Poprawianie zwane traktowaniem kamieni szlachetnych i półszlachetnych

Jako miłośnik kamieni regularnie zastanawiasz się, czy dany kamień został poddany obróbce, czy też nie. W pewnym sensie, ludzie zmieniają wszystkie minerały po ich wydobyciu, aby przygotować je do użycia w biżuterii. Naturalne kryształy są przekształcane z ich surowej, krystalograficznej formy w kształty w kamienie, które doceniamy i nosimy w biżuterii.

Poza tradycyjnym cięciem i polerowaniem, kamienie często mogą być poddane obróbce w sposób mający na celu zmianę ich koloru lub klarowności. Proces ten może również poprawić (lub w niektórych przypadkach zmniejszyć) trwałość kamienia szlachetnego. Dodatkowym wyzwaniem jest to, że poprawianie może być trwałe, długotrwałe lub krótkotrwałe w normalnym użytkowaniu biżuterii.

W poniższym artykule skupimy się na rodzajach traktowania kamieni szlachetnych co przybliży czytelnika do zrozumienia sposobów, jak to się robi i jakich kamieni to dotyczy.

Metody traktowania kamieni szlachetnych w celu zmiany koloru

Najstarszą metodą poprawiania koloru kamieni jest użycie srebrnych lub złotych baz do osadzania kamieni, ale współczesne metody są znacznie bardziej subtelne i trudniejsze do wykrycia.

Stosowanie barwników w celu zmiany lub poprawy koloru

• Kolor opali można poprawić poprzez pokrycie tyłu czarną substancją.
• Bywa, że diamenty są „malowane” bladym barwnikiem, aby zniwelować żółtawy odcień. Jednak powłoka ta szybko się ściera.
• Kwarc bywa barwiony, aby przypominać jadeit lub turmalin.
• Ponieważ chalcedon jest porowaty, łatwo wchłania barwniki, co pozwala na uzyskanie różnorodnych, intensywnie kolorowych kamieni. „ Czarny onyks” powstaje poprzez moczenie szarawo zabarwionego chalcedonu w roztworze cukru, a następnie czernienie w kwasie siarkowym. Proces ten pozostawia bardzo małe cząsteczki węgla w przestrzeniach porów chalcedonu.
• Turkus może być barwiony na różne sposoby. Techniki takie jak moczenie w wosku (parafina) lub impregnacja tworzywami sztucznymi są często określane jako „stabilizacja”. Chociaż metody te można zwykle wykryć, należy podejrzewać je zawsze, gdy głęboko kolorowy turkus jest oferowany w przystępnej cenie.
• Szarawy jadeit można barwić, aby uzyskać kolor „Imperial” lub barwić na intensywny kolor mauve. Naturalnie występujący mauve jadeit istnieje, ale barwiony materiał ma znacznie ciemniejszy odcień. Serpentynit, materiał niezwiązany z jadeitem, również można barwić na bogaty, zielony kolor, który przypomina jadeit imperialny. (Więcej o obróbce jadeitu można dowiedzieć się tutaj).
• Barwniki mogą nadawać koralowi bardziej pożądany (zwykle czerwony) kolor. Czarny koral można wybielać, aby uzyskać „złoty” materiał.
• Lapis lazuli jest często barwiony na niebiesko lub „retuszowany” barwionymi roztworami.
• Jasne tanzanity i inne jasne gatunki kamieni czasami pokrywane są substancją przypominającą atrament, aby wzmocnić i poprawić ich kolor.
• Niektóre bezbarwne topazy są pokrywane tlenkami metali, aby stworzyć wygląd różnych kolorów. W przeszłości takie obróbki często opisywano jako forma "dyfuzji" substancji chemicznych w powierzchnię kamienia szlachetnego, ale było to błędne określenie, ponieważ w większości przypadków dodany kolor ograniczał się do powierzchni kamienia szlachetnego.

Osadzanie parą kwarcu

Technika osadzania parą polega na pokrywaniu kamieni tlenkami metali. Ta cienka warstwa może zmienić kolor każdego rodzaju kamienia. Ponieważ warstwy tlenków metali są zazwyczaj miększe lub mogą źle przylegać do podłoża kamienia, są podatne na zarysowania, szczególnie wzdłuż krawędzi i łączeń fasetek. Należy uważać, aby nie dopuścić, aby jakiekolwiek twarde lub ścierne przedmioty miały kontakt z tak pokrytymi kamieniami szlachetnymi.

