宝玉石鉴赏 之 优化处理的种类

后勤部长

一、表面处理

    1.定义
    利用涂层、镀层、背衬、刻划条纹等方式使宝石改变颜色、增强反光亮度和产生光学效应。
    由于涂层的厚度有限、硬度较低、化学稳定性较差，容易在使用过程中磨蚀，被视为一种具有欺骗性的处理方法。
    2.常用类型
    （1）箔衬: 在宝石的背面贴上高反光的薄膜、彩色薄膜以改变宝石的亮度和颜色。
    （2）涂色: 在宝石的亭部涂上颜色，如把淡黄色钻石涂上淡蓝色，使钻石更加显白色。
    （3）刻划条痕: 在弧面型透明宝石的底部划条痕以产生猫眼或者星光效应。
    （4）涂层和镀层: 在宝石的表面涂上彩色的胶质层增强色彩，例如涂膜翡翠。在宝石的表面用真空镀膜的工艺镀上一层彩色膜增强色彩，或者提高光泽。例如托帕石表面的镀膜。
    3.鉴别特征
    ① 宝石镶嵌的方式：采取封闭式镶嵌。
    ② 观察宝石亭部刻面：在反射光条件下观察宝石亭部刻面的表面，可见到外来物质、特殊色彩或刻划痕。
    ③ 涂层的性质：涂膜处理的膜层可能具有不同于宝石的物理性质、硬度较低、容易脱落等。
    ④ 镀层的晕彩：用真空镀膜工艺的膜层常常具有干涉形成的晕彩。

二、漂白处理

    1.定义
    利用化学试剂除去有机宝石和部分无机宝石的杂色色调。
    2.常见类型
    （1）氧化漂白：主要用双氧水为主的氧化剂，在紫外光的作用下，漂白珍珠、象牙等由于有机质引起的杂色调，使之成为纯白色。
    （2）酸洗漂白：主要用稀盐酸等对硅化木等材料除去表面的杂色。
    3.鉴定特征：很难发现漂白处理的痕迹。

三、热处理

    1.定义
    利用加热使宝石的颜色、透明度、光学效应等得以改善，在加热过程中没有外来物质（除氧和氢元素外）的加入，也没有宝石物质的流失。
    2.热处理的工艺
    为了达到改善的目的，宝石的加热方法常与其他的一些方法配合使用，最常用到的方法有：
    （1）气氛条件：例如用还原气氛加深浅色蓝宝石的颜色，用氧化气氛消除红宝石的蓝色色斑。有些处理还需要使用惰性气或者真空，保护宝石不受氧化。
    （2）介质环境：在高温热处理时，由于填充料熔融还会产生熔体介质，熔体介质流入宝石的裂隙起到愈合裂隙的作用，提高了宝石的透明度和表观净度，这也被称为裂隙愈合热处理。
    （3）加热的温度：
    低温：100℃以下，主要用于软化和老化有机宝石。
    中温：100～650℃，大多数宝石的处理温度。
    高温：650～1200℃，主要用于锆石等处理。
    超高温：1200℃以上，主要用于刚玉宝石的改色。
    （4）加热的设备：在宝石加热处理中常用的设备有高温炉和坩埚，现代化的高温炉可以精确控制温度和气氛条件，也有泰国、斯里兰卡、山东昌乐等宝石加热作坊使用的煤炉。

     3.热处理宝石的主要鉴别特征
    （1）中低温的热处理往往没有明显的鉴别特征，热处理的琥珀常有被称为太阳光芒的圆盘状裂隙。
    （2）高温、超高温处理的鉴别特征有：
    ① 气液包裹体破裂
    指纹状包裹体经加热处理后原来孤立的气液包体破裂，形成连通的、弯曲的、同心状的包裹体，像很长的卷曲地散布在地上的水管，称为水管状愈合裂隙。
    ② 固体包体的溶蚀
    固体包裹体被熔蚀，低熔点的形成圆形或者椭圆形的由玻璃与气泡组成的二相包裹；高熔点的晶体包体则形成浑圆毛玻璃状或表面麻坑状的形态。
    ③ 热处理应力晕
    当晶体包体因加热发生熔融或分解作用时，还可能诱发应力裂隙或者改造原生已存在的应力裂隙，常见现象有：
    a.雪球：晶体包体完全熔化形成白色的球体或者圆盘，并在周围形成应力裂隙。
    b.穗边裂隙：如果晶体包体完全或部分熔化后，熔体溢入裂隙，形成环绕晶体分布的熔滴环，或者充填到裂的其他位置，熔体的溢出还可能在熔化的晶体周围形成强对比度的空穴。
    c.环礁裂隙：晶体包体没有熔化，但形成了带有环礁状边沿的应力裂隙，也是热处理红、蓝宝石中可见的现象，这种裂隙也称为环边裂隙。

