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 самые разные цвета за счет сплавления его с разными элементами.
Цветное золото можно разделить на три группы: [2]
Чистое 100% (на практике 99,9% или выше) золото по определению составляет 24 карата , поэтому все цветное золото менее чистое, чем это, обычно 18К (75%), 14К (58,5%), 10К (41,6%) или 9К. (37,5%). [3]
Слово « белый» охватывает широкий спектр цветов, который граничит или перекрывается с бледно-желтым, с коричневым оттенком и даже с очень бледно-розовым. Белое золото — это сплав золота и как минимум одного белого металла (обычно никеля , серебра , платины или палладия ). [4] Как и желтое золото, чистота белого золота измеряется в каратах.
Свойства белого золота варьируются в зависимости от используемых металлов и их пропорций. Обычный состав белого золота состоит на 90% масс. золота и 10% мас. никель. [3] Для повышения ковкости можно добавить медь. [2] В ювелирной промышленности используются сплавы золото-палладий-серебро и золото-никель-медь-цинк. Палладий и никель действуют как основные отбеливатели золота; цинк действует как вторичный отбеливатель, ослабляя цвет меди. [ нужна цитация ] В результате сплавы белого золота можно использовать для самых разных целей. Никелевые сплавы твердые и прочные, поэтому подходят для изготовления колец и штифтов. Сплавы золота и палладия мягкие, податливые и подходят для оправы драгоценных камней из белого золота. Прочность сплавов золото-никель-медь обусловлена образованием двух фаз: богатой золотом Au-Cu и богатой никелем Ni-Cu и возникающим в результате упрочнением материала. [2]
Никель, используемый в некоторых сплавах белого золота, может вызывать аллергическую реакцию при длительном ношении (в частности, на корпусах некоторых наручных часов ). [5] Эта реакция, обычно небольшая кожная сыпь в результате никелевого дерматита , возникает примерно у одного из восьми человек; из-за этого многие страны не используют никель в рецептурах белого золота.
Золото редко бывает чистым, даже до того, как в сплав белого золота добавлен другой металл, и может содержать ртуть, образующуюся при его производстве, что может вызвать аллергическую реакцию. [6]
Примеры распространенных сплавов 18-каратного желтого золота включают: [ нужна ссылка ]
Розовое золото — это сплав золота с медью [7], широко используемый для изготовления специализированных ювелирных изделий . Розовое золото, также известное как розовое и красное золото, было популярно в России в начале XIX века и также было известно как русское золото. [ нужна цитация ] Ювелирные изделия из розового золота становятся все более популярными в 21 веке и обычно используются для изготовления обручальных колец, браслетов и других украшений.
Хотя эти названия часто используются как синонимы, разница между красным, розовым и розовым золотом заключается в содержании меди: чем выше содержание меди, тем сильнее красный цвет. В розовом золоте используется меньше всего меди, за ним следует розовое золото, а красное золото имеет самое высокое содержание меди. Примеры распространенных сплавов 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 добавить до 15% цинка , чтобы изменить их цвет на красновато-желтый или темно-желтый. [2] Красное золото 14 карат, часто встречающееся на Ближнем Востоке , содержит 41,67% меди.
Самая высококаратная версия розового золота, также известная как золото короны , составляет 22 карата. Среди сплавов золота, серебра и меди самым твёрдым является 18,1-каратное розовое золото (75,7 % золота и 24,3 % меди). Сплав, содержащий только золото и серебро, является самым твердым при температуре 15,5 К (64,5% золота и 35,5% серебра).
В древние времена из-за примесей в процессе плавки золото часто приобретало красноватый цвет. Вот почему во многих греческих и римских текстах, а также в некоторых средневековых текстах золото описывается как «красное». [ нужна цитата ]
Некоторые сплавы золота, меди и алюминия при термообработке образуют тонкую текстуру поверхности, что дает интересный эффект блесток. При охлаждении они претерпевают квазимартенситное превращение из объемноцентрированной кубической фазы в объемноцентрированную тетрагональную фазу; превращение не зависит от скорости охлаждения. Полированный предмет нагревают в горячем масле до 150–200 °С в течение 10 минут, затем охлаждают до температуры ниже 20 °С, образуя блестящую поверхность, покрытую мелкими гранями.
Сплав 76% золота, 19% меди и 5% алюминия дает желтый цвет; сплав, состоящий из 76% золота, 18% меди и 6% алюминия, имеет розовый цвет. [2]
Зеленое золото было известно древним персам еще в 860 году до нашей эры под названием электрум — природный сплав серебра и золота. [3] Однако электрум использовался еще за тысячи лет до этого как аккадцами , так и древними египтянами (о чем свидетельствует Королевское кладбище в Уре ). Известно, что даже вершины некоторых египетских пирамид были покрыты тонкими слоями электрума. На самом деле он выглядит скорее зеленовато-желтым, чем зеленым. Обожженные эмали лучше прилипают к этим сплавам, чем к чистому золоту.
