Кольорові метали та їх сплави

Кольоро́ві мета́ли — це промислова назва всіх металів, крім заліза. Властивості кольорових металів визначаються особливістю їхньої атомної будови. Установлена чітко виражена періодична залежність багатьох властивостей елементів від їхнього атомного номера.

Легкі та важкі метали

Кольорові метали і сплави умовно підрозділяють на легкі і важкі. До легких відносяться метали, у яких густина не перевищує 5 г/см3: магній, берилій, алюміній, титан і ін. (найлегший метал — літій — 0,536 г/см3). До важких відносять метали, у яких щільність перевищує 5 г/см3. Найважчими елементами є осмій (22,48 г/см3), іридій (22,46 г/см3), золото і вольфрам (19,3 г/см3).

Класифікація за температурою плавлення

Кольорові метали підрозділяють також за температурою плавлення. Легкоплавкі мають Тпл. до 600 оС (цинк, свинець, кадмій, вісмут, олово й ін.). Середню Тпл. (600 — 1600 оС) має мідь. Тугоплавкими вважаються метали, що плавляться при температурах вище 1 600°C — титан, хром, ванадій, цирконій і ін.

За пластичності кольорові метали підрозділяють на пластичні з відносним подовженням, δ, більше 3 — 5 % і крихкі. Більше кольорових металів є пластичними. До крихких металів відносяться вісмут, сурма, марганець. Пластичність металів сильно залежить від концентрації в них природних домішок. Чим чистіше метал, тим він більш пластичий.

Більшість кольорових металів мають високу електропровідність (срібло, мідь, золото, алюміній).

Корозійностійкими є золото, хром, ніобій, тантал, свинець.

Часто з кольорових металів умовно виділяють наступні групи:

- легкі метали: алюміній, титан і магній;

- важкі метали: мідь, цинк, нікель, олово і свинець, застосовуються в машинобудуванні;

- лужні метали: калій, натрій і літій

- лужноземельні метали: кальцій, барій і стронцій, застосовуються в хімії.

- рідкісні важкі метали: кадмій, вольфрам, молібден, манган, кобальт, ванадій, вісмут, використовуються в сплавах з важкими металами.

. Для виготовлення недорогих юве­лірних виробів застосовують такі сплави міді: латунь - сплав міді з цинком, має красивий жовтий колір, схожий на золото; бронза - сплав міді з оловом, використовують для лиття су­венірів, художніх виробів малих форм; мельхіор - сплав міді (80%) та нікелю (20%). Зазвичай мельхіорові вироби покри­вають шаром срібла; нейзильбер - сплав міді (65%), нікелю (15%) та цинку (20%), має високу стійкість до корозії, хороші механічні властивості. Вироби з нейзильберу сріблять і вони мають привабливий вид своєю схожістю зі сріблом.

В асортименті ювелірних виробів мають місце вироби із нержавіючої сталі, яка має високу хімічну стійкість.

Ювелірне каміння

 

Дорогоцíнне камíння (рос. драгоценные камни, англ. gemstones, precious stones, нім. Edelsteine m pl) — природні та штучні (синтетичні) мінерали в сировині, необробленому та обробленому вигляді (виробах). Ювелірне каміння буває природне і синтетичне. Природне – мінерального і органічного походження.

Коштовне каміння, самоцвіти — різні за складом і будовою мінерали, переважно кристали, з особливими властивостями: гарно забарвлені, з яскравим блиском, високою прозорістю, сильним променезаломлюванням, значною твердістю тощо. До дорогоцінного каміння належать як природні, так і штучні (синтетичні) мінерали в сировині, необробленому та обробленому вигляді (виробах). Використовують у ювелірній справі, буровій техніці, оптиці тощо.

До дорогоцінного каміння відносять і мінеральні тіла органічного походження як бурштин, корали.

В ювелірній практиці і в торгівлі каміння класифікують на коштовне, напівкоштовне і виробне.

До коштовного відносять каміння мінерального походження – дуже тверде, прозоре: алмази, ізумруди, рубіни, сапфіри; органічного походження - перли, янтар, корали.

Категорії дорогоцінних камінь

За особливостями застосування і відносно вартості розрізняють дорогоцінні каміння:

І порядку — рубін, смарагд, алмаз, сапфір синій, олександрит.

II порядку — демантоїд, евклаз, благородний жадеїт (імперіал), сапфір рожевий та жовтий (в деяких країнах — зелений, оранжевий і фіолетовий), опал благородний чорний, шпінель благородна;

III порядку — аквамарин, берил, кордієрит, опал благородний білий та вогняний, танзаніт, топаз рожевий, турмалін, хризоберил, хризоліт, цаворит, циркон, шпінель;

IV порядку — адуляр, аксиніт, альмандин, аметист, герсоніт, гросуляр, данбурит, діоптаз, кварц димчастий, кварц рожевий, кліногуміт, гірський кришталь, кунцит, моріон, піроп, родоліт, скаполіт, спесартин, сподумен, топаз блакитний, винний та безколірний, фенакіт, фероортоклаз, хризопраз, хромдіопсид, цитрин (крім цього, іноді до цієї групи відносять хризоліт, циркон, кунцит, берил жовтий, зелений і рожевий, альмандин, бірюзу).

