Свойства ювелирных камней и их диагностика

Поделочные камни

Представляют собой цветные полупросвечивающие или непрозрачные минералы разнообразных цветов и оттенков, неповторимых рисунков, созданных природой. Они являются прекрасным материалом для изготовления художественных, декоративных и бытовых камнерезных изделий (чаш, ваз, шкатулок, статуэток и др.), а некоторые из этих камней используют для изготовления вставок и бус.

К поделочным камням относят (по А. Е. Ферсману):
1 порядка - нефрит, лазурит, амазонит, лабрадор, содалит, орлец (родонит), малахит, авантюрин, кварцит (белоречит), дымчатый и розовый кварц, агат и его разновидности, яшма, везувиан (калифорнит), письменный гранит (пегматит), эвдиалит, жадеит, главколит, чароит, хамидон (переливт, празем).
2 порядка - серпентин (змеевик), агальматолит, стеатит, обсидиан, морская пенка, мраморный (восточный) оникс, флюорит, янтарь, ангидрид, каменная соль, лепидолит, фукситовый сланец, графит.
3 порядка - гипс (селенит), мрамор, порфир, лабрадорит, брекчия, кварцит и другие породы.

Поделочные камни ценятся в зависимости от яркости окраски, изящества и богатства рисунка, блеска. Поделочные камни 3 порядка обладают этими свойствами в значительной степени и поэтому чаще используются как облицовочный материал, употребляемый в строительстве.

Для облегчения определения или подбора драгоценных и поделочных камней пользуются определителем их по цвету и прозрачности.

Прозрачность - под прозрачностью понимают способность твердого тела пропускать в той или иной степени сквозь себя лучи света. Прозрачность зависит от структуры кристаллов, наличия в них трещин, твердых и газово-жидких включений.

Прозрачность ювелирных камней определяется визуально при просмотре их на просвет. По степени прозрачности ювелирные камни разделяются на:
а) прозрачные - все бесцветные и слабоокрашенные вставки, сквозь пластинки которых (толщина 3-5 мм) ясно виден предмет;
б) полупрозрачные - сквозь которые предметы видны неясно;
в) просвечивающие - через которые нельзя разобрать предмет;
г) непрозрачные.

Блеск - создается светом, отраженным от поверхности закрепленного камня. При этом его интенсивность, то есть количество отраженного света, тем больше, чем резче разница между скоростью света в воздухе и в данном ограниченном камне, то есть интенсивность блеска тем больше, чем больше показатель преломления.

По характеру блеска различают следующие его виды: стеклянный, жирный, смолистый, алмазный, металлический. При этом жирный и смолистый блеск относятся к одному типу, но термин “жирный” применяют к светлоокрашенным минералам, а “смолистый” - к темно-окрашенным.

Блеск образца определяют визуально.

Окраска - является одним из наиболее характерных отличительных признаков для большинства минералов. Окраску кристалла принято характеризовать по цвету, соответствующему какой-либо части спектра.

Светопреломление. На границе двух сред свет меняет направление своего движения; часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть происходит отражение света, часть проходит через границу сред, меняя при этом направление распространения. Это явление называется преломлением света.

Для определения показателей преломления используются рефрактометры. У каждого камня const постоянная.

Двупреломление. Кристаллы, в зависимости от симметрии, делятся на изотропные и анизотропные. Изотропные минералы (алмаз, шпинель, гранаты и др.) обладают двупреломлением или дисперсией. Цветные составляющие белого луча света по-разному преломляются в этих минералах, что вызывает разложение белого луча на его цветные составляющие и обусловливает искрящуюся игру цветов ограненного самоцвета. Сильно выраженная дисперсия определяется многоцветным радужным блеском и характерна для весьма ограниченного числа драгоценных камней (алмаз, демантонд, циркон).

Игра камня устанавливается визуально.

Люминесценция (ультрафиолетовое свечение) - под ультрафиолетовой лампой смотрят характер свечения (сложная процедура, требует навыка). Таким образом можно отличить культивированный жемчуг от природного (по толщине оболочек), бриллиант первого цвета (бесцветный, неокрашенный) от второго цвета (окрашенного), потому что не светится только бриллиант первого цвета.

