Методы облагораживания ювелирных камней
Одной из составляющих частей понятия «драгоценный камень» является «редкий камень». Чистые и обладающие яркой красивой окраской камни встречаются в природе крайне редко. Подавляющее большинство природных камней имеют непривлекательную окраску (слишком светлую, слишком густую или с некрасивым оттенком) и/или содержат крупные включения, сильно снижающие их ювелирные качества. Естественно, что на протяжении многих столетий человек пытался искусственно улучшить внешний вид камня. Достижения современной науки и развитие техники позволило в значительной степени достигнуть этой цели.
Современные технологии облагораживания позволяют изменять некоторые свойства природных, а иногда и синтетических камней, что в последнее время часто находит свое применение в ювелирной отрасли. Под термином «облагораживание» обычно понимают специальные процессы обработки камня, за исключением огранки и полировки, которые улучшают его внешний вид (цвет, чистоту), прочность, повышают его ценность или делают камень пригодным для использования в ювелирных изделиях. Свойства, приобретенные камнем в результате облагораживания, могут быть неустойчивыми, т.е. внешний вид облагороженного камня может изменяться со временем. Облагораживание считается устойчивым, если камень не меняет свой внешний вид (цвет и/или чистоту) при нормальном ношении (в ювелирном изделии), огранке, полировке или чистке.
К наиболее важным методам облагораживания относятся: термическая обработка, облучение, термодиффузионное окрашивание, пропитка различными составами.
Термическая обработка (отжиг).
Данный метод облагораживания относится к самым распространенным методам обработки ювелирных камней и применяется для улучшения их цвета и/или качества. Свойства, приобретенные камнем в результате данного вида облагораживания, являются устойчивыми и не изменяются с течением времени.
Камни, предназначенные для отжига, помещают в специальную печь, где происходит их нагрев (максимальная температура отжига для различных камней может превышать 2000 градусов Цельсия) и последующее охлаждение. Важными параметрами термической обработки являются среда, в которой происходит отжиг (восстановительная, окислительная, нейтральная), скорость нагрева и охлаждения, время выдержки при максимальной температуре.
Многие ювелирные камни, такие как танзанит, аквамарин, голубой циркон, цитрины подвергаются отжигу уже в течение нескольких десятилетий, причем облагораживание является неотъемлемой частью производственного процесса. В большинстве случаев при продаже таких камней факт облагораживания не афишируется.
Существует такая группа камней, для которой факт отжига оказывает существенное влияние на стоимость драгоценных камней. К таким относятся, например, рубины, сапфиры и алмазы.
В случае сапфиров и рубинов термическая обработка применяется для удаления включений рутила («шелка»), получения звездчатого эффекта, окрашивания или удаления нежелательных оттенков. Например, сапфиры Шри-Ланки и Кашмира сероватого цвета считались непригодными для огранки, однако при нагреве до 1600-1900С в определенных условиях такие камни приобретают синюю окраску.
Термодиффузионное окрашивание.
Наибольшее распространение данный метод облагораживания получил применительно к корундам. Процесс диффузионного облагораживания проводится в несколько этапов. Сначала ограненный, но не до конца отполированный корунд помещают в тигель, содержащий оксиды алюминия, титана и оксидов ионов-хромофоров (присутствие титана увеличивает диффузионную способность и обеспечивает равномерность распределения окраски). Используются те же элементы-хромофоры, что и в вернейлевской синтетике. Затем тигель нагревают до 1600-1800С и выдерживают при этой температуре в течение нескольких дней или недель. За это время атомы веществ-добавок проникают в структуру корунда, обуславливая возникновение тонкого поверхностного окрашенного слоя (глубиной порядка 0,1 мм). Заключительной стадией процесса является полировка.
Облучение.
Обычно данный метод облагораживания применяется для изменения цвета ювелирных камней, таких как алмаз, топаз, кварц, берилл-максис. Камни подвергаются воздействию одного или нескольких типов излучений: ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения, либо воздействию потока энергетических частиц: электронов, протонов, нейтронов, альфа-частиц. Важным параметром процесса облагораживания является доза облучения.
