩盖表面缺陷
亢,裂,擦痕等)的技术称为表面涂覆法
术.这个方法在行内俗称穿衣"意指仅
穿了一件漂亮的衣服.
2.表面涂覆常用的原料
表面涂覆常用的原料为蜡,油漆,无色清
漆及混有染料的各种树脂.
3.表面涂覆法的要求
涂层尽量厚薄均匀.表面光洁度高.不含
明显的杂物.
4.表面涂覆法举例
1)"穿衣"翡翠的制作与鉴定:
"穿衣"翡翠.一般是在已经加工好的翡
翠戒面,玉镯或挂件等成品上涂一层带胶的绿色涂料,常用的原料有英国产的"808翠绿胶.加工过程中.一定要让涂层厚薄均匀.不要在涂层内混进杂质.在翡翠成品表面涂上翠绿胶后.使翡翠看上去非常绿,非常漂亮. 如果不知道如何鉴别的话,很容易上当. "穿衣"翡翠的鉴定特征如下(1)在查尔
斯滤色镜下不变色.并且颜色特别均匀(2) 在反射光下.用10倍放大镜观察.可见表皮略有细波纹及细擦痕;(3)光泽由翡翠的玻璃光泽改变为塑料的胶状光泽;(4)用细砂纸轻擦或抛光.涂膜部极易脱落;(5)用手摸不是光滑的.而是发涩的感觉;(6)用热针剌,翡
翠表面出现"卷边"现象,卷边层发黑.并露
出原色.在热针刺的同时.能闻到塑料被烧后的剌鼻气味.
2)欧泊的涂覆处理与鉴定:
欧泊的涂覆处理一般采用塑料涂很薄的
一
层膜.以至于可以出现变彩效果.
据报导,曾有二颗磨圆抛光欧泊.其特征
是基本上无色透明.但呈现变彩.经研究发现,这是用一种半透明,深棕色的塑料质原料在每颗宝石的一侧不均匀地涂了一层膜,当
你从未涂膜的一侧观察宝石时.就会发现其
体色显得很暗并具有变彩:若从涂膜的一侧
观察宝石时,即使放大倍数很低.也可以看到
涂膜中的气泡.以此可以确定为表面涂膜处
理品.另外.用一根针可以很容易地在涂膜上
W囝;
压出印迹来可以进一步证明表面是用很软
的塑料涂膜的.
还有报导说某人送检一颗大欧泊,其特
征是,基本上不透明,圆顶卵形素身肉眼看
呈现出均匀的黑色体色,并有分布均匀的强
烈出火变彩,变彩以绿色为主,稍带黄色和橙色.经检测:折光率在圆顶部位为1.45底
部为1.56—1.57;在长波紫外线辐照下圆顶
发出很强的黄绿色荧光底部为很强的象白
垩似的蓝白色荧光:在短波紫外线下所见情
况相似,只是强度稍弱一些但在二种波长下
都没有出现磷光.显微硬度测试表明,用一根
钢针就可轻易地在宝石上刻痕.静水比重(S.G) 为1.91.经放大观察可见到二个特征,一是可
见到澳大利亚用糖处理欧泊中常见的典型的胡椒状"斑点外观;二是整个素身石被覆上
了一层无色透明的物质,底部的覆膜明显要
比顶部的膜厚,且在底部较厚的覆膜中可见
到气泡.从底部涂膜中取下--/J\点碎屑进行
热反应试验时,可闻到燃烧塑料时发出的恶
臭味.由此可见,这是一颗经糖处理,随后又
用塑料类物质覆膜的欧泊.检测中底部出现高折光率是厚厚的塑料质覆膜所致;顶部和底部产生不同的紫外荧光反应可能是涂覆层厚度变化引起的;比重偏低既与塑料成分有关,也与原始材料的结构紧密程度有关.
三表面镀膜法
1.珠宝玉石表面镀膜法的概念
在珠宝玉石表面镀上极薄的一层膜,其
厚度通常是分子或原子层次上的,这一层薄膜很容易产生光的干涉作用,从而出现五颜六色漂亮的干涉色,达到优化处理的目的.如虹彩水晶(也有人称之为水辉水晶),就是在
无色水晶的表面镀上一层薄膜,产生干涉色引起的.
2.表面镀膜的方法和产生虹彩现象的
原理
一
般是在真空镀膜机中进行.将清洗干
净而又干燥的欲镀膜珠宝玉石成品放在真空镀膜机的底板上产生薄膜的金属片放在阴极上,先抽真空,然后用触发器触发阴极,引
起阳极和阴极问的弧光放电,从而将阴极(金属)材料蒸发到放电室中形成等离子态,被镀覆到珠宝玉石样品表面形成薄膜.由于薄膜层的厚度与光波波长相近,光线射到薄膜表面的反射光与射到宝石表面的反射光(即薄膜底的反射光)会发生光的干涉作用,使人们可以看到鲜亮的彩虹闪光.
