чем обрабатывают камни для украшений
Методы облагораживания ювелирных камней
Одной из составляющих частей понятия «драгоценный камень» является «редкий камень». Чистые и обладающие яркой красивой окраской камни встречаются в природе крайне редко. Подавляющее большинство природных камней имеют непривлекательную окраску (слишком светлую, слишком густую или с некрасивым оттенком) и/или содержат крупные включения, сильно снижающие их ювелирные качества. Естественно, что на протяжении многих столетий человек пытался искусственно улучшить внешний вид камня. Достижения современной науки и развитие техники позволило в значительной степени достигнуть этой цели.
Современные технологии облагораживания позволяют изменять некоторые свойства природных, а иногда и синтетических камней, что в последнее время часто находит свое применение в ювелирной отрасли. Под термином «облагораживание» обычно понимают специальные процессы обработки камня, за исключением огранки и полировки, которые улучшают его внешний вид (цвет, чистоту), прочность, повышают его ценность или делают камень пригодным для использования в ювелирных изделиях. Свойства, приобретенные камнем в результате облагораживания, могут быть неустойчивыми, т.е. внешний вид облагороженного камня может изменяться со временем. Облагораживание считается устойчивым, если камень не меняет свой внешний вид (цвет и/или чистоту) при нормальном ношении (в ювелирном изделии), огранке, полировке или чистке.
К наиболее важным методам облагораживания относятся: термическая обработка, облучение, термодиффузионное окрашивание, пропитка различными составами.
Термическая обработка (отжиг).
Данный метод облагораживания относится к самым распространенным методам обработки ювелирных камней и применяется для улучшения их цвета и/или качества. Свойства, приобретенные камнем в результате данного вида облагораживания, являются устойчивыми и не изменяются с течением времени.
Камни, предназначенные для отжига, помещают в специальную печь, где происходит их нагрев (максимальная температура отжига для различных камней может превышать 2000 градусов Цельсия) и последующее охлаждение. Важными параметрами термической обработки являются среда, в которой происходит отжиг (восстановительная, окислительная, нейтральная), скорость нагрева и охлаждения, время выдержки при максимальной температуре.
Многие ювелирные камни, такие как танзанит, аквамарин, голубой циркон, цитрины подвергаются отжигу уже в течение нескольких десятилетий, причем облагораживание является неотъемлемой частью производственного процесса. В большинстве случаев при продаже таких камней факт облагораживания не афишируется.
Существует такая группа камней, для которой факт отжига оказывает существенное влияние на стоимость драгоценных камней. К таким относятся, например, рубины, сапфиры и алмазы.
В случае сапфиров и рубинов термическая обработка применяется для удаления включений рутила («шелка»), получения звездчатого эффекта, окрашивания или удаления нежелательных оттенков. Например, сапфиры Шри-Ланки и Кашмира сероватого цвета считались непригодными для огранки, однако при нагреве до 1600-1900С в определенных условиях такие камни приобретают синюю окраску.
Термодиффузионное окрашивание.
Наибольшее распространение данный метод облагораживания получил применительно к корундам. Процесс диффузионного облагораживания проводится в несколько этапов. Сначала ограненный, но не до конца отполированный корунд помещают в тигель, содержащий оксиды алюминия, титана и оксидов ионов-хромофоров (присутствие титана увеличивает диффузионную способность и обеспечивает равномерность распределения окраски). Используются те же элементы-хромофоры, что и в вернейлевской синтетике. Затем тигель нагревают до 1600-1800С и выдерживают при этой температуре в течение нескольких дней или недель. За это время атомы веществ-добавок проникают в структуру корунда, обуславливая возникновение тонкого поверхностного окрашенного слоя (глубиной порядка 0,1 мм). Заключительной стадией процесса является полировка.
Облучение.