Для алмазов данный метод часто применяется в сочетании с последующим отжигом. Наиболее распространенными в настоящее время являются облучение нейтронами в ядерном реакторе или электронами высоких энергий. Получаемая окраска: голубая, голубовато-зеленая или темно-зеленая. После отжига окраска алмазов изменяется в зависимости от физического типа отжигаемого алмаза на янтарно-желтую, коричневато-красную, сиреневую или сине-зеленую.
Топазы, как правило, подвергаются облучению с целью окрашивания их в голубой цвет. В настоящее время большинство голубых топазов, поступающих на рынок, подверглись облучению гамма-излучением, электронами высоких энергий или нейтронами с последующим отжигом. С помощью облучения или отжига можно добиться практически любой окраски топаза — бесцветной, зеленоватой, коричневой, розовой.
Облучение широко применяется для получения дымчатых, зеленовато-желтых кварцев из бесцветных, а также аметистов из бледно окрашенных цитринов. Последующий отжиг при 350-500°С позволяет получать цитрин, зеленый и бесцветный кварц из аметиста и голубой, зеленый и бесцветный кварц из дымчатого при температуре отжига 140-380°С.
Пропитка.
При пропитке происходит заполнение трещин, выходящих на поверхность камня, для чего применяются различные красящие и бесцветные вещества (масла, смолы, жидкие стекла). В результате улучшается окраска и прочность камня, а также внешний вид трещиноватых камней (трещины становятся менее заметными). Наиболее часто данный метод применяется для бериллов, корундов, алмазов, жадеитов, опалов, бирюзы и некоторых других.
Другие методы.
Кроме перечисленных выше методов облагораживания существует множество других более или менее распространенных. К ним, например, относятся такие способы облагораживания ювелирных камней, как: сверление лазером алмазов с целью удаления включений, покрытие ювелирных камней различными видами лаков, эмалей, красителей, фольги или напыление/наращивание пленок для улучшения внешнего вида и/или получения цвета.
В заключение хотелось бы отметить, что подсознательно каждый человек, приобретающий драгоценность (будь то бриллиант или другой ювелирный камень) желает иметь у себя единственное и неповторимое творение природы. В связи с тем, что на современном рынке ювелирных изделий и камней все чаще стали появляться изделия с камнями, прошедшими процессы облагораживания, более актуальной становится проблема идентификации таких камней. Как следствие возрастает роль науки о драгоценных камнях – геммологии, одной из важнейших задач которой является поиски признаков облагороженных камней и методов их диагностики. В настоящее время стандартного геммологического оборудования часто недостаточно для однозначной диагностики исследуемого образца, поэтому большее значение приобретают более сложные инструментальные методы.
Викторов Максим
Розенберг Ксения
Геммологический Центр МГУ
Источник
Обработка (облагораживание) драгоценных камней
Обработка (облагораживание) драгоценных камней
Под обработкой (облагораживанием) понимается любой процесс, кроме огранки и полировки, который улучшает проявления качеств камня (цвет / чистота / насыщенность), увеличивает срок жизни камня и делает его пригодным для использования в качестве ювелирного, то есть — драгоценного камня.
Драгоценные камни редко попадают к конечному покупателю в своем естественном виде. Основные способы «обработки» — огранка и полировка драгоценного камня, необходимые для придания природному кристаллу его «драгоценности», мы только что вынесли за скобки по одной главной причине. При огранке и полировке происходит механическое изменение его внешнего вида, но не происходят иные процессы, влияющие на структуру кристаллической решетки и меняющие химичиский состав камня.
Все другие способы обработки, которые мы классифицируем и рассматриваем, имеют своей целью вмешательство в структуру камня и/или его химический состав.
Основные причины для облагораживания драгоценных камней:
Красота: Облагораживание приводит к значительному улучшению некоторых параметров камня, к большему проявлению того, что мы называем «красотой». В результате облагораживания камни становятся значительно чище, приобретают лучший цвет, а в некоторых случаях – и стабильность (долголетие) цвета.
Цена: Прекрасные, высшего класса, природные драгоценные камни без существенных дефектов всегда в дефиците, очень редки и очень дороги. Значительно более доступно сырье среднего и низкого качества, которое в результате применения различных способов облагораживания превращается в весьма прилично выглядящие камни по вполне доступным ценам.
