Цветное золото — это название любого золота, обработанного с использованием методов изменения его естественного цвета. Чистое золото имеет слегка красновато-желтый цвет, [1] но цветное золото может иметь множество различных цветов, путем сплавления его с различными элементами.
Цветное золото можно разделить на три группы: [2]
Чистое 100% (на практике 99,9% или лучше) золото по определению имеет пробу 24 карата , поэтому все цветное золото менее чистое, обычно 18 карат (75%), 14 карат (58,5%), 10 карат (41,6%) или 9 карат (37,5%). [3]
Слово «белый» охватывает широкий спектр цветов, который граничит или перекрывает бледно-желтый, слегка коричневый и даже очень бледно-розовый. Белое золото — это сплав золота и по крайней мере одного белого металла (обычно никеля , серебра , платины или палладия ). [4] Как и в случае с желтым золотом, чистота белого золота указывается в каратах.
Свойства белого золота различаются в зависимости от используемых металлов и их пропорций. Обычная формула белого золота состоит из 90% по весу золота и 10% по весу никеля. [3] Медь может быть добавлена для повышения ковкости. [2] Сплавы, используемые в ювелирной промышленности, — это золото-палладий-серебро и золото-никель-медь-цинк. Палладий и никель действуют как первичные отбеливатели для золота; цинк действует как вторичный отбеливатель для ослабления цвета меди. [ необходима цитата ] В результате сплавы белого золота могут использоваться для самых разных целей. Никелевые сплавы твердые и прочные, и поэтому хороши для колец и булавок. Золото-палладиевые сплавы мягкие, податливые и хороши для оправ для драгоценных камней из белого золота. Прочность сплавов золота-никеля-меди обусловлена образованием двух фаз: богатой золотом Au-Cu и богатой никелем Ni-Cu, и в результате этого затвердевания материала. [2]
Никель, используемый в некоторых сплавах белого золота, может вызывать аллергическую реакцию при длительном ношении (особенно это заметно на некоторых корпусах наручных часов ). [5] Эта реакция, обычно представляющая собой небольшую кожную сыпь из- за никелевого дерматита , встречается примерно у одного из восьми человек; из-за этого многие страны не используют никель в своих формулах белого золота.
Розовое золото — это сплав золота и меди [6], широко используемый для специализированных ювелирных изделий . Розовое золото, также известное как розовое золото и красное золото, было популярно в России в начале 19 века и также было известно как русское золото. [7] Ювелирные изделия из розового золота становятся все более популярными в 21 веке и обычно используются для обручальных колец, браслетов и других ювелирных изделий.
Хотя названия часто используются взаимозаменяемо, разница между красным, розовым и розовым золотом заключается в содержании меди: чем выше содержание меди, тем сильнее красная окраска. В розовом золоте используется меньше всего меди, за ним следует розовое золото, а в красном золоте содержание меди самое высокое. Примеры распространенных сплавов для 18-каратного розового золота, 18-каратного красного золота, 18-каратного розового золота и 12-каратного красного золота включают: [3]
В сплавы с высоким содержанием меди можно добавлять до 15% цинка , чтобы изменить их цвет на красновато-желтый или темно-желтый. [2] 14-каратное красное золото, часто встречающееся на Ближнем Востоке , содержит 41,67% меди.
Самая высокая каратная версия розового золота, также известная как коронное золото , составляет 22 карата. Среди сплавов, изготовленных из золота, серебра и меди, самым твердым является розовое золото 18,1 К (75,7% золота и 24,3% меди). Сплав только из золота и серебра имеет самую высокую твердость при 15,5 К (64,5% золота и 35,5% серебра).
В древние времена из-за примесей в процессе плавки золото часто становилось красноватым. Вот почему многие греческие и римские тексты, а также некоторые тексты Средневековья описывают золото как «красное». [ необходима цитата ]
Некоторые сплавы золота, меди и алюминия образуют тонкую поверхностную текстуру при термической обработке. При охлаждении они претерпевают квазимартенситное превращение из объемно-центрированной кубической в объемно-центрированную тетрагональную фазу; превращение не зависит от скорости охлаждения. Полированный объект нагревают в горячем масле до 150–200 °C в течение 10 минут, затем охлаждают ниже 20 °C, образуя поверхность, покрытую гранями. [ необходима цитата ]
Сплав 76% золота, 19% меди и 5% алюминия дает желтый цвет; сплав 76% золота, 18% меди и 6% алюминия — розовый. [2] [ нужен лучший источник ]
Зелёное золото было известно древним персам ещё в 860 г. до н. э. под названием электрум , естественный сплав серебра и золота. [3] Однако электрум использовался ещё за тысячи лет до этого, как аккадцами, так и древними египтянами ( о чём свидетельствует царское кладбище в Уре ). Известно, что даже вершины некоторых египетских пирамид были покрыты тонкими слоями электрума. На самом деле он выглядит зеленовато-желтым, а не зелёным. Обожжённые эмали лучше прилипают к этим сплавам, чем к чистому золоту.
Кадмий также может быть добавлен в золотые сплавы для создания зеленого цвета, но существуют проблемы со здоровьем, связанные с его использованием, поскольку кадмий очень токсичен . [8] Сплав 75% золота, 15% серебра, 6% меди и 4% кадмия дает темно-зеленый сплав.