四、愈合裂隙热处理

    1.定义
    在宝石的热处理过程中，由于低熔点化学试剂的熔融和沿开放裂隙渗入到宝石中，通过溶解和重结晶作用使裂隙发生愈合作用，提高了宝石的透明度和表观净度。
    2.愈合裂隙热处理的工艺
    红宝石常因裂隙影响其外观，为了在加热处理中弥合原先存在的以及在加热处理过程新产生的裂隙，常采用硼砂（NaB4O7.H2O）、硼酸（HBO2）、碳酸钠（Na2CO4)、硫化钾（K2S）、磷酸钠（Na2PO3）和氧化铝粉（γ－Al2O3）等材料作填充料。填充料还会起到产生还原或氧化气氛、使样品加热更为均匀等作用。添加剂中有些化学材料如硼砂石、磷酸钠等熔点低，在高温下成液体状态，能够沿开放裂隙渗入到红宝石中，使红宝石发生溶解和重结晶 ，使裂隙产生愈合作用。
    3.愈合裂隙热处理红宝石的特征：
    （１）热处理愈合裂隙的特征
    热处理愈合裂隙在形态上多呈不规则的面纱状，其上分布有各种类型的包裹体，其中绝大部分是愈合剂残余包裹体。这些残余包裹体一般呈圆管形的树技状，残余包裹体的端头常呈半球状，如同蝌蚪。
    （２）白垩色的紫外荧光
    热处理愈合裂隙通常可因硼酸质的或磷酸质的愈合剂在短波紫外光下发白垩色荧光，成为其与天然及助溶剂合成红宝石的最重要的一种鉴别特征。
    （3）热处理的其他特征
    固体包裹体被熔蚀，低熔点的形成圆形，椭圆形由玻璃与气泡组成的二相包裹，高熔点的晶体包体则形成浑圆毛玻璃状或表面麻坑状的形态。

五、扩散热处理

    1.定义
    在高温的作用下，使某些化学成分（除氧和氢元素外）经过固态的扩散作用从外部进入到宝石的晶格，以改变宝石的外观。
    2.扩散处理的类型
    （1）表面扩散热处理
    在一定的温度下，合适的元素可以扩散到宝石的表层，使表层改变颜色或则增加星光效应。但是扩散层很薄，在重抛光时可能磨蚀。主要用 于浅色、无色的蓝宝石的处理。
    （2）体扩散热处理
    如果扩散的化学成分能够深入到宝石的内部，形成的扩散层很厚，甚至充满整个宝石，就称为体扩散。典型的宝石的体扩散处理是使用Be2+为扩散剂处理浅红色的红宝石，处理后的宝石呈橙红色，类似帕达马橙色蓝宝石。据述，这种处理现在也用于深蓝色蓝宝石的处理，使之颜色变浅。　
    3.刚玉宝石扩散热处理的工艺
    将琢好的蓝宝石包在掺有Ti、Fe、Cr和Be的氧化物的氧化铝粉末中，高温加热，使刚玉晶体和包裹的粉体发生固相的扩散作用，粉体中Ti、Fe、Cr和Be粒子进入到宝石的晶格，产生颜色和星光，各种化学元素导致的处理效果为：Ti+Fe致蓝色，Cr致红色，适量Ti产生星光，Be致黄色。
    以星光蓝宝石的扩散处理为例：把35%TiO2+65%Al2O3粉末在1300℃温度下处理4小时，然后研成粉未，把需要处理的宝石埋在粉末中，在1800℃温度下加热24小时，然后缓慢降温，使扩散到刚玉晶格的Ti形成金红石小针出熔，形成星光。Ti的扩散深度为可以达到0.01-0.25mm。
     4.扩散处理宝石的鉴别特征
    （1）颜色分布： 颜色仅在宝石的表层，形成与宝石琢形相关的色带。
    （2）表面特征： 热处理的表面痕迹，如麻点，再抛光形成多面腰棱等。
    （3）颜色浓集在宝石的裂隙、腰棱和面棱上。用油浸观察最为清楚。
    （4）固体包裹体熔蚀等高温热处理的特征。

