Цветное золото
Цветно́е зо́лото — любой сплав золота, значительно отличающийся по цвету от чистого золота. Современная ювелирная промышленность, нуждаясь в увеличении разнообразия используемых материалов для усиления эстетического эффекта, приложила немало усилий для получения разнообразных цветных сплавов золота. Чистое золото жёлтого 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 золота с серебром и медью в различных пропорциях, белого, жёлтого, зелёного и красного цветов, — как правило, деформируемые сплавы;
- Интерметаллические соединения синего, фиолетового и ряда других цветов. В обычном состоянии хрупкие, но могут быть использованы в качестве драгоценных камней и вставок;
- Сплавы, используемые в качестве наносимых на поверхности 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 использованных пропорций. В результате белые сплавы золота могут быть использованы для различных целей; в то время как сплав с никелем твёрдый 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 перекрывается с бледно-жёлтым, коричневатым и даже очень бледно-розовым цветом. Разбеливающие свойства разных металлов различны. Так, достаточно 11 % платины, чтобы сделать сплав совершенно белым. Палладия для этого требуется 22 %. Сплавы с никелем и цинком содержат минимум 10 % никеля и 5 % цинка. Чтобы увеличить пластичность сплава, может быть добавлена медь. Прочность золото-никель-медных сплавов обусловлена образованием двух фаз, богатых золотом Au-Cu и богатых никелем Ni-Cu, что в результате упрочняет материал. В ювелирной промышленности используются сплавы 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.
В некоторых сплавах белого золота используется никель, но он может вызвать аллергическую реакцию, если, например, 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, которое тоже называют красным золотом, было популярно в России в начале XIX 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 XXI веке. Оно обычно используется для обручальных колец, браслетов и других украшений.
Хотя эти названия 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, в котором её содержание выше. Примеры сплавов для розового и красного золота с одинаковой пробой (18 карат):
- Красное золото 18K: 75 % золота, 25 % меди
- Розовое золото 18K: 75 % золота, 22,25 % меди, 2,75 % серебра.
- Розовое золото 18K: 75 % золота, 20 % меди, 5 % серебра.
Добавление до 15 % цинка к сплавам золота с медью позволяет изменить цвет сплава до красно-жёлтого или темно-жёлтого.
В древности из-за примесей при выплавке золота оно часто имело красноватый цвет. Поэтому многие греко-римские и даже средневековые тексты описывают золото как «красное», славянские тексты — как «червонное». Отсюда название золотой монеты — червонец.
Зелёное золото
Зелёное золото было известно ещё лидийцам в 860 году до нашей эры под названием электрума, сплава серебра и золота. На самом деле оно выглядит как зеленовато-жёлтое, а не чисто зелёное.
Для достижения зелёного цвета к золотым сплавам также может быть добавлен кадмий, но при его использовании могут быть проблемы со здоровьем, или индий. Сплав 75 % золота, 23 % меди и 2 % кадмия имеет светло-зелёный цвет. Сплав 75 % золота, 15 % серебра, 6 % меди и 4 % кадмия даёт тёмно-зелёный оттенок[4].
Интерметаллидные соединения
Все интерметаллиды золота AuX2 имеют кристаллическую структуру фторида кальция CaF2 и, следовательно, являются хрупкими. Отклонение от стехиометрии приводит к потере цвета. Немного нестехиометрические композиции, однако, используются, чтобы добиться двух- или трёхфазной мелкозернистой микроструктуры с пониженной хрупкостью. Чтобы достичь менее хрупкой микроструктуры, могут быть добавлены небольшие количества палладия, меди или серебра[5].
Интерметаллические соединения, как правило, имеют плохую устойчивость к коррозии. Менее благородные элементы выщелачиваются в окружающую среду. Следует избегать воздействия пота на синие и фиолетовые элементы золотых украшений, поскольку это может привести к выщелачиванию металлов и обесцвечиванию поверхности металла[5].