Кадмий также можно добавлять в золотые сплавы для придания зеленого цвета, но его использование вызывает проблемы со здоровьем, поскольку кадмий очень токсичен . [8] Сплав 75% золота, 15% серебра, 6% меди и 4% кадмия дает темно-зеленый сплав.
Сплавы серого золота обычно изготавливаются из золота и палладия. Более дешевая альтернатива, в которой не используется палладий, изготавливается путем добавления к золоту серебра, марганца и меди в определенных соотношениях. [9]
Все интерметаллиды AuX 2 имеют кристаллическую структуру флюорита ( CaF 2 ) и поэтому хрупкие. [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 уменьшить хрупкость — добавить небольшое количество палладия, меди или серебра. [10]
Интерметаллические соединения имеют тенденцию иметь плохую коррозионную стойкость. Менее благородные элементы вымываются в окружающую среду, и образуется богатый золотом поверхностный слой. Следует избегать прямого контакта элементов синего и фиолетового золота с кожей, поскольку воздействие пота может привести к выщелачиванию металла и обесцвечиванию металлической поверхности. [10]
Пурпурное золото (также называемое аметистовым золотом и фиолетовым золотом) представляет собой сплав золота и алюминия, богатый интерметаллидом золота и алюминия (AuAl 2 ). Содержание золота в AuAl 2 составляет около 79%, 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 оно представляет собой интерметаллическое соединение, а не ковкий сплав, и резкий удар может привести к его разрушению. разбить. [12] Поэтому его обычно обрабатывают и ограняют для использования в качестве «драгоценного камня» в обычных ювелирных изделиях, а не отдельно. При более низком содержании золота материал состоит из интерметаллида и фазы твердого раствора, богатой алюминием. При более высоком содержании золота образуется более богатый золотом интерметаллид AuAl; фиолетовый цвет сохраняется примерно до 15% алюминия. На 88% золота материал состоит из AuAl и меняет цвет. Реальный состав AuAl 2 ближе к Al 11 Au 6 , так как подрешетка заполнена не полностью. [2]
Голубое золото — это сплав золота с галлием или индием . [12] Золото-индий содержит 46% золота (около 11 карат) и 54% индия, [3] образуя интерметаллическое соединение AuIn 2 . Хотя некоторые источники отмечают, что этот интерметаллид имеет «чистый синий цвет», [2] на самом деле эффект невелик: AuIn 2 имеет цветовые координаты CIE LAB 79, -3,7, -4,2 [10] , который выглядит примерно как сероватый цвет. . С галлием золото образует интерметаллид AuGa 2 (58,5% Au, 14 карат), имеющий более легкий голубоватый оттенок. Температура плавления AuIn 2 составляет 541 °С, AuGa 2 — 492 °С. AuIn 2 менее хрупкий, чем AuGa 2 , который сам по себе менее хрупкий, чем AuAl 2 . [10]
Покрытие поверхности голубым золотом на каратном золоте или стерлинговом серебре может быть достигнуто путем покрытия поверхности золотом с последующим покрытием индием с толщиной слоя, соответствующей атомному соотношению 1:2. Затем термообработка вызывает взаимную диффузию металлов и образование необходимого интерметаллического соединения.
Черное золото – это разновидность золота, используемого в ювелирных изделиях. [13] [14] Черное золото можно получить различными методами:
Диапазон цветов от коричневого до черного можно получить на сплавах с высоким содержанием меди путем обработки сульфидом калия . [2]
Кобальтсодержащие сплавы, например 75% золота с 25% кобальта, при термообработке при 700–950 °С образуют черный оксидный слой. Для такого эффекта также можно использовать медь, железо и титан. Золото-кобальт-хромовый сплав (75% золота, 15% кобальта, 10% хрома) дает поверхностный оксид оливкового цвета из-за содержания оксида хрома (III) , примерно в пять раз тоньше, чем Au-Co, и значительно лучшая износостойкость. Золото-кобальтовый сплав состоит из богатой золотом (около 94% Au) и кобальтовой (около 90% Co) фаз; зерна богатой кобальтом фазы способны образовывать на своей поверхности оксидный слой. [2]
Совсем недавно черное золото можно было 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 его темно-черным, [15] но этот метод используется в высоких технологиях, а не для внешнего вида. в ювелирных изделиях. Чернота возникает из-за возбуждения локализованных поверхностных плазмонов , что создает сильное поглощение в широком диапазоне плазмонного резонанса. Ширина плазмонного резонанса и диапазон длин волн поглощения зависят от взаимодействия между различными наночастицами золота . [16]
Оксидные слои также можно использовать для получения голубого золота из сплава, состоящего из 75% золота, 24,4% железа и 0,6% никеля; слой образуется при термообработке на воздухе при температуре от 450 до 600 °С. [2]
Золото насыщенного сапфирового синего цвета 20–23 карата также можно получить путем легирования рутением , родием и тремя другими элементами и термообработки при 1800 ° C с образованием цветного поверхностного оксидного слоя толщиной 3–6 микрометров. [2]
СМИ, связанные с золотосодержащими сплавами, на Викискладе?