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1、首饰金合金材料（1）,作者:向雄志,本节内容,黄金的基本知识 黄金的历史 纯金的强化 白色金合金,1，引 言,黄金凭借其耀眼的光彩，自古以来成为人们用于装饰的首选材料。但纯黄金质地过软，首饰容易损伤和变形。人们采用在纯金中添加其他元素制成金合金，通过向纯金中添加有一定量的合金元素可以提高合金的耐蚀性、耐磨性并调整合金色调。,好重！这行头根本就是中看不中用！,汝可知道何谓K金乎？,K金常识,所谓K ，又称为“开”，每开( 希腊字Keration 的缩写,英文carat、德文karat的缩写，常写作“k”) 含金量为4.166%，其中 24K金含量理论值应为百分之百,销售中标有24K金不正确的,不
2、符合国家标准。根据国家新标准首饰贵金属纯度的规定及命名方法规定禁止在首饰标签上使用“24K”的字样，改用“足金”和“千足金”。千足金：指金千分含量不少于999（百分含量为99.9%）的黄金首饰，千足黄金标志为“千足金”、“999金”、“G999”或“Gold 999”足金：指金千分含量不于990（百分含量为99%）的黄金首饰。足金首饰常标识为“足金”、“990金”、“G990”或“Gold 990”。,目前市场上的K金常见的有22K、18K、14K、10K、9K等多种。包金和镀金首饰： 包金：KF， 镀金：KGP或KP，,2，金合金的颜色,对于饰品合金，颜色是其最重要的性质之一。 金合金的颜色
3、取决于它的反射率和入射光频率（或能量）。其本质是能带跃迁，因此可以通过合金化与能带结构变化的关系来了解颜色变化的机制。,当入射光能量为2.3eV时，纯金的反射曲线上出现一个明显的吸收限 。这意味着电子由d-带跃迁到导带中未被占据的态，从而使黄金呈现浓黄色。铜的能带结构与金相似，能带跃迁产生在稍低能量处，因而呈现红色。银的能带结构也与金相似，相应的跃迁在远远超过可见光谱的紫色端产生，对于可见光的反射率非常高，这是银具有纯白色的原因。,基于以上事实，可以推断Au-Ag合金的颜色变化，由于金和银的电子结构非常相似 ，所以在银加入金中的情况下，d-带与费米能级之间的能量间隙连续变宽。合金不仅在红色和黄
4、色范围内，而且在绿色范围内强烈反射，因而呈现淡绿色。随着含银量的进一步增加，吸收限移到兰色和紫色的范围之外，含70at%Ag时，合金呈现或多或少的白色。,当镍和钯作为漂白元素加到金中去时，不能采用上述的相关能级间隔连续偏移的概念。对于颜色变化的机制的解释是，假设1价贵金属与过渡族金属（如镍和钯）合金化时将出现“实际束缚态”。这些试剂束缚态引起较宽的吸收峰最大值对Au-Ni系来说位于0.8eV，Au-Pd系位于1.7eV。这就意味着向金中加入镍和钯时，在能量大大低于纯金产生吸收作用所需能量时，它们的吸收已成为可能，因而这些合金的反射率在红色端和红外区已显著降低，这就是镍和钯能漂白金的原因。,金合
5、金颜色的测量系统,目前，CIELAB方法是珠宝领域普遍采用的颜色测量方法。 按照合金颜色不同，将饰品金合金划分为 白色金合金 彩色金合金,纯金首饰,金（gold）一种化学元素，符号是Au，荷电核数为79，原子量为196.96654，属于IB族。 金是一种柔软的、黄色的金属，是所有元素中延展性最强的一个。1克金能抽成长达3km长的金丝，或压成厚约0.0001mm的金箔。这样薄的金箔看上去几乎透明，而略带蓝绿色。,金的化学性质不活泼，不受空气和水的作用，也不溶于一般的化学溶剂中。金不与空气中的氧作用，也不能与酸作用，而只能溶解于王水中 :,Au+4HCl+HNO3HAuCl4+NO（g）+2H2O
6、,黄金的历史,世界黄金历史 在距今40005000年的新石器时代：被人类发现。 公元前三千年：黄金在古埃及第一次被人类所认知。 公元前600年：金币在小亚细亚的利迪亚王国首先被铸造出来。1717年：爱锡纽顿爵士就以其个人的经济实力建立起黄金的兑换价，为金本位制奠定了基础。,古埃及和古罗马的文明是由黄金培植起来的。,我国黄金历史春秋战国时期，金银已经作为首饰和商业的交易品秦始皇统一中国后，开始铸造金元宝唐朝以后，中国的黄金制造技术进一步发展。,美人首饰王侯印，,黄金的微合金化,按规定足金首饰中金含量必须达到99%，而金合金中强化量在0.3%以下。要使99%的Au中达到足够硬度，工业上微合金化的方
