Владимир Куманин - Материалы для ювелирных изделий
Лазурит. Химическая формула Na3Ca2 [AlSiOJ (S04)r/ Кристаллическая решетка кубическая. Твердость 5–6. Непрозрачный. Цвет ярко-синий, цвета лазури. Из лазурита изготавливают вставки, бусы, браслеты и др.
Малахит. Химическая формула Cu2[COs] (ОН)2. Твердость 3,5–4. Непрозрачен. Цвет зеленый различных оттенков.
Окраска малахита неоднородна. Строение зональное. На полированном срезе отчетливо видны чередующиеся зоны – темно-зеленые и светло-зеленые. У бирюзового малахита расположение зон концентрическое и их размер – десятые доли миллиметра. Темные зоны обычно более крупные. Рисунок бирюзового малахита муаровый. Плисовый малахит имеет радиально-лучистое строение и используется в ювелирных изделиях реже.
Бирюза. Химическая формула CuAl6[POО4]4(ОH)8 5H2О. Состав непостоянный. Может содержать дополнительно железо, кремний, кальций, магний, хром и пр. Кристаллическая решетка – триклинная. Твердость 5–6. Непрозрачна. Цвет – небесно-голубой, голубовато-зеленый, серовато-зеленый. Часто содержит включения кристаллов пирита, кварца, рутила и других минералов. Легко обрабатывается. Обычно придают форму кабошона. Наиболее ценится бирюза небесно-голубого и зеленовато-голубого цвета без включений и примесей.
Кроме неорганических природных минералов в ювелирных изделиях применяют некоторые органические вещества: янтарь, жемчуг, кораллы.
Янтарь. Ископаемая смола. Химическая формула С10Н16О. Твердость 2–3. Прозрачность – от прозрачного до непрозрачного. Цвет – все оттенки желтого: от светло-желтого, почти бесцветного, до желто-оранжевого, красного, коричневого, реже – черного. Иногда куски янтаря имеют включения насекомых или растений. Из янтаря изготовляют бусы, браслеты, различные вставки и пр.
Жемчуг. Химический состав – углекислый кальций 85–90 %, органика 4–6 %, вода 3–4 %. Твердость 3–4. Прозрачность – от прозрачного до непрозрачного.
Жемчуг образуется в раковинах некоторых моллюсков, которые выделяют перламутр. Небольшая песчинка, случайно попавшая между створками раковины и мантией моллюска, обволакивается перламутром. Слои перламутра нарастают со временем, и происходит рост жемчужины.
Жемчуг может быть разных цветов: белый, голубой, желтый, зеленоватый, розовый, серый, черный. Механически не обрабатывается.
На рис. 14.11 приведено золотое кольцо с черным и белым жемчугом.
Коралл. Карбонат кальция. Скелеты некоторых морских полипов. Твердость 3–4. Непрозрачен. Цвет – молочно-белый, телесно-розовый, бледно-розовый, ярко-розовый, оранжево-розовый, красный, черный.
На рисунке 14.12 приведено кольцо, украшенное кораллами и бриллиантами. Коралл обрабатывается для вставок в форме кабошонов или уплощенных бусин. Имитация ювелирных камней.
Имитация – использование различных материалов, сходных по свойствам с драгоценными камнями, а также искусственно выращенные минералы и искусственно выращенный жемчуг. Для имитации используется в первую очередь стекло – стеклянная имитация. Также применяются для имитации дублеты– и триплеты-склейки нескольких материалов, пластмасса и полимеры.
На рис. 14.13 приведено колье, выполненное из желтого золота и украшенное бриллиантами, черным культивированным жемчугом и хризолитами.
Использование наноматериалов в ювелирных изделиях в настоящее время ограничено. Это связано с высокой стоимостью их получения и трудностью очистки от загрязнений истирающими материалами измельчаемого порошка. Тем не менее в ювелирном деле применяют такие вещества, как аэрозоли, красящие пигменты, а также нанопленки и нанопокрытия, используемые для увеличения коррозионной – и износостойкости. Особенно хорошо они защищают ювелирные изделия от биокоррозии, т. е. коррозии в результате захвата руками. Кроме того, нанопокрытия прекрасно защищают поверхность серебряных украшений от потемнения, которое имеет место при образовании сернистого соединения на поверхности серебряного изделия. (Сероводород, находящийся в атмосфере, реагирует с серебром и образует сернистое соединение черного цвета.)Можно предположить, что в ближайшем будущем в ювелирном деле будет использоваться механическое легирование, в результате которого можно будет получать нанопорошки легированных сплавов, имеющих самую неожиданную окраску, включающую поверхностные узоры и радужные оттенки основного цвета. Уникальным достоинством способа является то, что за счет взаимодиффузии в твердом состоянии возможно получение «сплавов» таких элементов, взаимная растворимость которых в расплавах очень мала.
