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K金与铂金的应用及历史发展

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:(二)K金自古以来,金以其瑰丽的色彩成为重要的首饰和饰品材料。人类利用铂的历史非常久远,据考古发现,在距今3000年前的古埃及时代,人们就已经开始利用铂金,但是从科学角度认识这种贵金属材料却只有200多年的历史。由于铂族元素发现较晚,装饰功能及货币功能远不及黄金和白银,但是铂族金属在现代科学、尖端技术领域得到了广泛的应用,被誉为“先驱材料”。

K金与铂金的应用及历史发展

(一)黄金

黄金具有极好的延展性和良好的导电及导热性能,其导电性仅次于银、铜,居第三位。黄金的密度为19.32g/cm3,溶点为1 063℃。黄金的化学稳定性很强且挥发性很小。

黄金的成色是指金的纯度和含量。黄金成色有三种表示方法,即百分率法、成色法和K(Karat)数法。百分率法以百分比率(%)表示黄金的含量。成色法以千分率(‰)表示黄金的含量。K数法是国际上通用的计算方法,将黄金成色分为24等分,纯度最高者即纯金为24K,纯度最低者为1K。理论上纯金的纯度为100%,由24K=100%,可以算出1K=4.166 666 66%。由于1K的百分值是无限循环小数,因而世界上各个不同的国家和地区对1K的取值规定大小有别。

纯金指金的纯度为千分之千。实际上,要达到千分之千的纯金是不可能的。俗话说:“金无足赤,人无完人”,绝对的纯金是不存在的。以目前世界最先进的技术水平所提炼,最纯的黄金也只能达到99.999 999%,是专门用作标准试剂的“试剂金”。由于生产标准试剂级的高纯度黄金要耗费大量原料、燃料,因此它的售价要比国际贵金属交易市场上的足金高出许多倍,即使在特殊工业上,也不敢贸然使用试剂级黄金,以免陡增成本,造成浪费。再者,从首饰使用价值上来说,无任何实际的意义。与纯金相当的概念,还有足金、千足金、赤金、足赤金和24K金。目前,我国市场上用于制造纯金首饰的纯金成色有三种:①“四九金”,成色为99.99%;②“三九金”,成色为99.9%,俗称千足金;③“二九金”,成色99%,俗称“九九金”或“足金”。纯金质地柔软,色泽金黄,永不褪色。用纯金制成的首饰具有体积小、价值高、便于携带等优点,具有较好的保值功能和装饰功能,历来为我国各民族人民所喜爱。但纯金质地柔软,易变形,不能镶嵌宝石玉石,首饰款式也不易翻新,且易折断、易毛糙、易变形。

(二)K金

自古以来,金以其瑰丽的色彩成为重要的首饰和饰品材料。金的质地柔软,是所有金属中延展性最好的金属,因而金饰品在使用中易于变形、破断和划伤。人们对首饰和饰品的耐用性及色彩多样性的要求推动了对K金合金的开发。研制K金合金的目的在于提高金的强度和硬度等力学性能并满足用户的感官要求。所谓K金,就是在纯金中加入一定比例的Ag、Cu、Zn等金属元素构成的金合金,以增加黄金的强度与韧性。K金制是国际流行的黄金计量标准,K金的完整表示法为Karat gold。

K金制规定K金分为24种(1~24K),24K金为纯金,理论值为100%,相应地,1K=1/24≈4.16%,于是可以得出各种K金的理论成色。但是,作为首饰用K金,世界各国规定并采用的都不低于8K,见表1-4。

表1-4 K金的理论成色

不同成色的K金因其他金属加入的比例不同,在色调、硬度、延展性、溶点等方面也会有所不同。

(1)22K金硬度较纯金略高,可用于镶嵌较大的单粒宝石,但由于材料强度较弱,因此款式不宜复杂,在首饰中使用不广。

(2)18K金硬度适中,延展性较为理想,适宜镶嵌各种宝石,成品不易变形,是首饰业中使用最广的材料。

(3)14K金质地较硬,韧性很高,弹性较强,可以镶嵌各种宝石,成品装饰性好,价格适中。

(4)9K金硬度大,延展性较差,只适宜制作造型简单、镶嵌单粒宝石的首饰,价格便宜,多用于制作低档流行款式的首饰、奖章、奖牌等。

(5)彩色K金又称彩色金,包括红色(含深红色、粉红色)、橙黄色、黄色、黄绿色、绿色、蓝色、紫色和白色、灰色、黑色等颜色的K金。彩色K金制作的过程和方法有合金冶炼、表面镀色、表面起锈、表面上釉等。

a.红色K金。红色与浅红色K金可由Au、Ag、Cu三种元素按适当的比例混合冶炼而成。

b.橙色K金。可由Au、Ag、Cu三种元素混合冶炼而成。

c.黄色K金。包括深黄、金黄、淡黄等色,可由Au、Ag、Cu三元合金冶炼。

d.白色K金可由Au、Ag二元合金,或Au、Ag、Cu三元合金,或Au、Ag、Cu、Ni、Zn多元合金冶炼而成,也可由Au、Pd、Cu、Ni、Zn等多元合金冶炼而成。

对于由Au、Ag、Cu三元合金构成的K金的冶炼,通常是按照溶点的高低,先将Ag溶化,再加入Au并溶化,然后加一些助溶剂以防止氧化,最后加入Cu一起溶化。当全部金属都熔融且混合均匀时,就可进行铸锭或烧铸。

