Драгоценные металлы и сплавы

Физические характеристики

Ювелирными изделиями называются изделия, изготовленные из драгоценных металлов и камней, а также из других долговечных материалов, при условии их высокохудожественной обработки.

К драгоценным металлам относятся: золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (иридий, палладий, осмий, рутений, родий), а также их сплавы.

Драгоценные металлы обладают красивым внешним видом, хорошим блеском, устойчивостью к химическим и атмосферным воздействиям, прочностью и высокой твердостью. Эти достоинства драгметаллов обусловили их применение в качестве материала для изготовления ювелирных изделий. Для повышения прочности драгметаллы применяются в виде сплавов.

Золото - очень мягкий, легко тягучий металл, обладающий значительной механической прочностью. Оно в слитках имеет чисто желтый цвет с сильным металлическим блеском. Примесь серебра или платины ослабляет желтый цвет, а добавление меди придает золоту красноватый оттенок. Температура плавления золота 1063 °С.

В холодном состоянии обладает отличной ковкостью (позволяет получить листы толщиной до 0,0001 мм) и свойством в волочении вытягиваться в проволоку сечением 0,05 мм и меньше. Один грамм золота может быть вытянут в проволоку длиной около 1 километра.

Золото химически устойчиво, с кислородом воздуха не соединяется. Растворяется в смеси двух крепких кислот: 1 часть азотной и 3 части соляной ("царская водка").

В природе встречается главным образом в рудах цветных металлов и в самородном состоянии, причем в самых разнообразных формах - в виде кристаллов, пластинок, чешуек, волокон, зерен, кусочков и кусков весом от нескольких граммов до нескольких килограммов.

Платина - серебристо-белый металл с сероватым оттенком, по цвету и блеску напоминающим олово. В самородном состоянии в природе почти не встречается, добыча платины производится промывкой платиносодержащих песков. В кислотах (кроме "царской водки") нерастворима. Для

увеличения твердости и прочности ее сплавляют с золотом, серебром, медью или металлами плат новой группы - радием, иридием, палладием.

В ювелирном производстве платина используется как оправа под бриллианты и для изготовлен: комбинированных (составных) изделий. Применяется, как правило, платиновый сплав 950 пробы.

Палладий - металл серебристо-белого цвета. Встречается в природе в самородном состоянии вместе с платиной. Обладает значительной ковкостью и тягучестью, плавится при температуре 1554 °С. Растворяется в азотной кислоте и "царской водке".

Применяется для изготовления ювелиры изделий в сплавах с золотом ("белое золото"), и этом используется обесцвечивающая способность металлов платиновой группы.

Палладий - самый молодой из драгметалл применяемых в ювелирном производстве.

В основном применяются палладиевые сплавы 500 и 850 проб.

Осмий, рутений, родий - тугоплавкие блестящие металлы платиновой группы серебристо-белого цвета. В природе встречаются вместе с платиной ("платиновые спутники"). В ювелирной практике применяются в качестве декоративных плавок (напаек) на золотых изделиях, а так же в виде компонентов для увеличения твердости и прочности других драгметаллов или изменения цвета драгметаллов.

Серебро - блестящий, белый, очень ковкий металл. В природе иногда встречается в самородном виде, но чаще всего входит в состав полиметаллических руд (свинец, цинк, серебро), всех металлов серебро обладает наивысшей отражательной способностью: отражает 94 процентов падающих на него лучей света. Хорошо воспринимает полировку, плавится при темпере 960,5 °С. Реагирует с серной и азотной кислотами.

В ювелирных изделиях наиболее часто применяется в сплавах с медью, а в чистом виде – для серебрения недрагоценных металлов. Изделия из серебра, выпущенные в России до 1927 года, являющиеся антикварными, имеют золотниковую пробу.

Сплавы драгоценных металлов

Большинство драгоценных металлов обладают такой высокой степенью ковкости, вязкости и тягучести, что применение их в чистом виде практически невозможно, поэтому в ювелирном производстве применяются в основном сплавы драгметаллов, образуемые сплавлением одного или нескольких металлов друг с другом или с недрагоценными цветными металлами.

Сплавы золота

Из большого количества золотых сплавов в ювелирном производстве применяются очень немногие. Компоненты, составляющие сплав (лигатура), как правило, состоят из меди, бронзы или латуни.