Wybielanie kamieni

Niektóre kamienie szlachetne są wybielane, a następnie barwione. Jest to forma "łączonej obróbki".

Najczęściej spotykane wybielane kamienie szlachetne to kamienie jadeitu. Jadeit jest często bielony kwasem, aby usunąć niepożądany brązowy składnik z materiału. Wybielanie w jadeicie jest zazwyczaj częścią dwuetapowego procesu ponieważ bielenie kwasem powoduje, że materiał staje się lekko porowaty. W drugim kroku jest poddawany obróbce poprzez impregnację polimerowej, aby wypełnić te otwarte przestrzenie i uzyskać lepszy ogólny wygląd.

Wybielanie jako proces jednoetapowy jest praktycznie niemożliwe do wykrycia w większości przypadków. Drugi krok, impregnacja związkami polimerowymi, jest łatwiejszy do wykrycia przy użyciu powiększenia i bardziej zaawansowanych technik analitycznych.

Wykrywanie barwników i powłok

Barwniki można łatwo wykryć, ponieważ mają tendencję do gromadzenia się wzdłuż drobnych pęknięć i szczelin. Pod powiększeniem można zobaczyć te ciemne linie. Powłoki powierzchniowe (wosk, polimery) łatwo się rysują. Nowoczesne urządzenia, takie jak spektrometry Ramana oferują zaawansowane rozwiązanie do wykrywania impregnacji i powłok. Jednak nawet proste testy, takie jak nanoszenie rozpuszczalników (alkohol, aceton) za pomocą wacika i sprawdzanie, czy jakikolwiek kolor schodzi, mogą czasami szybko i skutecznie ujawnić obróbkę barwnikami.

Wygrzewanie kamieni i ich napromieniowanie

Efekty ogrzewania i naświetlania kamieni są czasami nieprzewidywalne, jednak w większości przypadków poprawiają kolor kamienia.

• Topaz naturalnie występuje w różnych odcieniach. Bladoniebieski topaz jest raczej standardem, a intensywne niebieskie kamienie nie występują w naturze. Jednak naświetlanie kamieni topazu promieniowaniem gamma może zmienić kolor bezbarwnego topazu na intensywnie niebieski. Niektóre złote lub żółte topazy można podgrzewać, aby uzyskać różowy lub purpurowy czerwony kolor. Kolor bladobrązowego lub „sherry” topazu można poprawić poprzez napromieniowanie, ale ogrzewanie lub narażenie na działanie światła słonecznego odwraca ten proces. obecnie, w przypadku niebieskiego topazu nie ma sposobu na wykrycie poprawy koloru za pomocą napromieniowania gamma.
• Ogrzewanie zwykle rozjaśnia kolor turmalinu, ale czasami może również zmienić ciemnozielony kamień w atrakcyjny, szmaragdowy. Napromieniowanie gamma turmalinu wywołuje spektakularne zmiany kolorów. Blady róż i niektóre bezbarwne kamienie mogą stać się ciemnoróżowe. Średnio różowy materiał może stać się żółty, a niebieskie kamienie mogą stać się fioletowe. Promienie gamma mogą zmienić blade żółte turmaliny w kolor brzoskwiniowy.
• Ogrzewanie jest standardową procedurą przy cyrkonie, zmieniając brązowe w piękne i pożądane bezbarwne i niebieskie kamienie.
• Kolor tanzanitu był kiedyś przedmiotem intensywnych badań. Podgrzewanie niektórych kryształów, które eliminuje czerwono-fioletowy komponent koloru, wywołuje żywy szafirowy niebieski kolor, który uczynił ten kamień tak popularnym.
• Ciemnoniebieski akwamaryn jest dość rzadki i bardzo kosztowny. Wiele ciemnych kamieni widzianych w biżuterii powstaje poprzez podgrzewanie zielonkawego lub brązowego materiału do temperatury 400-450°C. Obróbka ta powoduje trwałą zmianę koloru.
• Rzadki rodzaj berylu znany jako „ Maxixe type” ma charakterystyczny kolor indygo lub kobaltowo-niebieski wywołany napromieniowaniem, naturalnie lub w laboratorium. Światło słoneczne i ogrzewanie wybielają kolor tego materiału do żółtego lub brązowego, a ostatecznie zmieniają go w bezbarwny.
• Spodumen zazwyczaj nie jest podgrzewany, chociaż żółtawo-brązowe okazy można zmieniać się w purpurowe kolor po podgrzaniu.
• Liliowy kunzyt może zmienić się w intensywnie szmaragdowozielony po napromieniowaniu gamma.
• Jednym z najczęściej podgrzewanych kamieni jest kwarc. Specjalnie przygotowany kwarc dymny może zamienić się w ametyst poprzez bombardowanie promieniami gamma. W rzeczywistości wydaje się prawdopodobne, że naturalny ametyst zyskuje swój kolor w ten sam sposób. Napromieniowanie gamma i podgrzewanie niektórych brazylijskich kwarców wywołuje jasny, zielonkawo-żółty kolor, który nie występuje w naturze. Ten kolor znacząco blednie w świetle słonecznym.
• Napromieniowanie gamma niektórych pereł wywołuje szary lub niebiesko-szary kolor. Obróbka może również poprawić kolor zielonkawych pereł. Kolor wywołany promieniami gamma jest jednolity i nie blednie zauważalnie w świetle słonecznym.