Востребованность: Если бы ювелирный мир использовал бы только необлагороженные драгоценные камни, то цены даже на самые дешевые камни и изделия с ними были космически высокими.. Не из-за стоимости камней как таковой, а из-за практической недоступности таких изделий.. Использование облагороженных камней дает возможность практически любому человеку найти что-либо нравящееся для себя и для близких.
Основные методы обработки (облагораживания) природных драгоценных камней:
Основные, наиболее распространенные методы – термическая обработка (иногда называется «отжиг»), пропитка маслом или иными органическими бесцветными или цветными веществами, облучение и диффузные методы обработки (диффузия ионов внутрь кристаллов)
Термическая обработка (отжиг, нагревание) — самый широко распространенный процесс обработки, используемый для рубинов, сапфиров, янтаря, апатитов, различных разновидностей бериллов, аметистов, цитринов, танзанитов, цирконов, топазов, турмалинов. Позволяет улучшить чистоту и/или цвет камней. Для различных камней применяются различные методы термической обработки: от простого удерживания драгоценных камней в открытом пламени до использования суперсовременных электрических автоматических печей с возможностью регуляции и изменения температуры, давления и напряженности магнитного поля. Практически все корунды подвергаются термической обработке для улучшения в первую очередь цвета. Большинство турмалинов нагревают для их «осветления» — от природы турмалины как правило очень темные. 100% крайне редких в природе голубых цирконов в обязательном порядке подвергают нагреву для закрепления цвета, в противном случае через 1-2 недели воздействия солнечного цвета на голубой от природы циркон цвет изменится на коричневый. Также термообработке подвергаются все тазнзаниты, так как в естественном виде они коричнево-желто-зелено-непонятного цвета.
Термическая обработка совершенно нормально воспринимается геммологическим сообществом, так как в подавляющем большинстве случаев результат ее перманентен.
Новейшие методы термической обработки:
— С заполнения камня естественной пастой (fracture filled).
Применим в основном для корундов.. Так как большая часть сырья природных корундов не самого, мягко так скажем, высокого качества, то крупные кристаллы подвергают следующему воздействию.
Приготавливается паста на основе того же типа корунда, кторый подлежит обработке. Для пасты размалывается в микроскопическую пыль другой кристалл корунда. Обрабатываемый камень запекается в этой пасте в течение длительного времени в печи при температуре 1400-1450 градусов. Находящяяся внутри камня влага растворяет все доступные для растворения естественные включения, а сжиженная фракция из пасты заполняет образующиеся пустоты, вытесняя лишнюю влагу и воздух..
Такие камни, как правило, ненамного дешевле необработанных. Данный метод в последнее время крайне редко применяется, исключение делают только для очень крупных, потенциально уникальных камней. Беда метода в том, что для измельчения приходится использовать сырье очень высокого класса.
— С заполнения камня стекломассой (led-glass filled).
Все тоже самой и точно также, как рассказано выше, только паста приготавливается на основе стекла. Все пустоты и трещины в камне оказываются заполнены стекломассой. Такие камни нельзя долго держать в ультрасонике и под стиммером – могут развалиться на части (если степень заполнения выше чем 25-30%). Изделия с такими камнями нельзя паять – опять же могут развалиться из-за различного градиента температурного расширения стекла и собственно корунда. Практика такой обработки не прижилась для сапфиров, но вот рубины подвергаются такой обработке в 99% случаев! Если Вам предлагают рубин по стоимости 20-50 долларов за карат, то сомневаться можно только в одном: чего в камне больше? Стекла или рубина.
— Глубокая диффузия инонов Be.
Сырые сапфиры из месторождений Танзании, Мадагаскара и Шри-Ланки как правило поднимаются из земли в конгломератах с цирконом, шпинелями, хризобериллами, турмалинами и другими драгоценными и не очень минералами.. При промышленнном производстве времени на переборку и разделение различных минералов зачастую не хватает. И все вместе, вся эта куча идет в печку для прокаливания ( при этом камни остаются целыми, а вмещающие породы чаще всего растрескиваются и отваливаются)..