Обычно данный метод облагораживания применяется для изменения цвета ювелирных камней, таких как алмаз, топаз, кварц, берилл-максис. Камни подвергаются воздействию одного или нескольких типов излучений: ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения, либо воздействию потока энергетических частиц: электронов, протонов, нейтронов, альфа-частиц. Важным параметром процесса облагораживания является доза облучения.
Для алмазов данный метод часто применяется в сочетании с последующим отжигом. Наиболее распространенными в настоящее время являются облучение нейтронами в ядерном реакторе или электронами высоких энергий. Получаемая окраска: голубая, голубовато-зеленая или темно-зеленая. После отжига окраска алмазов изменяется в зависимости от физического типа отжигаемого алмаза на янтарно-желтую, коричневато-красную, сиреневую или сине-зеленую.
Облучение широко применяется для получения дымчатых, зеленовато-желтых кварцев из бесцветных, а также аметистов из бледно окрашенных цитринов. Последующий отжиг при 350-500°С позволяет получать цитрин, зеленый и бесцветный кварц из аметиста и голубой, зеленый и бесцветный кварц из дымчатого при температуре отжига 140-380°С.
Пропитка.
При пропитке происходит заполнение трещин, выходящих на поверхность камня, для чего применяются различные красящие и бесцветные вещества (масла, смолы, жидкие стекла). В результате улучшается окраска и прочность камня, а также внешний вид трещиноватых камней (трещины становятся менее заметными). Наиболее часто данный метод применяется для бериллов, корундов, алмазов, жадеитов, опалов, бирюзы и некоторых других.
Другие методы.
Кроме перечисленных выше методов облагораживания существует множество других более или менее распространенных. К ним, например, относятся такие способы облагораживания ювелирных камней, как: сверление лазером алмазов с целью удаления включений, покрытие ювелирных камней различными видами лаков, эмалей, красителей, фольги или напыление/наращивание пленок для улучшения внешнего вида и/или получения цвета.
В заключение хотелось бы отметить, что подсознательно каждый человек, приобретающий драгоценность (будь то бриллиант или другой ювелирный камень) желает иметь у себя единственное и неповторимое творение природы. В связи с тем, что на современном рынке ювелирных изделий и камней все чаще стали появляться изделия с камнями, прошедшими процессы облагораживания, более актуальной становится проблема идентификации таких камней. Как следствие возрастает роль науки о драгоценных камнях – геммологии, одной из важнейших задач которой является поиски признаков облагороженных камней и методов их диагностики. В настоящее время стандартного геммологического оборудования часто недостаточно для однозначной диагностики исследуемого образца, поэтому большее значение приобретают более сложные инструментальные методы.
Викторов Максим
Розенберг Ксения
Геммологический Центр МГУ
Способы обработки и облагораживания драгоценных камней
Ювелирные камни и самоцветы ценятся за прозрачность, способность преломлять свет или же за красивую окраску и затейливые узоры, если речь идет о непрозрачных минералах. Однако, глядя на добытые из породы образцы, сложно увидеть красоту, спрятанную внутри. Чтобы показать и подчеркнуть достоинства самоцветов, добываемое сырье подвергают дополнительной шлифовке, полировке или огранке. Именно обработка камня позволяет раскрыть лучшие свойства природного сырья и повысить его стоимость.
Что такое облагораживание камней
Природные минералы с высокими показателями прозрачности и насыщенной окраской — большая редкость. Большинство добываемого сырья имеет мелкие дефекты, неравномерную или бледную окраску. Чтобы улучшить качество и характеристики ювелирных камней, были разработаны методы их облагораживания. В отличие от природных самоцветов, облагороженные образцы стоят дешевле. Более того, в сопровождающих документах должна быть указана информация о том, был ли минерал облагорожен.
Облагораживание — это обработка уже ограненных кристаллов или натурального необработанного камня
Она состоит в целенаправленном физико-химическом воздействии на сырье, в результате чего удается добиться повышения ключевых потребительских качеств минералов.
