黄金在珠宝制造及其他手工艺领域的应用及化学性质

一、金

黄金是人类最早开采和使用的一种金属，由于其化学性质稳定，质量与外形都不易发生变化，被称作金属之王。金在地壳中的丰度极低（3～4×10^-9），富集成矿的几率相对很小，并常以单质分散在矿石中，故称为贵金属。长期以来，金是国际贸易市场中的硬通货，黄金储备量代表着一个国家的经济实力。同时，黄金在珠宝及其他手工艺品制造、镶牙、陶瓷、金笔制造等方面的应用具有悠久的历史。如在河南省辉县琉璃阁商墓葬中出土了五片商代早期有不规则花纹的金叶；郑州市夯土城墙的东北角的商代狗坑中发现一件已经卷成一团的透雕夔龙纹的金苞，重达三钱七分；郑州市紫荆山商墓中的第24号狗坑中，发现用赤金叶子制成的夔凤纹饰。这些饰物出土时结成一团，经伸展后系多数条形金片，每片边缘均向内折叠，大片长10cm，小片长7cm。在河南省安阳薛家庄的商代遗址中发现三片金叶，安阳大司空村商代晚期墓葬中的东马坑内发现数片直径12cm的圆形金片，殷墟中还出土一块黄金，重一两多，未经制作，而武官大墓中则出土有环形金片；在河南省陕县上岭村西周晚期出土文物中，发现有金泡，并在后川的东周墓中发现了铜戈，其上有“子孔择厥吉金铸其无用”十个错金铭文，剑号已经腐朽，但附有金质腊首。中国发掘出的最早金器物是奴隶社会早期夏代的玉门火烧沟的金鼻饮（金环）和金耳环。时至今日，在金的主要用途方面，还未找到完全合适的代替品，它仍然是人们的最爱。

用金制作的黄金首饰，大致可分为艺用黄金首饰和商用黄金首饰两大类。艺用黄金首饰是完全为艺术服务的首饰，它是一门艺术，属纯艺术设计范畴，其制作动机是单纯的内心情感的满足，创作的产品是不可复制的。商用黄金首饰，是为商品销售目的而服务的首饰，其创作目的和动机在于产品的成功销售，追求最大利润。随着工业化和产品生产的飞速发展，使得艺术的平民化趋势不断地加强，商用黄金首饰设计成为一种专门的职业，设计师将把流行趋势和大众的品味置于首位，以适应新的时代审美特征，达到占有市场的最终目的。首饰市场上出现的品种有如下几种。

1.纯金

纯金具有良好的导电性、低而稳定的电阻、强的抗腐蚀性能和强的对红外线反射性能等。天然纯金在矿物学上称作自然金。自然金属等轴晶系，晶型呈六方体或八面体，金黄色，金属光泽，摩氏硬度2.5，密度19.32g/cm³（20℃），熔点1064.43℃。其延展性极强，延展率40%～50%，横断面收缩率为90%～94%，可锻压成厚度为0.23×10^-8mm的金箔。1g金可拉长为3420m的细丝。金还具有良好的导热性［296.01W/（m·K）］和导电系数（41.6×10⁴），20℃以下的电阻率为2.35μΩ·cm。金的化学性质稳定，外观美丽夺目，在空气中加热直到熔化都不会发生氧化，也不溶于三种强酸（硫酸、盐酸、硝酸），但溶于王水和氰化钾（钠）溶液。能熔金的溶剂还有胺盐存在下的混酸、碱金属氯化物或溴化物存在下的铬酸、氰化物溶液、硫氰化物溶液、硫脲溶液、硫代硫酸溶液。硒酸、碲酸和硫酸的混酸对金也有特殊的溶解作用，如在50℃时与碘发生反应；60℃时与氯、溴反应；100℃时与氟反应。金不与硫及硫化物反应，但易与汞作用，形成汞齐，故可用混汞法提金（表1-2）。

表1-2　金的主要物理常数

金和大多数元素比较起来有较大的化学活性，可与59个元素各生成1～8个简单化合物。据不完全统计，已经研究过的金的简单化合物超过210个，有42种元素和金各生成1～4种共晶体。在5个二元系（金和镍、铜、钯、银、铂）中有连续固溶体形成，其中和银的二元系在任何条件下均为连续固溶体。金与其他元素相互有限固溶的二元系已经明确下来的达50个。