«Странный» эффект был обнаружен при проведении рутинного отжига на одной из фабрик Таиланда. Загруженные в печь едва заметно-фиолетовые корунды после отжига вышли из печи достаточно яркими розовыми и желтыми.. Длительное эксперементирование показало, что такой эффект достигается, когда в загружаемой в печь массе присутсвует хризоберилл.. И — ничего не происходит, если хризоберилла в печи нет. Хризоберилл, как известно, содержит бериллий. Попытки внести искуственно в прокаливаемую массу малые количества бериллия дали то же результат – появились ярко желтые и ярко-розовые сапфиры.
В последнее десятилетие этот метод принят на вооружение. Почти все (99.9999%) мелких рассыпных розовых и желтых сапфиров – Be-treated. Определить такую обработку для мелких камней очень сложно при использовании только неразрушающих геммологических методов. Достоверно помогает спектроскопия, но не каждая рядовая геммологическая лаборатория имеет такое оборудование. Несколько проще с крупными, от 0.5 карат, камнями. В таких камнях иноны бериллия проникают только во внешние и средние зоны камня (по глубине). Центральная зона остается «непрокрашенной» и естественный цвет центральной внутренней зоны нетрудно заметить с использованием микроскопа или даже хорошей геммологической лупы.. При этом наблюдатель должен иметь хорошо натренированный глаз: надо знать, где и что можно увидеть, и как, по каким признакам распознать.
Данный метод применяется, помимо производства желтых и розовых сапфиров, для производства рубинов и красных сапфиров, как правило – танззанийских месторождений. Придает рубинам и сапфирам яркий цвет с сильным оранжевым оттенком. Диффузия Be применяется шиироко и для облагораживания морганитов, придавая им несвойственно яркий оранжеватый оттенок.
— Облучение
Драгоценные камни могут менять цвет под воздействием радиации. Эти процессы вполне естесвенные, происходят в земной коре под воздействием излучения радиоактивных элементов, в коре же и содержащихся. Занимают такие процессы очень долгое время – миллионы и десятки миллионов лет. Человек все-навсего придумал, как ускорить продесс. Облучение в подавляющем большинстве случаев дает постоянный результат, цвет уже не меняется (хотя исключения известны). Наиболее массово эта технология применяется для производства цветных бриллиантов, а среди более доступных камней – для производства голубых топазов и всех ювелирных разновидностей кварцев: аметистов, цитринов.
— Промасливание.
Заполнение бесцветным природным маслом – способ обработки камней берилловой группы, известный с древнейших времен. В современности применяется в основном только к изумрудам, зато – повсеместно! Непрошедшие такую обработку изумруды – штучные редкости. Наиболее популярный естественный продукт для данной технологии – кедровое масло. Сейчас его используют только для изумрудов высшей категории, для всех остальных применяются синтетические масла. Масло просачивается внутрь камня через трещины, которые достигают поверхности камня, и визуально улучшает чистоту и окраску изумруда. К сожалению – результаты такой обработки не очень постоянны, камни требуют специального ухода, и нередко – повторного промасливания.
К зеленым бериллам нередко применяется и способ заполнения синтетическим маслом с красителем. Благодаря этому светлозеленые бериллы получают более насыщенную изумрудную окраску.
— Заполнение клеевой массой (смолой, резиной).
Очень часто попадаются изумруды красивого цвета, неплохой чистоты, но с такой сильной трещиноватостью, что практически невозможно сохранить камень целым. Такие изумруды помимо промасливания заполняют специально подготовленной бесцветной резиной, которая работает и как клей, и как амортизатор при механических нагрузках. Применение сочетания этого метода с заполнением красящим маслом для бериллов приводит к появлению большинства изумрудов, представленных на мировом рынке.
Все перечисленные выше способы являются так называемыми «принятыми» технологиями. То есть геммологическое сообщество знает о них, согласно с их использованием, и лишь требует от продавца всегда правдиво указывать соответствующую информацию.
Но известны и технологии облагораживания драгоценных камней массового применения, «не принятые« геммологическим сообщество. Коротко об основных:
— Поверхностная диффузия.
Применятся в основном для производства синих сапфиров. Поверхность камня покрывается тонкой пленкой на основе легкоплавких оксидов металлов с содержанием ионов титана и/или ваннадия. Затем камень помещается в печь, где при прокаливании пленка разушается, а ионы ванадия и титана проникают в самые верхние поверхностные слои камня. При этом естественно и окрашивается только поверхность, на глубину не более чем в несколько десятков микрон. Окрашивание надежное, цвет уже никогда не поменяется. Часто лишь случайно расколов камень удается увидеть, что Ваш красивый насыщенный голубой сапфир, купленный за безумные деньги – внутри цвета помоев или темной детской неожиданности. Любой геммолог без труда способен идентифицировать такой сапфир. Поскольку прокрашивание поверхностное, то достаточно даже царапины для повреждения красящего слоя.