Например, ювелиры заметили, что при нагревании прозрачных или слабоокрашенных кристаллов аметиста, которые имеют невысокую рыночную стоимость, можно получить востребованные желтые камни, напоминающие цитрины. Популярными стали минералы с зональной окраской, называемые аметринами: при нагревании аметиста лишь с одной стороны получается кристалл желтый с одного конца и фиолетовый с другого.
Основные способы облагораживания камней, которые приняты в ювелирной индустрии и считаются допустимыми:
Виды обработки камня
Облагораживание камней — лишь один из этапов обработки самоцветов, который не является обязательным. Перед тем как попасть в руки ювелира и стать частью украшения, все ювелирные камни проходят через процесс обязательной обработки. Ее методы подбирают в зависимости от основных физико-химических свойств минерала: прозрачности, твердости, наличия или отсутствия рисунка.
Современная обработка включает следующие способы:
Инструмент для обработки в домашних условиях
Обработка природного ювелирного или поделочного камня в домашних условиях может включать резку, полировку, гравировку и шлифовку самоцветов. Все действия следует проводить только с непрерывной подачей воды, которая удаляет каменную пыль и охлаждает поверхность камня и инструмента.
В зависимости от вида воздействия потребуются следующие инструменты:
Самостоятельная распиловка и накол
Обработка драгоценных и полудрагоценных камней — это компромисс между двумя стремлениями. С одной стороны, необходимо сохранить максимальный размер и вес готового изделия, с другой — придать идеальную форму или огранку, учитывая структуру и качество материала. Исходя из этих условий, специалисты, которые занимаются камнеобработкой, определяют необходимый размер и форму заготовок.
Чтобы расколоть кусок породы, можно использовать специальные приспособления, например, струбцину с двумя зубцами, изготовленными из закаленного металла. Для раскола больших кусков можно просверлить дырочки или сделать насечку по границе скола и последовательно пробивать линию среза, используя клинья и молоток.
Чтобы самостоятельно разрезать породу, можно купить готовый станок или собрать собственный, например, на основе электросверлильного прибора, оборудовав его системой непрерывной подачи воды. В качестве таковой можно использовать смоченную губку или поролон, если удерживать ее левой рукой в момент распила. Однако для соблюдения техники безопасности лучше использовать обе руки во время проведения работ, поэтому под рабочий стол с самодельным станком можно поставить поддон с водой, которая будет охлаждать режущий диск пилы.
Если в образце, который необходимо разрезать, есть трещины, их нужно проклеить эпоксидным клеем для большей прочности. Такая технология позволяет избежать нежелательных расколов материала в процессе распиловки. Перед тем как залить в трещины клей, камень надо прогреть на электроплите, чтобы испарилась влага. Когда минерал остынет до 60 ℃, можно нанести клей, стараясь, чтобы он проник глубже внутрь разлома. Когда клей высохнет, переходят к резке.
После того как сырье распиливают на кусочки, их отправляют на обдирку, в ходе которой заготовки приобретают приблизительные размеры и формы. Для этого используются крупнозернистые шлифовальные круги.
Как отполировать до блеска
Если облагораживание драгоценных камней предполагает изменение их свойств, то полировка использует качества, присущие самому минералу, и подчеркивает его природные достоинства.
Главный секрет успешной полировки в домашних условиях — постепенная смена абразивов: от более крупных к более мелким. В завершении процесса лучше использовать мягкие полировочные пасты в зависимости от типа минерала.
Подготовка к полировке
Полировка — финальный этап обработки натурального камня. После этого самоцветы можно использовать как вставки в украшениях и иных ювелирных изделиях.
Перед тем как перейти к полировке камня своими руками, он должен быть отшлифован. То есть его поверхность надо предварительно выровнять. Сделать это можно как вручную, используя наждачную бумагу, обернутую вокруг твердой основы и смоченную водой, так и с помощью специального инструмента.