Определение массы камней - если камни не закреплены, то масса определяется на каратных весах. Карат- 1 /5 грамма. Это оборудование достаточно дорого.

Самые маленькие (карманные) 180-200 долларов. Стационарные -1000-1200 долларов.

Если камень закреплен - используют расчетные методы, основанные на том, что измеряется диаметр камня штангенциркулем, калибрами, лавериджами (индикатор часового типа - механический или электрический).

Для фантазийных форм измеряется длина, ширина, высота, а масса определяется расчетным путем.

Твердость - для определения твердости используется шкала Мооса. В набор для определения твердости входит комплект карандашей (200), на которые наклеены минералы. Самый мягкий тальк (1), самый твердый алмаз (200). Этот метод является разрушающим, поэтому менее предпочтителен.

Разработаны различные виды тестеров (стоят около 200 долларов) - детекторы для камней, золота. Наиболее распространен детектор для бриллиантов. Чаще всего действие этих устройств основано на определении теплопроводности. Работают детекторы от сети или батареек. Очень удобный способ - на шкале сразу же высвечивается результат.

В настоящее время для диагностики ювелирных камней используется очень хорошее оборудование, легкое, удобное. За 2000 долларов можно приобрести лабораторию (без микроскопа). Причем есть хорошее отечественное оборудование. Вся лаборатория помещается в дипломат.

Согласно закону об оценочной деятельности, оценщик несет ответственность за оценку.

Тальк Mg[Si4O10][OH]2 - 1
Галит (каменная соль) NaCl - 2
Кальцит (известковый шпат) СаСO3 - 3
Флюорит (плавиковый шпат) CaF2 - 4
Апатит Са10(F, Cl)2(Р04)6 - 5
Полевой шпат (ортоклаз) K[AlSi308] - 6
Кварц SiO2 - 7
Топаз A12[SiO2] u(F,O)2 - 8
Корунд А12O3 - 9
Алмаз C - 10

Твердость камней можно определить и до следующим признакам: камни, имеющие твердость 1, жирны на ощупь; камни, у которых твердость 2, можно сравнить с твердостью ногтя; медная монета имеет твердость 3; твердость 4 можно сравнить с твердостью мягкой железной проволоки; оконное стекло соответствует твердости 5, а лезвие ножа или стальная игла - твердости б, твердость 7 можно сравнить с твердостью напильника. Более высокая твердость камней определяется специальными приборами, например прибором Бринелля (вдавливанием в камень металлического шарика) или прибором М.Хрущева (вдавливанием алмазной пирамиды). Твердость при этом исчисляется в кгс/мм и составляет для топаза 1427, для корунда-2060, а для алмаза-10060. Зто объективная оценка твердости вдавливания (в кгс/мм) показывает, что по твердости очень различны камни, тогда как по шкале Мооса разница в их твердости незначительна (топаз - 8, корунд - 9, а алмаз - 10).

Хрупкость – свойство минерала крошиться при давлении, ударе. Ограничивает область применения, снижает цену некоторых минералов, требует мастерства при закрепке. Характерна для минералов имеющих совершенную спайность в одном направлении.

Прочность. В отличие от твердости, вязкость минерала определяется сопротивлением раскалыванию. Сочетание твердости и вязкости обусловливает его прочность, которая зависит от сил сцепления, т.е. взаимного электрического притяжения ионов в кристаллической структуре драгоценного камня. Некоторые относительно твердые камни (например, циркон) царапаются с трудом, но очень хрупки и легко растрескиваются или крошатся. Другие, такие, как жад, который не тверже кварца, весьма прочны, и их очень трудно расколоть или разрезать из-за высокой вязкости. Долговечность камня определяется его прочностью и устойчивостью к химическому воздействию.

