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1、珠宝玉石表面处理技术一、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着于珠宝玉石表面.或者在珠宝玉石表面植入离子生长宝石薄层以求达到改善珠宝玉石表面颜色和表面光洁度增强珠宝玉石光泽及掩盖表面缺陷(包括坑、裂、擦痕等)为目的的技术.称之为珠宝玉石的表面处理技术_例如“穿衣翡翠 、 虹彩项链“、 镀膜玛瑙等均是经过表面处理的珠宝玉石产品常见的表面处理技术有表面涂覆法、表面镀膜法，底层贴箔法，表面离子植入法和表面宝石生长法(也叫附生法)二、表面涂覆法.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表面以改变珠宝玉石的表面颜色、增强珠宝玉石的表面光洁度和光泽掩盖表面缺陷(坑、裂
2、、擦痕等)的技术，称为表面涂覆法技术这个万法在行内俗称“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 14 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吕朋翠绿胶”加工过程中一定要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另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
3、在反射光下用帕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)用热针刺翡翠表面出现卷边“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白勺刺鼻气味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
4、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个小可以很容易地在涂膜上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 一 1.57;在长波紫外线辐照下圆顶发出很强的黄绿色荧光.底部为很强的象白至似的蓝白色荧光;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
5、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。从底部涂膜中取下一小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
6、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间的弧光放电，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
7、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.19 的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
8、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生质相一致，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衬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怕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
9、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错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钻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.例如掺钻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
10、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
11、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
12、和阴极间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孔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)、钻(Co)、铬(C:)和钦(Ti)离子加速电压 45KV，离子的平均能量为 80 一 100Kev 离子植入量为 11017cm3或 31017cm3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
13、剂量为 11017cm3之条件下实验样品经热处理后分别出现下列情况:(1)在 65OC 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)退火温度升到既 O时植入 Fe 的蓝宝石样品颜色加深为桔黄色植入 Co 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 10000C 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 Tl 的蓝宝石样品继续退色变浅.(4)退火温度继续上升到 115OC 时植入 Fe 的蓝宝石样品深桔黄色颜色开始变浅植入 Co 的蓝宝石样品从深蓝色也
14、开始变浅植入 Cr 和 Ti 的蓝宝石样品变成无色透明,剂量为 31017cm3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 11017cm3济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
15、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
16、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仁 ec 卜 etze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口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 0.1-0.3mm,由于人工合成宝石的设备比较特殊方法工艺比较难所以