Для шлифования, помимо станка, можно использовать болгарку или бормашину, на которые потребуется установить специальные насадки. Отшлифованная поверхность камня будет ровной и гладкой, но еще без зеркального сияния.
Чтобы отполировать минерал до блеска потребуются притиры из войлока, кожи или ткани, а также полировальные пасты или увлажненные тонкозернистые порошки — окиси хрома, диамантина, алмаза или трепела. Материалы следует подбирать в зависимости от особенностей обрабатываемого сырья.
Популярным средством для полировки камней является войлок в сочетании с алмазным порошком, но он не подходит для минералов с неоднородной структурой — волокнистой или зернистой. Поскольку они склонны к недополировке: на их поверхности часто образуются лунки или выступы. Для полировки таких минералов лучше использовать дерево или кожу.
Как происходит процесс
Завершающая обработка поверхности ювелирного камня проходит в несколько этапов:
В процессе работы следует учесть, что если шлифовальный станок имеет возможность изменять скорость вращения, то чтобы избежать недополировки образцов, надо выбирать показатели в пределах 500–2000 оборотов в минуту.
Обработка камней в домашних условиях — интересное хобби, которое может приносить доход. Работа с драгоценными минералами требует определенных навыков и знаний. Однако, кроме самоцветов, обрабатывают и более простые камни, например, булыжники или гальку: на их поверхность можно нанести гравировку, а также использовать красивые образцы в оформлении интерьера или сада.
Обработка (облагораживание) драгоценных камней
Обработка (облагораживание) драгоценных камней
Под обработкой (облагораживанием) понимается любой процесс, кроме огранки и полировки, который улучшает проявления качеств камня (цвет / чистота / насыщенность), увеличивает срок жизни камня и делает его пригодным для использования в качестве ювелирного, то есть — драгоценного камня.
Все другие способы обработки, которые мы классифицируем и рассматриваем, имеют своей целью вмешательство в структуру камня и/или его химический состав.
Основные причины для облагораживания драгоценных камней:
Красота: Облагораживание приводит к значительному улучшению некоторых параметров камня, к большему проявлению того, что мы называем «красотой». В результате облагораживания камни становятся значительно чище, приобретают лучший цвет, а в некоторых случаях – и стабильность (долголетие) цвета.
Цена: Прекрасные, высшего класса, природные драгоценные камни без существенных дефектов всегда в дефиците, очень редки и очень дороги. Значительно более доступно сырье среднего и низкого качества, которое в результате применения различных способов облагораживания превращается в весьма прилично выглядящие камни по вполне доступным ценам.
Востребованность: Если бы ювелирный мир использовал бы только необлагороженные драгоценные камни, то цены даже на самые дешевые камни и изделия с ними были космически высокими.. Не из-за стоимости камней как таковой, а из-за практической недоступности таких изделий.. Использование облагороженных камней дает возможность практически любому человеку найти что-либо нравящееся для себя и для близких.
Основные методы обработки (облагораживания) природных драгоценных камней:
Основные, наиболее распространенные методы – термическая обработка (иногда называется «отжиг»), пропитка маслом или иными органическими бесцветными или цветными веществами, облучение и диффузные методы обработки (диффузия ионов внутрь кристаллов)
Термическая обработка совершенно нормально воспринимается геммологическим сообществом, так как в подавляющем большинстве случаев результат ее перманентен.
Новейшие методы термической обработки:
— С заполнения камня естественной пастой (fracture filled).
Применим в основном для корундов.. Так как большая часть сырья природных корундов не самого, мягко так скажем, высокого качества, то крупные кристаллы подвергают следующему воздействию.
Приготавливается паста на основе того же типа корунда, кторый подлежит обработке. Для пасты размалывается в микроскопическую пыль другой кристалл корунда. Обрабатываемый камень запекается в этой пасте в течение длительного времени в печи при температуре 1400-1450 градусов. Находящяяся внутри камня влага растворяет все доступные для растворения естественные включения, а сжиженная фракция из пасты заполняет образующиеся пустоты, вытесняя лишнюю влагу и воздух..