Пурпурное золото
Пурпурное золото (синонимы: аметистовое золото и фиолетовое золото) — интерметаллид золота и алюминия с составом 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 — серьёзная 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 конструкционного элемента. При более низком содержании золота, материал состоит из интерметаллида и фазы твёрдого раствора алюминия. При более высоком содержании золота 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.)[1]
Пурпурное золото было разработано профессором металлургии Сингапурского политехнического университета Ло Пенг Чамом (Сингапур), разработка началась в 1976 году, представлена широкой публике в 2003 году.
Синее золото
Синее золото — сплав золота с индием либо с галлием. Интерметаллид AuIn2 содержит 46,2 % золота (около 11 карат, не является стандартом) и 53,8 % индия. Хотя некоторые источники называют цвет AuIn2 «выраженным синим», на самом деле эффект невелик: в цветовых координатах CIELAB он описывается вектором (79, −3,7, −4,2) и является скорее сероватым. С галлием золото образует интерметаллическое соединение AuGa2 (58,5 % золота, 14 карат), которое обладает более лёгким голубоватым оттенком. Температура плавления у AuIn2 +541 °C, в то время как у AuGa2 +492 °C. AuIn2 менее хрупок, 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].
Поверхностное покрытие из синего золота может быть сформировано путём нанесения золотого покрытия и последующего покрытия индием в таком количестве, чтобы достигалось атомное соотношение [Au:In] = 1:2. Термообработка вызывает взаимную диффузию металлов и формирование необходимого интерметаллида AuIn2[1].
Обработка поверхностей
Чёрное золото
Чёрное золото является одним из видов золота, используемого в ювелирных изделиях, этот цвет золота можно получить различными способами[7][8]:
- Гальваническое электроосаждение чёрного родиевого или рутениевого слоя на поверхность золота. Рутениевые покрытия оказываются несколько твёрже, чем родиевые[9].
- Патинирование с применением серы и кислородсодержащих соединений.
- Плазменно-химическое осаждение из газовой фазы аморфного углерода.
- Контролируемое окисление золотого сплава, содержащего хром или кобальт (например, 75 % золота, 25 % кобальта).
Синее золото
Оксидные слои также могут быть использованы для получения синего золота из сплава 75 % золота, 24,4 % железа и 0,6 % никеля; слой формируется при термообработке в воздухе в диапазоне температур 450—600 °С[1].
Сапфировый цвет высококаратного золота (с пробой 20—23 карата) также может быть получен путём легирования рутением, родием и тремя другими элементами с последующей термической обработкой при 1800 °С, чтобы сформировать цветной поверхностный оксидный слой толщиной 3—6 мкм[1].
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Cretu C., Van Der Lingen E. Coloured gold alloys (англ.) // Gold Bulletin. — 1999. — Vol. 32, no. 4. — P. 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 S. D. Handcrafting Chain and Bead Jewelry: Techniques for Creating Dimensional Necklaces and Bracelets (англ.). — Potter/TenSpeed/Harmony, 2014. — ISBN 9780770434694.
- ↑ Arista Flutes Архивная копия от 26 сентября 2017 на Wayback Machine. Flute Specialists, Inc.
- ↑ 5,0 5,1 Klotz U. E. Metallurgy and processing of coloured gold intermetallics — Part I: Properties and surface processing (англ.) // Gold Bulletin. — 2010. — Vol. 43. — P. 4. — doi:10.1007/BF03214961. Архивировано 26 июля 2011 года.
- ↑ «Purple plague» Архивировано 4 мая 2014 года.. International Electrotechnical Commission Glossary
- ↑ Jewelery Technology. World Gold Council. Архивировано 3 марта 2006 года.
- ↑ Rapson, W. S. Gold Usage (неопр.). — Academic Press, 1978. — ISBN 0-12-581250-7.
- ↑ Gold In Purple Color, Blue Color And Even Black Gold. kaijewels.com.