Poprawianie wyglądu kamieni poprzez dyfuzję

Dyfuzja a sztuczna metoda poprawy kamieni, która radykalnie zmienia ich wygląd. W przeciwieństwie do podgrzewania branża nie uważa jej za akceptowalną.

Proces dyfuzji pozwala na wprowadzenie chemicznych zanieczyszczeń do struktury kamieni szlachetnych na poziomie atomowym. Te zanieczyszczenia zakłócają strukturę i wpływają na sposób, w jaki materiał pochłania światło, w ten sposób wywołując kolor. Obszary z zaburzoną strukturą atomową są znane jako „centra kolorów”.

Źródłem koloru w większości przezroczystych kamieni szlachetnych są tzw. centra kolorów. Eksperymenty laboratoryjne odkryły procesy chemiczne, które pozwalają na wymuszone wprowadzenie zanieczyszczeń, tworząc sztuczne centra kolorów i wywołując kolory.

Obróbka berylem w procesie dyfuzji kamieni

Najbardziej szczegółowo przebadaną obróbką poprzez dyfuzję kamieni jest migracja pierwiastka berylu do szafiru. Wynikiem tego procesu jest nowy kolor materiału, często pomarańczowy, ale także niebieski, żółty lub czerwony. W dużych kamieniach można wykryć zmienioną strefę koloru jako powierzchniową warstwę przez zanurzenie kamienia w cieczy o odpowiednim współczynniku załamania światła. Jednak w małych kamieniach beryl może przenikać przez całe okaz, więc nie mają one widocznych stref kolorów.

Obróbki berylowe są obecnie rutynowo wykrywane za pomocą spektrometrów i innych zaawansowanych urządzeń.

Obróbka kamieni szlachetnych w celu poprawy przejrzystości

Wypełnianie pęknięć

Wiele materiałów gemmologicznych zawiera mikroskopijne (lub większe) pęknięcia i szczeliny, które często sięgają powierzchni wyciętego kamienia. Te szczeliny są wyraźnie widoczne ze względu na dużą różnicę w właściwościach refrakcyjnych powietrza w porównaniu do minerału. Pęknięcia „znikają”, gdy wypełnia się je substancją (taką jak olej, wosk, żywica epoksydowa itp.), która ściśle odpowiada współczynnikowi załamania otaczającej matrycy.

Szmaragdy są najbardziej znanym przykładem kamienia szlachetnego poddanego tej obróbce. Kamienie te prawie zawsze posiadają labirynt wewnętrznych niedoskonałości, które branża potocznie nazywa " jardin" (z francuskiego ogród). Jeśli szmaragd jest moczony w zielonym barwionym oleju i podgrzewany, to olej przenika do kamienia i wypełnia pęknięcia, skutecznie „czyszcząc” go i poprawiając przejrzystość i blask.