此外,彩色K金的制作除了用合金冶炼的方法外,还可用电镀方法和化学方法。目前比较多见的彩色K金有相当一部分是采用电化学方法制成的,如意大利的二色金和三色金。电化学方法一般认为是在黄金表面电镀上其他金属的色泽,如镀上Ni、Cr时就显白色,镀上紫铜时就显紫色等。用电化学方法制成的彩色K金,其彩色一般仅附着于K金表面,而K金的内在色彩还是原来的金黄色。(www.xing528.com)

(三)铂金

铂金是一种非常稀少的贵金属,由于铂金的稀有性、稳定性和特殊性,以及银白色夺目的金属光泽,其价值比黄金还要昂贵。人类利用铂的历史非常久远,据考古发现,在距今3 000年前的古埃及时代,人们就已经开始利用铂金,但是从科学角度认识这种贵金属材料却只有200多年的历史。

在自然界铂经常与铂族元素共生,铂族元素包括钌(Ru)、锇(Os)、铑(Rh)、铱(Ir)、钯(Pd)、铂(Pt)六种元素。在铂族元素矿物中,这六种元素彼此之间通常构成范围广泛的类质同象现象,其中同时还有铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)等类质同象混入物的出现。

铂族元素中的各个元素有着不同的性质,各自的用途也不尽相同。由于铂族元素发现较晚,装饰功能(作为首饰、工艺品)及货币功能远不及黄金和白银,但是铂族金属在现代科学、尖端技术领域得到了广泛的应用,被誉为“先驱材料”。由于铂金具有良好的化学稳定性以及灿烂的光泽,现在世界上每年要用几十吨铂金制作首饰,其中日本是世界上最喜爱铂金首饰的国家。

铂族金属中用作首饰的主要是铂金和钯金。铂金的密度是21.35g/cm3,溶点是1 773℃;钯金的密度是12.02g/cm3,溶点是1 552℃。铂金呈银白色,硬度为4~4.5,化学性质稳定,不溶于强酸、强碱及常温下的王水[浓盐酸(HCl)和浓硝酸(HNO3)按体积比3∶1组成的混合物],在空气中也不氧化,具极好的延展性,可拉成很细的丝,轧成很薄的铂箔。

钯金呈银白色,硬度为4~4.5,化学性质稳定。因产量较铂金和黄金大,故价值低于铂金和黄金。通常与黄金一起炼制K白金,也可与铂金一起炼制成铂钯合金,也可单独用作首饰材料。国际上钯金首饰品的戳记是“Pd”或“palladium”字样,并以纯度千分数字表示,如Pd990表示纯度是990%。钯金饰品的规格标识有Pd999、Pd990和Pd950。

铂金首饰材料可分为以下两种。

(1)纯铂金。纯铂金是最高成色的铂金,又称高纯色铂金,理论成色应为100%,但实际上纯铂金成色总是低于这一数值。纯铂金材料质地比较柔软,一般只能制作不镶珠宝玉石的纯铂金首饰,如戒指、项链、耳环等。如要镶嵌珠宝玉石,则需在纯铂金中加入少量银、钯、铜等其他金属来提高纯铂金的硬度和韧性。

(2)钯铂金。钯铂金是铂金与钯金的合金,这种合金主要由意大利和日本生产。日本市场上的铂金首饰,主要是铂、钯合金,18K铂、钯合金中铂的含量为75%。

(四)白银

银具有良好的延展性和可塑性,可拉制直径为0.001mm的细丝,具有良好的导电性,银的溶点为960.5℃,密度为10.49g/cm3。银的化学稳定性较黄金差,在空气中陈放时,其表面会逐渐生成黑色的膜,这是由于Ag在室温下也会与H2S缓慢起作用所引起的。银的这一特性,严重地影响了它作为贵金属的价值。

(1)纯银。理论上含银量应为100%,但像金无足赤一样,银亦无足银,以现今科学技术水平,要冶炼出成色为100%的银是很难的,只能是接近这一成色值。

(2)足银。成色一般为98%。过去常作为流通交易使用的标准银,可作为财产抵押、公司财团的银根、贸易交换的兑换物等。

纯银与足银由于成色较高,因此质地柔软,只能用于简单的、低档的不镶宝石首饰的制作。

(3)首饰银。在纯银或足银中加入少量的其他金属,一般是加入物理化学性质与银相似的铜元素,形成质地比较坚硬的首饰银。首饰银富有韧性,并保持了纯银的延展性,同时其中所含的铜能够抑制空气对银首饰的氧化作用。因此,首饰银的表面色泽较之纯银与足银更不易改变。首饰银又可分为98银、92.5银、80银。

98银,英文符号为980S(S为英文Silver的缩写),表示含银98%、含紫铜2%的首饰银。这种色银较之纯银和足银质地稍硬,多用于制作保值性首饰。

92.5银(Sterling银)表示含银92.5%、含紫铜7.5%的首饰银。这种银既有一定的硬度,又有一定的韧性,比较适宜制作戒指、项链、别针、发夹等首饰,而且利于镶嵌宝石。

80银(潮银)表示含银80%、含紫铜20%的首饰银。这种色银硬度大、弹性好,适宜制作手铃、领夹等首饰。

需要特别指出的是银的化学性质没有黄金稳定,尤其是暴露在空气中,因易氧化而失去光泽,所以在贵金属首饰中地位一直不高,属于低档贵金属首饰,比铂金和黄金的价值低。由于现代电镀技术的发展,通过在银首饰表面镀铑或镀金的方法,解决了银易氧化的问题,其中以镀铑的效果较好,不仅使首饰表面银光闪闪,色如“铂金”,而且铑层坚硬耐磨,可防止酸、碱的腐烛。

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