— Окрашивание с использованием магнетронного напыления тонких пленок.
Технологически — очень простой способ. Всего несколько секунд в магнетроне, и гора «камений недорогоценных», размещенных в его вакуумной камере, превращается в. мистик-топазы, мистик-кварцы, в мистик-вообще что угодно. А также в розовые и красные топазы, в танзаниты и супер-пупер аметисты (окрашенный кварц), да и вообще во все, что придет в голову нечистоплотному манипулятору, игрющему на всеобщей геммологичской безграмотности. Результаты такой обработки непостоянны, тонкая пленка легко царапается и разрушается.
Оба поименованных выше вида обработки признаны недопустимыми. Также недопустимыми являются виды стандартных обработок, если для того или иного типа камней они не дают постоянного результата (может поменяться цвет или ухудшиться чистота).
Большинство методов обработки не приводят к изменениям химического состава камней. Диффузия и стеклозаплнение влияют на химический состав. Основное требование, которое должно предъявляться к продавцам — правдивость информации! Допустимо продавать камень, прошедший глубокую обработку, недопустимо продавать его под видом камня, свободного от обработки.
НЕБОЛЬШОЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО КАМНЯМ, ОБЫЧНО ПОДВЕРГАЕМЫМ ОБРАБОТКЕ (ОБЛАГОРАЖИВАНИЮ)
ИЗУМРУД: Промасливание, промасливание + заполнение резиной.
РУБИН: Термическая обработка, стеклозаполнение, диффузия.
САПФИР: Термическая обработка, диффузия.
ТАНЗАНИТ: Термическая обработка для придания камню фиолетового цвета.
АКВАМАРИН: Обычно – термическая обработка для улучшения цвета.
ГЕЛИОДОР: Часто — термическая обработка, облучение.
ГОЛУБОЙ ТОПАЗ: Обычно – облучение и термическая обработка для придания камню голубого цвета.
ЦИТРИН: Всегда — термическая обработка аметиста для придания характерного цвета, часто — облучение.
АМЕТИСТ: Часто — термическая обработка для усиления и закрепления цвета, иногда — облучение.
ПРАЗИОЛИТ: Всегда — тремическая обработка и/или облучение для получения зеленого цвета.
ТУРМАЛИН: Часто – облучение для усиления розового и красно-фиолетового цветов, термическая обработка для осветление темных камней, диффузия ионов Cu для получения синего цвета (индиголиты и параиба).
АНДЕЗИН-ЛАБРАДОРИТ: Почти всегда термическая обработка для придания и усиления красно-оранжевого цвета.
АПАТИТ: Очень часто – термическая обработка.
ГОЛУБОЙ ЦИРКОН: Всегда – термическая обработка либо для закрепления естественного природного цвета, всегда — для придания камню голубого цвета.
БЕСЦВЕТНЫЙ ЦИРКОН: Всегда – термическая обработка.
ЦИРКОНЫ ВСЕХ ОСТАЛЬНЫХ ЦВЕТОВ: Иногда — термическая обработка
НЕФРИТ, ЖАДЕИТ, ЛАЗУРИТ, МАЛАХИТ, БИРЮЗА и подобные минералы: Обычно — пропитка бесцветным воском.
АГАТ: Очень часто — крашивание неорганическими красителями.
КОРАЛЛ: Обычно — отбеливание и окрашивание неорганическими красителями.
ЖЕМЧУГ: Обычно — отбеливание для улучшения цвета и в качестве подготовки к покраске, окрашивание неорганическими красителями.
ЧЕРНЫЙ ОНИКС: Всегда окрашивание.
Уважаемые мастера и немастера!
Вы можете задавать любые вопросы о драгоценных камнях и на геммологические темы. Убедительно прошу лишь вопросы, не связанные с конкретной публикацией, задавать в специально созданной теме в моем личном блоге.
Источник