Olejowanie kamieni szmaragdu jest praktykowane od wieków, zazwyczaj bezpośrednio u źródła. Ostatecznie olej odparowuje i uchodzi, więc kamień powraca do swojego pierwotnego, widocznie wadliwego stanu. Można go jednak ponownie napełnić olejem wiele razy. Wypełniacze takie jak żywica epoksydowa i polimery oferują bardziej trwałe rozwiązanie. Staranna próba może ogólnie wykryć te obróbki.

Wiele innych kamieni otrzymuje poprawę przejrzystości za pomocą różnych „wypełniaczy”. Nawet diamenty rutynowo mają ciemne inkluzje „spalane” za pomocą laserów. Obróbkę przejrzystości diamentów za pomocą lasera można łatwo dostrzec, ponieważ intensywna wiązka światła tworzy mikroskopijny „tunel” przez diament. (Niektóre obróbki laserowe diamentów pozostawiają trudniejsze do zauważenia tunele. Trzeba użyć mikroskopu, aby je znaleźć).

Najczęściej spotykane kamienie szlachetne z wypełnionymi pęknięciami to:

• Diament: Powierzchniowe pęknięcia są wypełniane szkłem o wysokiej zawartości ołowiu. Redukuje to widoczność pęknięcia, celem poprawy wyglądu diamentu. Wypełniane szkłem pęknięcie wciąż istnieje - jest po prostu mniej widoczne.
• Rubin: Liczne powierzchniowe pęknięcia w rubinach są wypełniane olejem lub żywicą, aby ukryć ich widoczność i poprawić ich wygląd.
• Szafir: Szafiry zawierające pęknięcia mogą zostać wypełnione olejem lub żywicą, aby ukryć ich widoczność i poprawić ich wygląd.
• Szmaragd: Powierzchniowe pęknięcia w szmaragdach są wypełniane olejem, aby zmniejszyć ich widoczność i poprawić wygląd kamienia.

Wypełnione pęknięcia mogą być trwałe, ale ich stabilność zależy od właściwości materiałów wypełniających. Niektóre oleje i woski mogą wysychać lub krystalizować się z czasem, co może spowodować zmniejszenie trwałości wypełnienia. Wrażliwe na ciepło i rozpuszczalniki (takie jak alkohol i aceton), materiały wypełniające mogą również ulec degradacji w przypadku niewłaściwego użytkowania lub czyszczenia.

Wypełnione pęknięcia są zazwyczaj wykrywalne dla wykwalifikowanego gemmologa, szczególnie jeśli kamień jest oglądany pod mikroskopem.

Powlekanie kamieni (impregnacja)

Powlekanie kamieni polega na pokryciu powierzchni kamienia polimerem, woskiem lub plastikiem, aby nadać mu większą trwałość i poprawić jego wygląd. Najczęściej spotykane kamienie impregnowane woskiem lub plastikiem są nieprzezroczyste, obejmują turkus, lazuryt, jadeit, nefryt, amazonit, rodochrozyt i serpentynit.

Wiele impregnacji jest często „płytkich”, a ze względu na temperaturę topnienia plastiku i wosku mogą być podatne na uszkodzenia cieplne. Impregnacje plastikowe są uważane za trwałe w takich kamieniach jak turkus, pod warunkiem, że nie są one poddawane działaniu ciepła ani substancji chemicznych. Należy unikać poddawania impregnowanych kamieni działaniu ciepła, takiego jak to spotykane przy użyciu palnika jubilerskiego, ponieważ może to uszkodzić materiał.

Wiercenie laserowe

Polega na użyciu światła laserowego do wypalenia kanału w powierzchni diamentu w celu dotarcia do ciemnych inkluzji. Następnie przy użyciu środka chemicznego wprowadzonego do kanału rozpuszcza się lub zmienia wygląd inkluzji.

Diamenty są jedynymi kamieniami szlachetnymi, które są traktowane w ten sposób, między innymi dlatego, że tylko one mogą wytrzymać ciepło lasera.