Ваговою одиницею коштовного каміння є карат, який дорівнює 0,2 г, а для всього іншого каміння – грам.

Напівдорогоцінні камені

Напівкоштовне каміння – це прозоре, безкольорове або кольорове каміння. Одиниця їхнього виміру – грам.

І порядку — бірюза, жадеїт, лазурит, малахіт, молдавіт, нефрит, тигрове та кошаче око, хауліт, хризокола, цоїзит, чароїт;

ІІ порядку — агат, амазоніт, гагат, гематит, дерево скам'яніле, джеспіліт, егіриніт, епідозит, кахолонг, кварцит кольоровий, кремінь кольоровий, онікс мармуровий, опал, пегматит, пірофіліт, родоніт, сердолік, серпентиніт, скарни кольорові, содаліт, халцедон, шпати іризуючі польові, яшма.

До дорогоцінних камінь І порядку відносять також органомінеральні утворення — перли.

Ювелірні камені застосовуються у виробах, що дорого коштують в оправі з благородних металів.

Виробне каміння – це непрозорі мінерали або такі, що слабо просвічуються. Вони поступаються за твердістю напівкоштовному камінню. До них відносять: халцедон (сірувато- голубий), сердолік(червонуватих відтінків), агат, онікс, ко тяче око, яшму, малахіт.

Є коштовні каміння синтезовані - карборунди, фіаніт. Фіаніт, що є імітацією брильянта, одержав свою назву від перших літер інституту, де він був створений – Фізичний інститут Академії наук СРСР.

Підроблювати коштовні камені люди прагнули з незапам'ятних часів. Ще в Давньому Єгипті існував спосіб приготування штучних коштовних каменів дуже схожих на справжні.

У XVIII столітті цей бізнес був відродженний відомим ювеліром Фредеріком Страссом, і на його честь іменують усі імітації дорогоцінних каменів - стразів. Через 100 років Даніель Сваровські (Swarovski) розробив новий процес виготовлення кришталя надприродної прозорості. Так з'явилися кристали Сваровські. На відміну від справжніх діамантів, вони виявилися недорогими і дуже привабливими. У XX столітті біжутерія Сваровські знайшла не лише право на існування, перестала бути дурним тоном навіть при королівських дворах Європи, і стала вважатися мистецтвом. В середині 50-х розкрився і талант внука Даніеля - Манфреда Сваровські: він зумів створити технологію виробництва різноколірних кристалів що переливаються всіма барвами веселки. Сьогодні біжутерія Swarovski визнається справжнім самостійним видом ювелірного мистецтва.

У перекладі з французького "bijou" означає "коштовність, скарб". У біжутерії, традиційно, є два напрями. Перше - це копіювання справжніх коштовних прикрас, найчастіше копіюються прикраси відомих ювелірірних домів. Другий напрям - "відверта" біжутерія - величезні перлини, дротяні кольє, сережки з пір'я і т. д.

Для виробництва ювелірних виробів використовують різні декоративні і виробні матеріали: скло, кістки, роги, пап'є-маше, пластмаси тощо.

Особливістю виробництва ювелірних виробів є те, що вони розцінюються як твори мистецтва і створюються художниками– ювелірами.

Основні технологічні процеси виробництва показано на рис. 9.1.

 

 

Рис. 9.1. Технологічний процес виготовлення ювелірних виробів

Заготівельні процеси: складання лігатури та плавлення, кування, прокатка, волочіння.

Форми ювелірних прикрас залежно від художнього задуму та естетичних властивостей отримують різними мето­дами складності: литтям, штампуванням, монтуванням виробів, карбуванням.

Види декоративного оброблення ювелірних виробів: механічне оздоблення [шліфування, полірування, карбування, гравірування, матування, інкрустація, мозаїка, металопластика, кування, філігрань (скань)]; декоративно-захисні по криття (емалювання – фініфть, плакірування, сусальні покриття); хімічне оброблення (травлення, гальванічні покриття, оксидування, чорніння). Закріплення ювелірних вставок у виробі. Місце, де на виріб кріпиться каміння, називають кастом (оправою). Існує кілька способів закріпок каменів: крапапова (камінь затиску­ється в лапках (крапанах), гризантна (камінь обжимається ободком з насічкою (гризантом), корнериа (застосовується для дрібних каменів, які вставляють у висвердлені у виробі отвори і закріплюють корнерами (частками металу), і глуха (камінь закріплюється стрічковим ободком по всьому колу).