3.表面镀膜常用的材料
常用金属金,镍,铜,铬等其中金的薄
膜微带蓝色调,具有极强的虹彩效果.
4.表面镀膜产品的特点
真空镀膜产品不仅色彩艳丽,而且抗热,
抗酸碱,附着牢固性较好,即稳定性较好.
5.表面镀膜珠宝玉石举例
据报导,1989年秋,市场上发现了六方
柱状表面镀膜的虹彩水晶和黄玉(托帕石), 黄玉经镀膜后的外观颜色为中偏淡蓝一中偏深蓝一绿蓝色,所有镀膜黄玉朝上的一面都呈现出十分均匀的色彩,在颗粒较大的宝石上, 还可见到弱至中等强度的彩虹色.经鉴定,这些镀膜处理的黄玉与未处理的黄玉在宝石学性质上基本相同,其折射率,双折射率,光学
性质,比重等均与黄玉相一致,在长,短波紫
外线辐照下没有反应查尔斯滤色镜下呈棕
绿一绿色,它们与黄玉不同的特征仅仅是在二色镜下没有多色性.对于表面镀膜处理的虹彩水晶,其宝石学特征与未镀膜水晶也基本相同,它们的折射率,双折射率,光学性质,
比重与文献上报导的水晶的性质相一致,此外,它们对紫外线的反应,查尔斯滤色镜下特征,光谱特征和二色镜下特征与上述镀膜处理黄玉基本相同.但这只是一种表面处理方法,因此在重新琢磨或抛光时会发生脱落:在使用时间稍长后,由于经常磨擦,其棱角处会被磨蚀而失去虹彩特征.
6.表面镀膜产品的鉴定特征
1)镀膜层虽然附着牢固性较好,但仍然
禁不起磨擦,所以,在宝石的翻面接合处与棱角处易磨损或脱落成白色,故用10倍放大镜观察,可以看到刻面棱角处的彩色晕圈,表面擦痕及不规则的凹斑;
2)用针轻划镀膜层表面,必然看到划痕.
水晶等宝石表面不能被针划出痕来,故划出痕来的是表面被镀膜的;
3)水晶等宝石表面一般均无虹彩现象,
故虹彩现象本身就说明是表面有一层薄膜. 同时,在表面反射光下用放大镜检查可很容易检测到表面的不规则物.
7.容易被混淆的宝石及其鉴定特征
1)在用肉眼观察那些主要呈绿蓝色,特
别是有明显的虹彩效果的样品时,容易与热处理后的锆石相混淆,这时可利用折射率,双折射率和比重等进行区分;
2)镀膜后呈蓝绿色的水晶容易与掺了钴
的人工合成水晶相混淆,这在鉴定上比较困难,主要用放大镜,切尔西滤色镜和吸收光
谱来区分,例如掺钴的人工合成水晶在滤色镜下呈红色为特征,镀膜产品没有这个特征:
3)镀膜处理黄玉与市场上常见的蓝色放
射线辐照黄玉相混淆,此时要在反射光下用放大镜检查表面有无虹彩特征来区分.
四底层贴箔法
1.珠宝玉石底层贴箔法的概念
指采用薄膜或一薄片状的金属或有机物
粘贴到宝石的底面,以改善珠宝玉石颜色,光
泽等的技术.在宝石的底层粘贴金属片后,可以增加宝石底面的反射光强度在宝石底层
粘贴有机薄膜后可以改变宝石的颜色和光泽, 类似于照相机镜头上贴一层光学有机膜后, 呈现出一种特殊的色彩及强光泽一样.
2.适用范围
只适用于透明的宝石.这是一种古老的
传统方法,现在已很少应用.但市场上见到的某些玻璃工艺品还用.
3.鉴别特征
宝石底层贴箔后很容易鉴别.您可以先
从宝石表面看其颜色和光泽,再从侧面看其
颜色和光泽,若二者相差很大,或完全不一样,就可怀疑有问题.然后看其底部有无粘贴物就能确定.破坏性的方法可以用小刀把粘
贴层取下来看个究竟.非破坏性方法可以用10倍放大镜找粘贴缝隙及边沿出现的小汽泡来确定.
五.表面离子植入法
1.珠宝玉石表面离子植入法的概念
利用金属蒸汽真空弧等设备产生的高能
高速离子植入到珠宝玉石表面及很浅的表层. 使珠宝玉石表面改变颜色的方法.
2.表面离子植入法与高温化学扩散法的
区分
表面离了植入法是将高速运动的离子植
入到珠宝玉石的表面及很浅的表层.使珠宝
玉石改变颜色;高温化学扩散法是将样品与致色剂放在一起,用高温加热的方法使珠宝玉石处于软化状态.让致色离子扩散到珠宝玉石表面及表层的方法.
3.表面离子植入工艺
选好需植入离子的样品作为衬底材料.