Такие камни, как правило, ненамного дешевле необработанных. Данный метод в последнее время крайне редко применяется, исключение делают только для очень крупных, потенциально уникальных камней. Беда метода в том, что для измельчения приходится использовать сырье очень высокого класса.
— С заполнения камня стекломассой (led-glass filled).
Все тоже самой и точно также, как рассказано выше, только паста приготавливается на основе стекла. Все пустоты и трещины в камне оказываются заполнены стекломассой. Такие камни нельзя долго держать в ультрасонике и под стиммером – могут развалиться на части (если степень заполнения выше чем 25-30%). Изделия с такими камнями нельзя паять – опять же могут развалиться из-за различного градиента температурного расширения стекла и собственно корунда. Практика такой обработки не прижилась для сапфиров, но вот рубины подвергаются такой обработке в 99% случаев! Если Вам предлагают рубин по стоимости 20-50 долларов за карат, то сомневаться можно только в одном: чего в камне больше? Стекла или рубина.
— Глубокая диффузия инонов Be.
Сырые сапфиры из месторождений Танзании, Мадагаскара и Шри-Ланки как правило поднимаются из земли в конгломератах с цирконом, шпинелями, хризобериллами, турмалинами и другими драгоценными и не очень минералами.. При промышленнном производстве времени на переборку и разделение различных минералов зачастую не хватает. И все вместе, вся эта куча идет в печку для прокаливания ( при этом камни остаются целыми, а вмещающие породы чаще всего растрескиваются и отваливаются)..
В последнее десятилетие этот метод принят на вооружение. Почти все (99.9999%) мелких рассыпных розовых и желтых сапфиров – Be-treated. Определить такую обработку для мелких камней очень сложно при использовании только неразрушающих геммологических методов. Достоверно помогает спектроскопия, но не каждая рядовая геммологическая лаборатория имеет такое оборудование. Несколько проще с крупными, от 0.5 карат, камнями. В таких камнях иноны бериллия проникают только во внешние и средние зоны камня (по глубине). Центральная зона остается «непрокрашенной» и естественный цвет центральной внутренней зоны нетрудно заметить с использованием микроскопа или даже хорошей геммологической лупы.. При этом наблюдатель должен иметь хорошо натренированный глаз: надо знать, где и что можно увидеть, и как, по каким признакам распознать.
Данный метод применяется, помимо производства желтых и розовых сапфиров, для производства рубинов и красных сапфиров, как правило – танззанийских месторождений. Придает рубинам и сапфирам яркий цвет с сильным оранжевым оттенком. Диффузия Be применяется шиироко и для облагораживания морганитов, придавая им несвойственно яркий оранжеватый оттенок.
— Облучение
Драгоценные камни могут менять цвет под воздействием радиации. Эти процессы вполне естесвенные, происходят в земной коре под воздействием излучения радиоактивных элементов, в коре же и содержащихся. Занимают такие процессы очень долгое время – миллионы и десятки миллионов лет. Человек все-навсего придумал, как ускорить продесс. Облучение в подавляющем большинстве случаев дает постоянный результат, цвет уже не меняется (хотя исключения известны). Наиболее массово эта технология применяется для производства цветных бриллиантов, а среди более доступных камней – для производства голубых топазов и всех ювелирных разновидностей кварцев: аметистов, цитринов.
— Промасливание.
Заполнение бесцветным природным маслом – способ обработки камней берилловой группы, известный с древнейших времен. В современности применяется в основном только к изумрудам, зато – повсеместно! Непрошедшие такую обработку изумруды – штучные редкости. Наиболее популярный естественный продукт для данной технологии – кедровое масло. Сейчас его используют только для изумрудов высшей категории, для всех остальных применяются синтетические масла. Масло просачивается внутрь камня через трещины, которые достигают поверхности камня, и визуально улучшает чистоту и окраску изумруда. К сожалению – результаты такой обработки не очень постоянны, камни требуют специального ухода, и нередко – повторного промасливания.