六、辐射处理

    1.定义
    利用高能射线和高能粒子辐照宝石，破坏正常的晶格结构，产生色心，使淡色或无色宝石产生较为鲜艳的颜色。
    2.辐射处理的类型
    按所用的辐射源的性质分类：
射线类型 能量（ev） 着色均匀度 诱发放射性 局部温度
    A．电磁波
X-射线          1万      差 无 小
γ-射线        100万    好 无 小
   B．高能粒子 　
中子            100万    好 有 高
电子           100万    差 无 非常高
高能电子    1000万 差 有 非常高
α- 射线        100万    差 有 中等
   
    3.常见的辐照处理宝石
    常见的辐照处理宝石和处理的方法，以及产生的处理结果列于下表：
宝石种类 辐射类型                                  处理的效果
钻石         γ-射线、高能电子、中子          无色、浅色→蓝、绿、黑、黄、绢、粉红、红
黄玉         中子、高能电子                       无色到黄褐，在经加热形成天蓝色
石英            γ-射线                                     无色→烟灰色和紫色
珍珠         中子、γ-射线                            杂色→深灰色
绿柱石     γ-射线、高能电子                     无色→黄色，再经加热→天 蓝色，但是易褪色
锂辉石     γ-射线                                        无色→绿色，但是易褪色
刚玉           γ-射线                                      无色→黄色，粉红→橙红色（帕德马蓝宝石）
碧玺         γ-射线                                       浅色→黄褐色，粉红色—红色

    4.鉴定特征
    辐照处理改色通常很难鉴定，需要用到针对性的研究型仪器，主要的特征有：
    （1）颜色的不稳定性：经阳光曝晒或加热发生褪色。
    （2）颜色分布的不均匀性：色带分布与宝石形态相关。
    （3）残余放射性：利用高灵敏的闪烁计数器可测得。
    （4）碎裂：局部产生的高温可能使宝石碎裂，例如辐照处理的珍珠常有表层的小裂隙。
    （5）宝石的吸收光谱：辐照处理的宝石，尤其是钻石，与天然彩色钻石具有不同的成色机制，常有741nm的吸收峰、595nm等天然彩色钻石没有的吸收峰 。
七、染色处理

    1.定义
     利用宝石存在的孔隙或裂隙，使染料渗入宝石，达到改善宝石颜色的目的。
    2.染色处理的工艺
    （1）工艺的类型： 根据染料的固着的方
    式，有3种类型：
    ① 溶剂法：染料多为可溶性的有机染料，一旦溶剂蒸发，彩色染料就留在宝石的孔隙或裂隙中。缺点是易褪色，还可以被有机溶剂溶解。如染色青金岩，利用丙酮可使染料溶出。
    ② 沉淀法：着色剂多为可溶性的无机物或者糖水，通过化学反应而沉淀在宝石内部，这种着色一般是耐久。如用AgNO3染黑的珍珠、欧泊的糖水处理等。
    ③ 注入法：将着色物质直接注入宝石内，使宝石呈现颜色，注入的有色物常有一定流动性，待进入宝石内部后再固化。
    （2）玉髓的染色处理工艺
    ① 准备工作：样品浸泡在弱碱如苏打水或者稀酸清洗样品，1-2天，可以加温，以除去油脂和其他杂质，处理后用水清洗干净。
    ② 准备染料：0.25kg铁钉加入1kg浓硝酸中溶解，配制成一定量的溶液，把预处理过的样品浸入溶液一周到四周。
    ③ 烘干：把从溶液中取出的样品在烘箱中小心地干燥，温度不要太高。
    ④ 培烧：第二次干燥（3-10天），直到温度红热，使Fe氧化形成红色。 在处理过程中要注意加热和冷却的速度不要太快，太快容易产生裂隙。

八、 充填处理

    1.定义
    利用宝石存在的孔隙或裂隙，填充无色的物质，以达到增加宝石的稳定性、隐去裂隙、提高透明度、提高机械强度和增加光泽等目的。
    2.充填处理的类型
    （1）稳定化处理