Для изготовления ювелирных изделий в основном используют тройные сплавы — золота, серебра и меди, реже двойные - золота с серебром, золота с медью, золота с палладием или платиной и др.

Сплавы серебра

В производстве ювелирных изделий наиболее часто употребляются медно-серебряные сплавы 875° (пробы), для изготовления серебряных изделий с эмалевыми покрытиями - сплав 916°, для филигранных изделий - 960° и выше.

Сплавы платины

Белые сплавы, содержащие платину, применяются в ювелирном деле для изготовления верхушек, декоративных наплавок (напаек) и оправ под драгоценные камни (в основном - бриллианты), а также отдельных ювелирных изделий.

Сплавы "платиновых спутников"

Применение в ювелирном деле сплавов палладия, осмия, рутения, родия приведено в предыдущем разделе.

Сплавы цветных металлов

Основные металлы, применяемые в ювелирном производстве: бронза, латунь и мельхиор.

Бронза — сплав меди с оловом, алюминием и кремнием. Обладает приятным золотистым цветом, прочна. Идет на художественное литье.

Латунь - сплав меди с цинком, иногда с добавлением свинца, олова, железа, никеля или другими металлами, называемыми томпаками или полутомпаками. Используется для изготовления металлической бижутерии. Имеет желтый, желто-золотистый или бледно-золотистый цвет.

Мельхиор - сплав меди с никелем (80% меди + 20% никеля). Обладает большой тягучестью, легко обрабатывается в холодном состоянии, пригоден для глубокой штамповки. Мельхиор используется как оправа для армирования хрустальных изделий. Для изготовления различных столовых приборов применяется мельхиор с последующим серебрением.

Методы определения проб

Для определения проб (опробирования) драгметаллов и их сплавов существуют следующие основные методы: реактивом хлорного золота, пробирными реактивами, на пробном камне, химическим и муфельным методами.

В условиях таможенного контроля предпочтительно опробование реактивом хлорного золота и пробирными реактивами.

Реактив хлорного золота

Представляет собой раствор хлорного золота в воде. Имеет золотисто-желтый цвет. Применяется при испытании золотых слитков и изделий от низкопробных до 600 пробы, служит для определения металла и, ориентировочно, его пробы перед более точным опробированием кислотными пробирными реактивами. Способ применения: на чистую отполированную или зачищенную поверхность определяемого металла (сплава) наносится капля реактива хлорного золота. На смоченной раствором поверхности большинства металлов быстро образуется пятно от выделившегося осадка золота, цвет которого зависит от примеси образовавшегося осадка хлорной соли испытуемого металла и приобретает различные оттенки, по которым и определяются металлы.

На сплаве золота 580-600° остается узкий светло-коричневый ободок по всей окружности капли. Чем ниже проба металла (сплава), тем темнее пятно.

Серебро, медь, латунь, свинец чернеют моментально.

Таблица определения металлов реактивом хлорного золота

Кислотные реактивы

Представляют собой прозрачные кислотные растворы для опробования сплавов золота следующих проб: 375, 500, 583, 750, 875, 900, 916, 958. Быстро разрушаются на свету и на открытом воздухе, поэтому требуют хранения во флаконах из темного стекла с притертыми пробками. Срок хранения 3-4 месяца.

Хромпик (двухромовокислый калий)

Раствор оранжевого цвета, применяется для опробования серебра от 500 пробы и выше. На сплавах до 750° две-три капли хромпика, опускаемые последовательно на одно и то же место и снимаемые фильтровальной бумагой, оставляет светло-коричневое пятно. На сплавах и изделиях выше 750° этот реактив оставляет красные пятна, яркость которых повышается с повышением пробы сплава. На изделиях и сплавах 916 пробы и выше хромпик оставляет ярко-красное пятно.

Азотнокислое серебро

Прозрачный раствор, изготовлен для определения проб серебра: 750, 800, 875, 916, на которых остается светло-серое пятно. На сплавах и изделиях низших проб - более или менее густые белые пятна.

Порядок хранения этих растворов такой же, как и для кислотных реактивов.