Серые золотые сплавы обычно изготавливаются из золота и палладия. [ требуется ссылка ] Более дешевая альтернатива, не использующая палладий, изготавливается путем добавления серебра, марганца и меди к золоту в определенных пропорциях. [9]
Все интерметаллиды AuX 2 имеют кристаллическую структуру флюорита ( CaF 2 ), и, следовательно, являются хрупкими. [2] Отклонение от стехиометрии приводит к потере цвета. Однако для достижения мелкозернистой двух- или трехфазной микроструктуры с пониженной хрупкостью используются слегка нестехиометрические составы. Другой способ снижения хрупкости — добавление небольшого количества палладия, меди или серебра. [10]
Интерметаллические соединения, как правило, имеют плохую коррозионную стойкость. Менее благородные элементы выщелачиваются в окружающую среду, и образуется богатый золотом поверхностный слой. Следует избегать прямого контакта синих и фиолетовых золотых элементов с кожей, поскольку воздействие пота может привести к выщелачиванию металла и изменению цвета металлической поверхности. [10]
Пурпурное золото (также называемое аметистовым золотом [ требуется цитата ] и фиолетовым золотом [ требуется цитата ] ) представляет собой сплав золота и алюминия, богатый интерметаллическим соединением золота и алюминия (AuAl 2 ). Содержание золота в AuAl 2 составляет около 79%, и поэтому его можно назвать 18-каратным золотом. Пурпурное золото более хрупкое, чем другие золотые сплавы (называемое «фиолетовой чумой», когда оно образуется и вызывает серьезные неисправности в электронике [11] ), поскольку это интерметаллическое соединение, а не ковкий сплав, и резкий удар может привести к его разрушению. [12] Поэтому его обычно обрабатывают и гранят, чтобы использовать в качестве «драгоценного камня» в обычных ювелирных изделиях, а не само по себе. При более низком содержании золота материал состоит из интерметаллической и богатой алюминием фазы твердого раствора. При более высоком содержании золота образуется более богатый золотом интерметаллический AuAl; фиолетовый цвет сохраняется до примерно 15% алюминия. При 88% золота материал состоит из AuAl и меняет цвет. Фактический состав AuAl 2 ближе к Au 6 Al 11 , так как подрешетка не полностью заполнена. [2]
Голубое золото — это сплав золота и галлия или индия . [12] Золото-индий содержит 46% золота (около 11 карат) и 54% индия, [3] образуя интерметаллическое соединение AuIn 2 . Хотя несколько источников отмечают, что этот интерметалл имеет «чистый синий цвет», [2] на самом деле эффект незначительный: AuIn 2 имеет цветовые координаты CIE LAB 79, −3,7, −4,2 [10] , что выглядит примерно как сероватый цвет. С галлием золото образует интерметаллическое соединение AuGa 2 (58,5% Au, 14 карат), которое имеет более легкий голубоватый оттенок. Температура плавления AuIn 2 составляет 541 °C, для AuGa 2 — 492 °C. AuIn 2 менее хрупкий, чем AuGa 2 , который сам по себе менее хрупкий, чем AuAl 2 . [10]
Поверхностное покрытие из синего золота на каратном золоте или стерлинговом серебре может быть достигнуто путем нанесения на поверхность золотого покрытия с последующим нанесением индиевого покрытия с толщиной слоя, соответствующей атомному соотношению 1:2. Затем термическая обработка вызывает взаимодиффузию металлов и образование необходимого интерметаллического соединения.
Черное золото — это тип золота, используемый в ювелирном деле. [13] [14] Черное золото может быть получено различными способами:
Диапазон цветов от коричневого до черного может быть получен на сплавах с высоким содержанием меди путем обработки сульфидом калия . [2]
Сплавы, содержащие кобальт, например, 75% золота с 25% кобальта, образуют черный оксидный слой при термической обработке при 700–950 °C. Для такого эффекта также могут использоваться медь, железо и титан. Сплав золота-кобальта-хрома (75% золота, 15% кобальта, 10% хрома) дает поверхностный оксид, который имеет оливковый оттенок из-за содержания оксида хрома (III) , примерно в пять раз тоньше, чем Au-Co, и имеет значительно лучшую износостойкость. Сплав золота-кобальта состоит из фаз, богатых золотом (около 94% Au) и кобальтом (около 90% Co); зерна фазы, богатой кобальтом, способны образовывать оксидный слой на своей поверхности. [2]
Совсем недавно черное золото стало возможным формировать путем создания наноструктур на поверхности. Фемтосекундный лазерный импульс деформирует поверхность металла, создавая чрезвычайно увеличенную площадь поверхности, которая поглощает практически весь падающий на нее свет, тем самым делая ее глубоко черной, [15] но этот метод используется в высокотехнологичных приложениях, а не для придания внешнего вида ювелирным изделиям. Чернота возникает из-за возбуждения локализованных поверхностных плазмонов , что создает сильное поглощение в широком диапазоне в плазмонном резонансе. Ширина плазмонного резонанса и диапазон длин волн поглощения зависят от взаимодействия между различными золотыми наночастицами . [16]
Оксидные слои также могут быть использованы для получения синего золота из сплава 75% золота, 24,4% железа и 0,6% никеля; слой образуется при термической обработке на воздухе при температуре от 450 до 600 °C. [2]
Богатый сапфирово-синий цвет золота 20–23К можно также получить путем сплавления с рутением , родием и тремя другими элементами и термообработки при 1800 °C для формирования окрашенного поверхностного оксидного слоя толщиной 3–6 микрометров. [2]
Медиа, связанные с золотосодержащими сплавами на Wikimedia Commons