    ① 上蜡和浸蜡处理，如防止绿松石失水、防止染色青金的染料溶解，这一处理往往列为优化类型。
    ② 注塑处理，主要用于多孔而疏松的宝石，如绿松石、多孔欧泊和其他因疏松而加工工艺性能不好的宝石材料。
    （2）隐蔽裂隙
    宝石和玉石中微小裂隙常见，俗话说“十宝九裂”，裂隙和微孔隙会降低宝石的外观质量。主要的处理方法有：
    ① 浸泡无色油：可以起到隐蔽裂隙，提高透明度的作用。油的缺点是易挥发，还易留下黄色残迹，浸无色油列为优化类型。
    ② 注入树脂：可以起到隐蔽裂隙，提高透明度的作用，并且树脂不易挥发，折光率也比油高，但时间久远会老化变黄。用树脂处理的有祖母绿、翡翠等，属于处理的类型。
    ③ 充填无色玻璃：主要填充开放性的裂隙与凹坑，提高宝石的透明度和表观净度。如：钻石和红宝石的玻璃填充。
    3.鉴别特征
    （1）热针测试：热针下充油和蜡的宝石会出汗，充树脂的有异味。但是热针测试具有破坏性，要谨慎使用。
    （2）裂隙的闪光：各种裂隙充填处理的宝石常有闪光效应。
    （3）光泽差异：玻璃充填红宝石的表面常常能看到光泽较低的玻璃充填区域。
    （4）外来成分：红宝石中的硅酸盐成分、祖母绿中的有机成分和钻石中的铅元素都指示经过了充填处理。

九、激光钻孔处理

    1.定义
    用激光烧蚀钻石，形成达到黑色包裹体的开放性通道，再用强酸溶蚀黑色的包裹体，提高钻石的表观净度。
    2.激光钻孔处理的类型
    （1）管状通道式
    激光烧蚀管状的通道直达黑色的包裹体的方法形成的。
    （2）应力裂隙式
    用激光加热黑色的包裹体，使包裹体的体积膨胀，诱发出达到钻石表面的开放裂隙，再用强酸溶蚀黑色的包裹体。
    3.鉴别特征
    （1）激光孔和通道：钻石中可以看到激光通道，在表面上能够看到黑点状的激光通道入口。
    （2）溶蚀的空洞：激光通道连接的空洞。
    （3）诱发裂隙造成的虫孔式通道。   

十、拼合处理

    1.定义
    常为了利用宝石原料，宝石由由两个或更多地部分组成，使宝石的体积和重量增大、增强光泽、甚至改变宝石的颜色。
    2.拼合的类型
    根据拼合石的组成部分和胶结层是否有颜色分成双层石、三层石。拼合石的冠部常用天然宝石，其余部分可为天然的，也可为合成的和人造的宝石。拼合石现在已经很少使用。   
    3.常见的拚合石
    （1）拼合欧泊
    用透明的水晶或者玻璃为顶，中间是薄层的欧泊，底部用黑玛瑙，以显示出更鲜明的变彩。
    （2）拼合珍珠
    又称为马白珠（Mabe pearl），上部是弧形或者半球形的贝附珍珠，下部是用贝壳拼接。
    4.鉴别特征
    （1）层状构造：在白背景下从侧面观察，用油浸法效果最好。
    （2）胶结面：明显的接合面，以及面状分布的气泡。
    （3）冠部和亭部的差异：各部分的包体、颜色、光泽、折射率等均可能不相同。
    （4）用红色石榴石为顶的拼合石常有红环效应。
    （5）宝石腰围封闭式的镶嵌也是值得警惕的特征。

十一、玉器的仿古处理

    1.定义
    采用染色、涂层、酸性或者碱性腐蚀使玉器的表面产生颜色、腐蚀坑、氧化层等，模仿出土的古玉器或者传世的古玉器。
    2.鉴别特征
    仿古处理的鉴别特征有：
    （1）酸蚀特征：表面有酸蚀凹坑等。
    （2）染色的特征：用酒精、丙醇可以擦出染料。
    （3）涂层：仿古玉器常会涂上泥土来模仿出土的特征。
　
十二、表面增生

    1.定义
    在宝石的表面生长一层合成宝石，以改进宝石的颜色、增加宝石的重量。例如在绿柱石宝石的表面，用水热法方法在生长一层祖母绿，称Lechleitner合成祖母绿 。用助熔剂法的方法在天然红宝石或者焰熔法合成红宝石的表面上生长一层合成红宝石。所以，这种方法形成的宝石也可以看作为一种合成宝石。
    2.鉴别特征
    （1）表面的裂纹：局限在宝石表面的裂纹，例如Lechleitner合成祖母绿。
    （2）颜色分布：与宝石琢形相关的色带，用油浸法可以观察的更为清楚。
    （3）尚未抛光的表面可以观察到表面上布满生长丘。

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