Все реактивы при попадании на кожу могут причинить ожоги, поэтому при пользовании ими следует быть максимально осторожным. Реактив, попавший на кожу, следует немедленно смыть теплой водой с мылом или содой (для нейтрализации действия кислоты).

Таблица соответствия проб золота

Таблица соответствия проб серебра

Примечание. Приведенные таблицы содержат только пробы, применяемые в настоящее время и применявшиеся ранее для ювелирного производства.
Пробы платины и металлов платиновой группы в таблицах не приводятся, т. к. они применяются в сплавах, пробы которых даны непосредственно в описаниях этих сплавов.

Пробы

Достоинство сплава, из которого изготовлены платиновые, золотые, серебряные изделия, определяется пробой, показывающей содержание драгметалла в условном количестве весовых единиц этого сплава.

До 1927 года в России проба выражалась числом золотников в одном фунте сплава (1 фунт = 96 золотников). Например, золотой сплав 56 пробы содержал 56 золотников чистого золота и 40 золотников лигатуры (добавочных компонентов) в фунте.

Для перевода золотниковой пробы в метрическую можно применять следующую формулу:

Х=125*А/12, где X - метрическая проба; А - золотниковая проба.

Пример: кольцо 56 золотниковой пробы.

Х = 125*56/12 = 583°.


В Англии, США и некоторых других зарубежных странах применяется так называемая каратная система проб, при которой 1000 метрических проб соответствует 4-м каратным. Не следует путать это с единицей веса драгоценных камней - каратом, равным 0,2 г.

Для перевода каратной пробы в метрическую применяется формула:

Х=125*В/13, где X — метрическая проба; В - каратная проба.

Приемы ручной обработки и украшения драгоценных металлов

Технические приемы, применявшиеся при производстве изделий из драгоценных металлов, в различных странах в течение тысячелетий в основных чертах остались сходными. Почти одинаковые их описания с разницей лишь в деталях даны в "Естественной истории" Плиния, римского писателя, жившего в I веке н. э., в трактате немецкого монаха Теофила, XI век, в труде о ювелирном искусстве итальянского скульптора и ювелира XVI века Бенвенуто Челлини, в русских рукописных руководствах для мастеров XVII и XVIII веков и вплоть до современности. XIX век внес некоторую механизацию в приемы обработки драгоценных металлов, которая в основном сводится к ускорению и удешевлению производства.

Ниже мы рассмотрим приемы обработки.

Ковка - была одной из первых техник обработки драгоценных металлов, которую узнал человек. Она основана на свойствах золота и серебра расплющиваться и растягиваться, не ломаясь под давлением или ударом.

Серебро можно ковать как в холодном, так и в горячем виде, золото - только в холодном виде. Для того чтобы выковать сложный предмет, применяют молотки, чеканки и наковальни фигурной формы.

Ковка придает золоту и серебру плотность и упругость. Кованые предметы отличаются сечканированной поверхностью с мягким мерцающим блеском.

Литье - по древности своего происхождения уступает только ковке. Благодаря тому, что золото и серебро сравнительно легко плавятся, литье широко применяется в ювелирном деле для изготовления как небольших, так и массивных предметов или их частей (например, ручек украшений на крышках сосудов).

Резьба - благодаря мягкости золота и серебра любые изображения и орнаменты могут быть легко нанесены на их поверхность.

В то время как чеканка, басма, эмаль хорошо смотрятся и на расстоянии, так как их красота основана на контрасте светлых и темных пятен или на контрасте разных цветов, резьба не обладает яркими декоративными качествами.

Искусство резьбы - это искусство особенно утонченное, тонкие линии вырезаны на металле, рассчитаны на пристальное разглядывание, на любование вблизи.

Особый вид глубокой резьбы назывался "Оброн". При этом виде резьбы фон около изображения или надписи "опускается" (обирается) при помощи резца, благодаря чему изображение становится чуть рельефнее.

Чеканка - один из самых трудных приемов украшений серебряных изделий, доступный далеко не каждому мастеру. Рельефная чеканка основана на свойстве золота и серебра растягиваться при ударе твердым предметом. У хорошего мастера имелось в наборе несколько сот чеканов собственного изготовления.

В XIX веке ручную чеканку, где каждая мельчайшая деталь сделана от руки, а потому индивидуальна и неповторима, начали заменять механической штамповкой и вальцовкой.