Приложения
П.1. Материалы для пресс-форм
Гипс. Гипс достаточно часто используется для изготовления пресс-форм, так как при этом возможно изготовление эталона практически из любого материала, например из пластилина, воскообразных материалов, дерева и пр. Недостатком гипсовых пресс-форм является низкая прочность и недолговечность. Количество съемов не превышает нескольких десятков. Однако гипсовые пресс-формы в художественном литье обладают неоспоримым преимуществом в сравнении с другими материалами. Во-первых, пресс-формы, изготовленные из гипса, выполняются из множества больших и малых кусков, которые удерживаются на моделях с помощью толстого слоя гипса – раковины, дающей возможность точной сборки кусков при вынутой модели. Во-вторых, гипсовые куски можно подгонять друг к другу срезанием выступающих наружных частей при изготовлении и установке раковины. В-третьих, гипсовые формы обходятся относительно недорого.
Эпоксидные смолы . Для индивидуального производства удобно и экологически целесообразно изготовлять пресс-формы и из холоднотвердеющих эпоксидных смол методом свободной заливки на эталон. Пресс-форма, полученная таким способом, имеет высокую механическую прочность, не подвержена короблению, разбуханию, коррозии и обеспечивает хорошее качество моделей.
Эпоксидно-диановые неотвержденные смолы, или эпоксидные смолы, являются растворимыми реакционноспособными продуктами на основе этилхлоргидрина и дифенилолпропана. Они могут переводиться в твердое неплавкое состояние под действием отверждающих агентов различного типа (полиамины, полиамиды, фенолформальдегидные смолы и др.) при нормальной температуре. Чаще всего применяют полиэтиленполиамид по СТУ 49-2529-62.
Для улучшения свойств отвержденной смолы применяют пластификатор дибутил-фталат (ГОСТ 3863-79). Эпоксидные смолы, применяемые для пресс-форм, малотеплопроводны, что удлиняет время изготовления моделей. Для ускорения процесса отверждения и повышения теплопроводности в жидкую смолу вводят инертные наполнители-порошки: железный, алюминиевый и медный.
Формопласт . Применение эластичных материалов – формопластов, виксинта, резины и других синтетических каучуков – значительно упрощает изготовление пресс-форм. Большая упругость эластичных материалов и их способность сохранять первоначальную форму позволяют при извлечении модели как угодно деформировать пресс-форму, удаляя модели с поднутрениями и обратными углами и конусами. При отсутствии готового термопласта его можно изготовить самим. Для этого используются следующие материалы (по массе): полихлорвиниловая смола – 20 %, дибутилфталат – 76 %, стеарат кальция – 2 %, касторовое масло – 2 %. Материалы нагревают в эмалированной посуде на масляной бане под вытяжкой до 100 °C при энергичном перемешивании деревянной или алюминиевой мешалкой. При получении однородной массы температуру доводят до 120–130 °C и поддерживают при этой температуре до полного расплавления массы и удаления пузырьков воздуха. Жидкий формопласт разливают в емкости, в которых он затвердевает.
Виксинт – смола холодного отверждения. К этим смолам относят силиконовые герметики У-1-18, У-4-21, У-2-28 и др. Существуют и герметики специального назначения.
Например, У-ЗОМ; УТ-32; У Т-3 4 и пр., но из них наиболее распространены виксинты. Виксинтовые формы в металлическом и гипсовом кожухах могут широко использоваться как для запрессовки воска в пастообразном состоянии, так и для заливки жидкого модельного состава. Для получения эластичных форм применяют различные резиновые герметики. Лучшие показатели достигнуты при использовании силоксановых герметиков типа «Виксинт У-1-18», основные свойства которого приведены ниже:
• жизнеспособность – 0,5–6 ч;
• условная прочность при разрыве – 2,5 МПа;
• относительное удлинение при разрыве – не менее 170 %;
• твердость по Шору – 50–60;
• соотношение виксинт – катализатор – 100: 0,4;
• вид материала – паста белого цвета;
• жизнеспособность – не более 72 ч.
Виксинтовая пресс-форма обеспечивает высокую точность отпечатка, и ее не нужно смазывать разделительным составом.
