恆藝綠松石行:淺談電化學法優化處理綠松石

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從2013年開始,綠松石市場上出現了很多漂亮的綠松石飾品,這些產品號稱產自美國亞利桑那州睡美人礦,據悉,“睡美人”綠松石質地細膩,硬度中等或以上,顏色以藍色系列為主,但產量較少。

目前,國內珠寶市場上出現的大部分“睡美人”綠松石都是經電化學優化處理的。

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自上而下分別是天然、電化學處理、注膠綠松石

關於該種優化處理的研究,一直沒有停止,對此一度有無機物充填、銅離子擴散的多種猜測。在對該種綠松石的檢測中發現,鉀離子含量偏高5%,其他測試數據與天然綠松石基本相同,所以一直也沒有具體數據可以論證這些猜測,只能得到是經過電化學處理得到的。

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圖中可見Zachery處理的綠松石鉀含量明顯偏高

早期市場上的Zachery綠松石鮮豔的藍色僅分佈在成品外圍的1mm左右,在研究過程中,經電化學處理的樣品不一定非要是成品,而且顏色不僅僅停留在表面,而是整個樣品中,具體顏色厚度與處理時間有正相關性。

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根據國內學者最新的研究表明,Zachery處理方法確實是電化學優化處理,但並沒有外來物質的充填和擴散,而是局部完善了綠松石的結構,使其本身的顏色更加鮮豔,結構更緊密。

處理條件

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從圖中的電化學法實驗原理圖可知,陽極和陰極放在電解液中,在電化學法處理綠松石時,遇到最大的問題是綠松石放在陰極不導電,這種情況下怎麼進行優化處理就是技術關鍵,最後研究學者通過調節電解液種類、濃度和電壓電流解決了此問題,帶鉀離子的複合電解液在低電流高電壓的條件下效果最好。

處理原理

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綠松石是一種含水的銅鋁磷酸鹽,其結構是由[PO4]四面體與(Al,Fe)八面體彼此以頂角相連形成架狀結構,其中2/3的八面體以稜相連(以O-H共稜)形成八面體對,1/3的八面體是孤立的。銅離子分佈在大空腔對稱心位置上,被4OH-和2H20所圍繞。

在電解過程中,綠松石中的結晶水和吸附水被電解出許多羥基(O-H),電解池中的羥基(O-H)也可以少量滲入綠松石,這些羥基(O-H)會把綠松石結構中1/3孤立的八面體全部結合成八面體對,從而使綠松石結構更緻密,顏色更鮮豔。

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此外電化學優化護理綠松石可能在綠松石結構方面還有其他影響,有待進一步的研究。

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電化學法優化處理綠松石的最終外觀效果,取決於優化處理前綠松石本身的質地和顏色,質地越細膩處理效果越好,此過程並不能改變綠松石原本的基本顏色,只是加深原有的顏色:質地好硬度高的綠松石經電化學法優化處理後,可達到半透明狀,這在天然綠松石中是很少見的,對於質地鬆軟的面松和泡松,經過一次電化學法優化處理後並不能達到該效果。

電化學法優化處理技術在對綠松石的顏色、質地做出改善時,並沒有外來物質的添加,只是改善其結構,所以經國家標準認可,屬於優化,但要增加備註:緻密度優化。

在《GB/T16553-2017珠寶玉石鑑定》第59頁綠松石條目中增加一條“緻密度優化:放大檢查可見龜裂紋,裂紋兩側顏色較深;草酸擦拭後表面顏色變淺;成分分析儀器(如XRF等)能檢測出外來元素(如鉀等)含量異常”。

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電化學法優化處理後的綠松石戒面


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