Басма - ни в одной стране не нашла такого распространения, как на Руси. Басма - ручное тиснение изображения и узоров на тонких листах золота и серебра. Тисненые узоры передают пластические формы, но отличаются от чеканки некоторой расплывчатостью и мягкостью рельефа. Благодаря тонкости листа, басма легко может быть смята, поэтому ее чаще употребляли не для украшений предметов быта, а для окладов икон, деталей иконостасов, царских врат, киотов, крестов, церковных книг.

Басма не требует большого количества металла и потому широко применялась в древней Руси.

Скань - ажурные или напаянные на металлический фон узоры из тонкой золотой, серебряной или медной проволоки, скрученной в виде веревочек или гладкой. Это одна из самых распространенных техник ювелирного дела, известных с древнейших времен. Со сканью неразрывно связана зернь - мелкие блестящие металлические шарики, напаянные на сканый орнамент, или самостоятельное украшение на гладь металла.

Скань делают из "чистоты", т. е. из чистого золота и серебра, которые благодаря малому количеству или отсутствию примесей настолько мягки, что способны вытягиваться в тонкую проволоку.

Припой - один из важнейших приемов при изготовлении скани и украшении зернью. На очень древних изделиях, украшенных сканью и зернью, припой совсем не виден, в них поражает особенная чистота и четкость работы. До последнего времени ученые бились над разгадкой тайны древнего припоя, так как даже современная рентгеновская техника не могла обнаружить места скрепления скани и зерни на предметах, и только профессор Ф. Я. Мишуков раскрыл секрет припоя. Как говорится, все гениальное - просто. Русские мастера смешивали ртуть, золото и серебро в определенной пропорции, а затем сильно нагревали, ртуть испарялась, а золото и серебро сплавлялись с предметом намертво.

Чернь - ни в одной стране не получила такого развития, как в России, где она славилась особой прочностью. Чернь - это особый сплав сернистого серебра, на первый взгляд похожий на уголь, состоящий из серебра, меди (олова), свинца и серы в определенной пропорции. Так как чернь - это металл, то он легко и прочно сплавляется с основным металлом предмета.

Эмаль - это особый сплав стекловидной массы, окрашенный в разные цвета окисями металлов. После обжига превращается в твердую блестящую массу с устойчивыми, яркими красками.


Мастерами применялись:
окись олова - белый цвет;
окись железа - желтый и цвет морской волны;
окись меди – бирюзовый;
магнезия – лиловый;
золото – красный;
иридий - стальной, серый, черный;
окись урания и серебра - желтый.


Эмали бывают перегородчатые, выемчатые, по резьбе (гравировке), по литью, по сканому орнаменту (или в сканых обрамлениях), по чеканному литью или штампованному рельефу, прозрачные (оконные), живописные (расписные) и поливные(по гладкой поверхности).

Эмаль лучше всего ложится на золото. Золото плавится при высокой температуре, эмалевая масса не окисляется и прочно держится. На серебре применяются более плавкие эмали.

Перегородчатая эмаль - это эмаль, заключенная в ячейках, образованных тонкими металлическими полосками, припаянными на ребро к металлическому предмету, в основном к золоту.

Эмаль выемчатая, по литью, резьбе (гравировке) - по технике значительно проще эмали перегородчатой. Рисунок глубоко вынимается (вырезается) в толще металла, а получившееся в результате углубление заполняется эмалью, после чего предмет подвергают обжигу, а затем полируют.

Эмаль по снимаемому орнаменту (в сканых обрамлениях) - широко применялась в России с XVI века. Отличительные особенности: делалась без контроэмали и не полировалась.

Эмаль по рельефу - передает объемные пластичные формы. Наиболее сложная техника, требующая наивысшего мастерства.

Эмаль прозрачная (оконная) - этот технический прием требует большого навыка и осторожности в работе. Прозрачная эмаль украшает предметы из скани (ажурные) или выпиленные в металле. Она не получила в России широкого распространения. Встречается только в предметах XIX-XX столетия.

Эмаль живописная - заключается в том, что золотая или медная пластинка (или предмет) покрывается слоем однотонной эмали и обжигается. По этому фону наносят кистью особыми эмалевыми красками с эфирными маслами орнамент или изображение, после чего обжигают.