在自然界已知的金矿物约30种。一般可分三种类型：一是单质状态产出，成分以金为主的自然金，金银构成的银金矿、金银矿和自然银（含金量小于10%）的金银系列矿物，金与铂族组合的铂金矿、铑金矿、钯金矿、金银铂矿等矿物系列；二是以化合物状态产出，如与碲相结合的碲金矿、针碲金矿、碲金银矿、叶碲金矿等，与硫相结合的硫金银矿等；三是以金属互化物状态产出，如铜金矿、金钯铜矿、等轴金锇铱银矿、锑金铂矿、黑铋金矿、四方铜金矿、方锑金矿、围山矿、锑金铂矿等。

金的化合物非常不稳定，容易分解出金属金，所以金在自然界中多呈游离状态存在。在金的化合物中通常见到的是一价和三价的金，三价金的化合物比一价金的化合物稳定。

金亦可因杂质而改变其物理性质。金的颜色随着杂质的含量而改变，如银与铂能使金的颜色变浅，铜能使金的颜色变深，胶体状的金以其分散程度及微黏结物不同而显现出不同的颜色。金中若含极小量杂质（如铅、铋等），其机械性能也会明显降低，如当含0.01%铅时，就变脆；含银或铜时，金的硬度就会增高。

2.饰品金

市场上金饰品中的金，多为金合金，金合金可以改善和使其获得新的有益的性能。改善的性能如机械强度和电性能等，获得的新性能如超导性、铁磁性、悦目的色彩等。这些性能由金合金的配料种类、含量，以及所采用适宜的熔炼、浇铸、加工条件和方法来实现。

金合金以其含量（即纯度）计，有以下几种：

（1）千足金。含金量千分数不小于999的金。在首饰中的印记为“千足金”，“金999”，“G999”，“Au999”。(www.xing528.com)

（2）足金。含金量千分数不小于990的金。在首饰中的印记为“足金”，“金990”，“G990”，“Au990”。

（3）K金。K是国际单位，以含金量的千分数为1000时规定为24K。1K金的含量为1000/24׉（约为41.66‰）。我国常用的有9K（375‰）、14K（585‰）、18K（750‰）、22K（916‰）等。在首饰中的印记为“G××K”，“金×××”或“Au×××”。

（4）金饰品配件材料的纯度应与主体一致。因强度和弹性的需要，配件材料应符合以下规定：金含量不低于916‰（22K）的金首饰，其配件的金含量不得低于900‰。

（5）金及其金合金首饰的最低纯度为375，金含量低于375‰的首饰，不能称为金首饰；金及其金合金首饰的最高纯度为999，含金量高于999‰的首饰也只能称为千足金首饰。

3.彩金

彩金是在金的基质中熔入其他金属元素后形成的彩色K金，常为不同民族或国家所喜爱，如中国人喜欢黄色，欧洲人喜欢偏红色，而美国人喜欢偏淡的黄色。目前已能配制成各种颜色的金合金（表1-3）。现今最流行的彩金是玫瑰金，其色比K黄金少了许多黄色，因而略带粉红色，这种特有的色彩可以使女性的肌肤显得白皙，更具风采、活力。

尚需指出指出，对彩色K金的正确叫法是黄色K金（黄K金）、白色K金（白K金）、红色K金（红K金）等。市场上习惯称白色18K金为“18K白金”，常易与铂金（白金）相混淆而引起误解和纠纷。

还应注意，有些彩色K金是用表面镀色法，不是冶炼制成的，其色易磨损。市场上的白色18K金有些是在18K金表面镀镍或铑、钯制成，磨损后饰品泛黄，显现出18K金的原本色泽。

表1-3　国际上流行的彩色K金配方（%）

4.镀（包）金

镀金覆盖层的金含量千分数不小于585，覆盖层（镀层）厚度不小于0.5μm。薄层镀金覆盖层厚度应等于或大于0.05μm，但小于0.5μm。镀金印记为“P-Au”，薄层镀金制品不允许打印记。

包金覆盖层的金含量不低于375‰，覆盖层厚度不小于0.5μm。包金覆盖层标记为“L Au”。

在任何制品上都不必打上镀层的含金千分值的标记。