Podsumowanie metod traktowania kamieni szlachetnych

Pojęcie traktowania odnosi się do dowolnego procesu innego niż cięcie i polerowanie, który poprawia kolor, klarowność lub jest używany do zmiany wyglądu (koloru, klarowności lub zjawisk optycznych), trwałości, wartości lub dostępności kamienia szlachetnego. Obecnie większość kamieni szlachetnych jest poddawana obróbce w celu poprawy wyglądu. Procesy obróbki mogą obejmować obróbkę cieplną, napromieniowanie, barwienie, olejowanie lub inne procesy. Wykrycie tych zabiegów może być łatwe lub niemal niemożliwe. Oto najczęstsze stosowane zabiegi:

• Nakładanie powłoki: Ten zabieg polega na nałożeniu cienkiej warstwy na powierzchnię kamienia szlachetnego częściowo lub całkowicie w celu zmiany koloru, połysku lub blasku. Obecnie powłoki są projektowane indywidualnie dla różnych gatunków kamieni. Niektórzy producenci twierdzą, że ich formuły powłok mogą poprawić odporność na zużycie powierzchni poprzez powłoki diamentowe nanokrystaliczne, ale to jeszcze nie zostało udowodnione.
• Barwienie: Barwienie odnosi się do jednego z najstarszych zarejestrowanych zabiegów. Polega on na wprowadzeniu barwnika do kamienia szlachetnego, aby nadać mu nowy kolor, wzmocnić istniejący kolor lub poprawić jednolitość koloru.
• Poprawa klarowności/Wypełnienie pęknięć: Poprawa klarowności/Wypełnienie pęknięć polega na wypełnieniu powierzchniowych pęknięć lub szczelin przezroczystym szkłem, żywicą lub podobną substancją. Proces ten służy poprawie trwałości, koloru i przezroczystości.
• Obróbka fluksowa: Ten zabieg zazwyczaj występuje w rubinach i szafirach podczas obróbki cieplnej z komponentami fluksu topniejącymi i krzepnącymi na powierzchni, dochodzącymi do pęknięć kamienia. W wielu przypadkach może to poprawić klarowność poprzez „wyleczenie” pęknięć.
• Obróbka cieplna: Obróbka cieplna kamieni szlachetnych jest najczęstszą techniką obróbki stosowaną na kamieniach szlachetnych. Wzmianki o obróbce cieplnej kamieni szlachetnych można znaleźć w literaturze gemmologicznej sięgającej tysięcy lat. Jednak powszechne stosowanie rozpoczęło się w XX wieku. Ten zabieg jest zwykle wykrywalny w wielu kamieniach szlachetnych. Obrabiane cieplnie kamienie szlachetne są stabilne, a zabieg jest zazwyczaj trwały. Zdecydowana większość kamieni szlachetnych jest poddawana obróbce cieplnej w celu zmiany ich koloru. W rubinach i szafirach zabieg ten często jest wykonywany w celu poprawy koloru i klarowności.
• Obróbka dyfuzyjna: Ten zabieg jest osiągany przez podgrzewanie szafirów w bardzo wysokich temperaturach, dodając pewne pierwiastki, takie jak beryl, chrom i/lub tytan do procesu. Obecnie wykrycie dyfuzji Be jest możliwe tylko za pomocą zaawansowanych i kosztownych technik spektroskopii.
• Napromieniowanie: Napromieniowanie odnosi się do stosowania neutronów, promieniowania gamma i/lub bombardowania elektronowego do zmiany koloru kamienia szlachetnego. Zazwyczaj etap napromieniowania procesu jest następnie poprzedzany fazą podgrzewania w celu wprowadzenia zmian. Błękitny topaz jest zazwyczaj produkowany poprzez napromieniowanie.
• Olejowanie kamieni: Olejowanie kamieni polega na wypełnieniu powierzchniowych pęknięć lub szczelin w kamieniu szlachetnym bezbarwnym olejem lub żywicą, woskiem lub inną substancją oprócz szkła lub plastiku, w celu poprawy wyglądu kamienia szlachetnego. Celem jest zmniejszenie widoczności pęknięć i poprawa przezroczystości kamienia. Zabieg ten zazwyczaj nie jest trwały.
• Nawiercanie laserem: Metoda ta polega na użyciu wąskiego, skoncentrowanego wiązki światła laserowego do wypalenia kanału w celu dotarcia do ciemnych inkluzji. Następnie do kanału wprowadza się środek chemiczny w celu rozpuszczenia lub zmiany wyglądu inkluzji.