Спайность - способность некоторых камней раскалываться вдоль одного или нескольких определенных кристаллографических направлений, соответствующих наиболее слабым межатомным связям в структуре, с образованием гладких параллельных поверхностей, называемых плоскостями спайности. Спайность обусловлена внутренней структурой минер - зависит от строения кристаллической решетки минерала и от сил сцепления между атомами.и не зависит от внешней формы кристалла или зерна минерала Силы связи между плоскостями кристаллической решетки могут быть различными в зависимости от кристаллографического направления. Если в каких-то направлениях они гораздо больше, чем в других, то минерал будет раскалываться поперек самой слабой связи. Так как спайность всегда параллельна атомным плоскостям, она может быть обозначена с указанием кристаллографических направлений.

Поскольку спайность как проявление внутренней структуры минералов является их неизменным свойством, она служит важным диагностическим признаком - для многих минералов характеристикой служит не излом, а спайность. Минералы могут иметь два, три, четыре или шесть направлений спайности, по которым они одинаково легко раскалываются, либо несколько направлений спайности разной степени. У многих др. и поделочных камней она отсутствует. У некоторых минералов спайность вообще отсутствует.

Плоскости спайности обычно параллельны возможным граням кристалла и часто распознаются по ступенчатым сколам на поверхности или по параллельным трещинам внутри кристалла.

!!! Его необходимо учитывать при огранке драгоценного камня.

Существует несколько степеней совершенства спайности соответственно характеру ее проявления в кристалле.

Чтобы охарактеризовать спайность определяют:

степень ее совершенства;

простую форму, по которой кристалл раскалывается;

в некоторых случаях указывают угол между плоскостями спайности.

Степень совершенства спайности определяют по следующей условной шкале:

весьма совершенная – минерал легко раскалывается или расщепляется на тонкие пластинки или листы (минералы со слоистой структурой: слюды, графит и пр.);

совершенная – кристаллы колются на более толстые пластинки, бруски с ровными поверхностями (кальцит, галенит);

средняя – поверхность скола не всегда ровная и блестящая (полевые шпаты);

несовершенная – обнаруживается с трудом, поверхность скола неровная (апатит, нефелин).

отсутствует - ряд минералов не имеет спайности (магнетит и т. д.).

В зависимости от простой кристаллографической формы кристалл может раскалываться по одному, двум, трем и более направлениям:

по пинакоиду – одно направление

по ромбической или тетрагональной призме – два;

по гексагональной призме, ромбоэдру и кубу – три;

по октаэдру – четыре;

по ромбододекаэдру – шесть.

Например, алмаз и флюорит имеют совершенную спайность по октаэдру. Это означает, что раскалывание происходит параллельно граням октаэдра с образованием спайных выколков октаэдрической формы, ограниченных гладкими ровными плоскостями. Совершенная спайность облегчает огранку алмазов и некоторых других драгоценных камней, которые легко раскалываются по плоскостям спайности. В других случаях (топаз, кунцит) она сильно затрудняет обработку. Слюда обладает весьма совершенной спайностью в одном направлении, т.е. легко расщепляется на очень тонкие листочки с гладкой блестящей поверхностью. У топаза спайность совершенная в одном направлении.

Ощущение. При прикосновении некоторые минералы создают определенное «ощущение». Например, очень мягкий агрегат талька – стеатит (мыльный камень) кажется на ощупь мыльным, поверхность полированного топаза – скользкой.

Электризация и полярность. Некоторые драгоценные камни проявляют электрическую полярность. Она обнаруживается по их способности притягивать или отталкивать легкие предметы (например, кусочки бумаги) после того, как эти камни нагреваются трением или на солнечном свету. Уже в 600 до н.э. было замечено, что янтарь, если его энергично потереть, начинает притягивать тонкие волокна шерсти. Топаз и некоторые другие драгоценные камни также проявляют это свойство в процессе полировки. Турмалин при сжатии или нагревании приобретает положительный или отрицательный заряды, которые возникают одновременно на противоположных концах его кристаллов. Это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом.

Обратным пьезоэлектрическим эффектом называют изменение объема кристалла под воздействием электрического поля. Кристаллы некоторых минералов, например турмалина и кварца, настолько чувствительны к изменению электрического напряжения, что в электрическом поле начинают вибрировать с высокой и постоянной частотой. На этом основано их использование в радиоэлектронике и в кварцевых часах.

Химические свойства:

Дата добавления: 2014-01-07