К зеленым бериллам нередко применяется и способ заполнения синтетическим маслом с красителем. Благодаря этому светлозеленые бериллы получают более насыщенную изумрудную окраску.
— Заполнение клеевой массой (смолой, резиной).
Очень часто попадаются изумруды красивого цвета, неплохой чистоты, но с такой сильной трещиноватостью, что практически невозможно сохранить камень целым. Такие изумруды помимо промасливания заполняют специально подготовленной бесцветной резиной, которая работает и как клей, и как амортизатор при механических нагрузках. Применение сочетания этого метода с заполнением красящим маслом для бериллов приводит к появлению большинства изумрудов, представленных на мировом рынке.
Все перечисленные выше способы являются так называемыми «принятыми» технологиями. То есть геммологическое сообщество знает о них, согласно с их использованием, и лишь требует от продавца всегда правдиво указывать соответствующую информацию.
Но известны и технологии облагораживания драгоценных камней массового применения, «не принятые« геммологическим сообщество. Коротко об основных:
— Поверхностная диффузия.
Применятся в основном для производства синих сапфиров. Поверхность камня покрывается тонкой пленкой на основе легкоплавких оксидов металлов с содержанием ионов титана и/или ваннадия. Затем камень помещается в печь, где при прокаливании пленка разушается, а ионы ванадия и титана проникают в самые верхние поверхностные слои камня. При этом естественно и окрашивается только поверхность, на глубину не более чем в несколько десятков микрон. Окрашивание надежное, цвет уже никогда не поменяется. Часто лишь случайно расколов камень удается увидеть, что Ваш красивый насыщенный голубой сапфир, купленный за безумные деньги – внутри цвета помоев или темной детской неожиданности. Любой геммолог без труда способен идентифицировать такой сапфир. Поскольку прокрашивание поверхностное, то достаточно даже царапины для повреждения красящего слоя.
— Окрашивание с использованием магнетронного напыления тонких пленок.
Оба поименованных выше вида обработки признаны недопустимыми. Также недопустимыми являются виды стандартных обработок, если для того или иного типа камней они не дают постоянного результата (может поменяться цвет или ухудшиться чистота).
НЕБОЛЬШОЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО КАМНЯМ, ОБЫЧНО ПОДВЕРГАЕМЫМ ОБРАБОТКЕ (ОБЛАГОРАЖИВАНИЮ)
ИЗУМРУД: Промасливание, промасливание + заполнение резиной.
РУБИН: Термическая обработка, стеклозаполнение, диффузия.
САПФИР: Термическая обработка, диффузия.
ТАНЗАНИТ: Термическая обработка для придания камню фиолетового цвета.
АКВАМАРИН: Обычно – термическая обработка для улучшения цвета.
ГОЛУБОЙ ТОПАЗ: Обычно – облучение и термическая обработка для придания камню голубого цвета.
ТУРМАЛИН: Часто – облучение для усиления розового и красно-фиолетового цветов, термическая обработка для осветление темных камней, диффузия ионов Cu для получения синего цвета (индиголиты и параиба).
АНДЕЗИН-ЛАБРАДОРИТ: Почти всегда термическая обработка для придания и усиления красно-оранжевого цвета.
АПАТИТ: Очень часто – термическая обработка.
БЕСЦВЕТНЫЙ ЦИРКОН: Всегда – термическая обработка.
ЧЕРНЫЙ ОНИКС: Всегда окрашивание.
Уважаемые мастера и немастера!
Вы можете задавать любые вопросы о драгоценных камнях и на геммологические темы. Убедительно прошу лишь вопросы, не связанные с конкретной публикацией, задавать в специально созданной теме в моем личном блоге.