7、法。 什么是微合金化:添加合金元素在0.2%以下的合金方式.,低合金化合金,足金首饰990Au-10Ti合金990Au10Ti合金是一种具有时效硬化能力的合金，该合金呈金黄色，加工性能良好，抗磨损能力强，而且通过热处理和冷加工硬化，可使合金的性能在相当宽的范围内调整，进而适应不同类型饰品加工的需要。由于该合金的色泽、纯度与纯金接近，综合性能好，因而有可能成为世界各地普遍欢迎的新型饰品合金。但是，由于这一合金含Ti，需要真空熔炼，熔炼工艺较复杂，目前在我国还未得到实际应用。,纯金的硬化,纯金的热处理,3，白色金合金,白色金合金是作为Pt的代用品而发展起来的。通常称为“白金”或“白K金”。,白色金
8、合金优点价格低廉强度更高熔点温度更低更好的流动性等 白色金合金主要有含镍白色金合金含钯白色金合金不含镍钯的白色金合金,含镍白色金合金,Au-Ni-Cu(Zn)系白色金合金目前市场上最为普遍的白色金合金 。含镍白色金合金的特点: 低廉的价格较低的液相线温度良好的机械以及铸造性能良好的漂白效果热处理性能不好镍会导致皮肤过敏,Au-Ni-Cu系白色金合金的合金性能决定于金-镍，金-铜的二元体系的性能 。Ni: 漂白，硬化Cu: 调节机械性能Zn: 增强Ni的“漂白”效果,常见的含镍白色金合金,含钯白色金合金,对于Au-Pd-Ag系合金,由于Au-Ag、Au-Pd , Pd-Ag三个二元系都是连续互溶
9、的，这种相结构的一个重要结果是Au-Pd-Ag三元合金的许多性能是平衡变化的, 当添加Cu、Ni、Zn来强化合金时,强化的效果仅由Cu+Ni+Zn的总量决定 。,含钯白色金合金的特点具有温暖的略显灰白的色调加工性能优良，可调范围大 合金熔点较高钯成本昂贵,常见的含钯白色金合金,不含镍钯的白色金合金,目前不含镍钯的白色金合金正在被广泛的研究，但尚未发现一个理想的替代元素能替代镍，钯的合金。决定因素包括:漂白性固溶性安全性,镍标准,镍对皮肤的危害金属镍及镍盐对皮肤的影响在生产中较为常见，主要表现为接触性皮炎或过敏性湿疹 。损害往往从接触部位开始，有时可蔓延至全身。皮肤先有剧烈痒感，后呈丘疹，疱疹和
10、红斑样，严重者可化脓、溃烂，急性期伴有发热。瘙痒于晚间和炎热气侯更甚，故称“镍痒症“。,镍的致癌作用已为国外流行病学调查资料所证实。Doll发现接触某种镍化合物的工人肺癌死亡率比正常人高10倍，鼻窦癌高出900倍。接触镍化合物的工人可见染色体畸变率增加。近年多方面研究的结果表明，镍化合物是一类活性相当高的遗传毒物。,美国当地时间11月23日消息，定于明年1月份开始发行的8种欧元硬币当中的两种镍含量较高以致于对金属过敏的人很容易因此患上包括手部湿疹在内的皮肤疾病。由瑞典一位皮肤科专家进行的研究显示，仅接触含镍合金的1欧元和2欧元硬币5分钟就可能出现包括皮肤过敏、搔痒在内的多种症状。这位专家称，此
11、前对法国、英国以及瑞典的含镍硬币进行的测试也显示这些硬币容易导致皮肤过敏。,欧洲镍标准,EN1822：1998 产品中释放的可直接进入并长期存在于皮肤中的镍的相关测试方法一些含镍合金和涂层对镍敏感人群的临床皮肤过敏试验显示，利用目前的分析手段得到的高低浓度能近似的与皮肤过敏试验反应结果相匹配。并且，镍的释放速率阈值为0.5gcm2week 已经被列入欧洲国会和议会指示（European Parliament and Council Directive）94/27/EC（OJ No.L188 of 22.7.94）。,我国的相应标准,GB/T 19719-2005：首饰镍释放量的测定光谱法 本标
12、准规定了首饰中镍的释放量的测试方法，以测定该样品的释放量是否大于0.5ug/cm2 /week。本标准适用于GB 11887-2002中4.3.2所规定的含镍首饰镍释放量的测试，也适用于长期接触人体皮肤的制品。,镍释放实验,配制人工汗液 人工汗液是含有0.5氯化钠、0.1乳酸、0.1尿素的去离子充气水溶液。我们将1.00克尿素，5.00克氯化钠，940微升乳酸置于1000mL玻璃烧杯，加入900ml去离子充气水，搅拌直至完全溶解。将pH计电极浸入溶液，轻轻搅动并逐滴加入1稀氨水，直到pH值稳定在6.500.10为止。将溶液倒入1000mL容量瓶，用去离子充气水稀释至刻度，摇匀。人工汗液配制后3小时之内使用。,将前面实验中制备的金合金铸锭用除脂溶液刷洗清理干净 ，放入人工汗液中，浸泡一个星期，然后取出，冲洗液并入溶液中 ，加入5mL 1:1 HNO3，静置10分钟。然后溶液移至容量瓶内，稀释到刻度 。试验中用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）测试溶液的镍离子浓度。,样品的镍释放率d，数值以每星期每平方厘米的微克数g/（cm2week）来表示，按公式2-2计算：V 测试溶液的体积，单位为毫升(mL)； C1 一周后测试溶液中的镍含量，单位为微克每升（g/L）； C2 一周后空白试验溶液中的镍含量，单位为微克每升（g/L）； A 测试样品表面积，单位为平方厘米（cm2）。,