具体植入离子的金属材料作为离子植入设备的阴极,用触发器触发阴极引起阳极和阴极问产生弧光放电.从而将阴极的金属材料蒸发到放电室中,被蒸发的原子在等离子放电过程中被电离而形成正离子.这些离子通过阳极和多L的引出极形成宽的金属离子束. 再经加速电压加速而打入底衬材料(即靶材料)表面.一般经此工艺处理后样品的颜色不好看.大都呈灰白色或灰褐色,需经过一次或几次热处理才能使颜色好看.
4.表面离子植入法举例
采用人工合成的无色蓝宝石作为衬底材
料,分别植入铁(Fe),钴(c0),铬(cr)和
钛(Ti)离子.加速电压45KV,离子的平均能
量为8O—OOKev.离子植入量为1X1Ocm
或3×1Ocm～.在前一个植入条件下.样品
呈灰白色,在后一个剂量加大的条件下,样品颜色加深呈灰褐色.
剂量为1×1Ocm.条件下实验样品经热处
理后,分别出现下列情况:(1)在650.C退火
后发现,植入Fe的蓝宝石样品变成了浅黄色. 其它离子植入的蓝宝石样品颜色没有变化;
(2)退火温度升到850.C时,植入Fe的蓝宝石
样品颜色加深为桔黄色,植入c0离子的蓝宝
石样品呈浅蓝色,植入其它二种离子的蓝宝
石样品颜色从灰白色开始变浅.(3)退火温度上升到1000.C时,植入Fe的蓝宝石样品桔黄色
更深;植入co的蓝宝石样品蓝色继续加深;植
入cr和Ti的蓝宝石样品继续退色变浅.(4J退
火温度继续上升到1150.C时,植入Fe的蓝宝
石样品深桔黄色颜色开始变浅;植入c0的蓝
宝石样品从深蓝色也开始变浅:植入Cr和丁j 的蓝宝石样品变成无色透明.
剂量为3x1Ocm植入离子的蓝宝石样
品,经不同温度退火后,颜色变化规律与
1x1Ocm剂量植入离子后的变化相同,仅仅是
同样退火温度下剂量大的蓝宝石样品颜色更深. 由此可见.利用表面离子植入法可以改
变宝石的颜色.但所用设备比较贵重.成本比
较高.植入的颜色层很薄,若植入处理后再抛光.可能会把颜色破坏.
六,表面宝石生长法(附生法)
1.珠宝玉石表面宝石生长法的概念
指在珠宝玉石表面用人工合成宝石的方
法生长一层很薄的宝石,通常,这层人工生长
的宝石与原天然宝石的化学成分,物理学特
征及晶体结构均相同.但颜色和其它性质基
本达到原天然宝石的最高档次的品质.从而
使原天然宝石颜色更漂亮,质量更好.达到优
化处理的目的.
2.表面宝石生长法的常用方法
通常采用人工合成宝石的设备和方法.
其中最常用的方法为水热法宝石生长方法" 和"助熔剂法宝石生长方法".
3.表面宝石生长法与高温化学扩散法及
器悬
表面离子植入法的区别
高温化学元素扩散法属化学处理法的一
种,是将样品与致色元素混合在一起.用高温将样品加热至软体状态,使致色离子扩散到
样品表面以改变颜色;表面离子植入法是用
特殊设备将致色离子加速.在具有很大能量
的状况下打入样品表面以改变颜色;表面宝
石生长法是采用宝石人工合成的设备和原理. 在天然宝石样品表面生长一薄层宝石以改变样品的颜色和质量.
4.表面宝石生长法的主要鉴定特征
1)切开样品看切面,可见漂亮的颜色仅
仅在宝石表面很薄的一层,其余部分为颜色
不好,质量也不好的天然宝石原石.不过这是破坏性检测,一般不要用.
2)进行宝石学各项指标检测时.完全反
映出是人工合成宝石的特征.
3)放大镜检查:在样品和生长宝石相接
触的位置,可见到水热法合成宝石或助熔剂
法合成宝石时籽晶表面出现的特征:如水热
法生长祖母绿时籽晶表面常见到的麦苗状
排列"钉状包裹体和平行水波纹状包裹体;又如助熔剂法生长红宝石时籽晶表面有云雾状和没有具体特征的包裹体.
4)对于助熔剂法生长宝石的表面,通过
电子探针检测.均可发现天然宝石中不存在的助熔剂阳离子如Pb,Mo等,可确定宝石表面是助熔剂法生长的人工宝石.
5.表面宝石生长法的应用
表面宝石生长法由奥地利的Lechetzer于1959年发明.他是用水热法在祖母绿样品上生长一层人工合成祖母绿.也用同样的方法在刚玉类宝石上生长红宝石和蓝宝石.后来也曾采用助熔剂法在刚玉类无色蓝宝石表面生长红宝石.人工合成方法在天然宝石样品表面生长的宝石层厚度一般为O.1-0.3mm. 由于人工合成宝石的设备比较特殊,方法工艺比较难.所以,市场上用天然宝石表面宝石生长法进行优化处理的宝石并不多.冒
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