Колометрия ювелирных сплавов и гальванических покрытий

Цветовые измерения золотых сплавов представляют интерес при разработке новых ювелирных сплавов золота, золотых припоев, мало отличающихся по цвету от этих сплавов, и при контроле цвета гальванопокрытий цветного золочения.

Цвет образцов сплавов определялся расчетным способом по спектральным коэффициентам отражения, измеренным абсо­лютным методом на регистрирующем спектрофотометре с инте­грирующей сферой. Использовались плоские полированные образ­цы размером 25 X 25 мм. Координаты цвета и цветности для стан­дартных источников света (в системе МКО 1931) и цветовые раз­личия (в международной системе цветового пространства МКО 1964 U*, V*, W*) вычислялись с использоваием компьютерных программ. Для соответствия цвету изделий поверхность образцов металлургических сплавов была в состоянии наклепа после механической полировки; образцы галь­ванопокрытий измерялись без дополнительной обработки.

ТАБЛИЦА 1. Цветовые характеристики сплавов системы золото—серебро—медь

Основой цветных ювелирных сплавов золота является тройная система золото—серебро—медь. Данные расчета цвета ряда сплавов тройной системы для источника С приведены в табл. 1. Интервал цветовых тонов спла­вов относительно узок — от оранжевых до желто-зеленых. Свет­лота цвета сплавов в пределах каждой из проб зависит от соотно­шения содержания серебра и меди. Насыщенность цвета макси­мальна для чистого золота и быстро убывает при увеличении концентрации легирующих элементов. Занимаемая системой цвето­вая область невелика, вычисленные цветовые различия составля­ют: между чистыми золотом и серебром более сорока единиц, между так называемыми «красными» и «зелеными» сплавами зо­лота — около двадцати пяти единиц.

При некоторых заданных условиях освещения и подготовки образцов цвет металлургических сплавов золота однозначно оп­ределяется их составом. Так как содержание легирующих эле­ментов изменяется в узких пределах, сложностей с воспроизводимостью цвета изделий не возникает. Иначе обстоит дело с цветом золотых гальванопокрытий, где велики разрешенные коле­бания состава.

В табл. 2 приведены цветовые характеристики зо­лотых гальванопокрытий декоративного назначения и наиболее распространенных отечественных ювелирных сплавов золота. Цветовые различия между покрытиями золото + медь с минималь­ным и максимальным содержанием меди составляют 12 единиц, между покрытиями золото + кадмий — 14 единиц. Примерно такое же цветовое различие имеется между сплавом ЗлСрМ 583-80 (из которого изготовляются, например, корпуса часов) и покрытием золото + медь (применяющимся для часовых браслетов).

ТАБЛИЦА 2. Цветовые характеристики ювелирных сплавов и гальванопок­рытий цветного золочения

Согласно экспертным оценкам, различия, превышающие 11 единиц, трак­туются как «грубое» воспроизведение цвета. Эти данные свиде­тельствуют о необходимости разработки гальванопокрытий, луч­ше воспроизводящих цвет стандартных сплавов, а также установления более жестких допусков на составы покрытий. Цветовое различие между сплавом 375 пробы марки ЗлСрПдМ 375-100-38 и сплавом ЗлСрМ 583-80 составляет 7,5 единицы, т. е. соответст­вует «удовлетворительному» воспроизведению цвета.

Для выяснения возможности расширения цветовой гаммы золотых сплавов были рассмотрены необходимые для полу­чения всех цветовых тонов простейшие зависимости коэффициен­та отражения от длины волны. Поскольку в металлах полосы по­глощения имеют ширину, соизмеримую с интервалом длин волн видимого света, рассматривались модели спектров с одним-двумя скачками поглощения. Оказалось, что ограниченность интервала цветовых тонов сплавов золота связана с характерным для спект­ров отражения этих сплавов монотонным возрастанием коэффи­циента отражения с увеличением длины волны. Для получения сплава иного цветового тона требуется зависимость с минимумом в зеленой или красной части спектра. Среди исследованных спла­вов на основе твердых растворов такой зависимости не наблюда­лось; интерметаллические соединения золота с фиолетовой окраской известны, но их технологические и механические свой­ства не удовлетворяют требованиям ювелирной промышленности.

При изменении условий освещения, например, при переходе от дневного освещения к вечернему, наблюдается некоторое изме­нение цветового тона золотых сплавов. Однако получение золотого сплава с радикальным сдвигом цветового тона при пе­реходе от естественного света к искусственному, наблюдающимся у александрита, исключено, так как для «александритового» эффекта необходимо по меньшей мере три резких изменения спек­трального коэффициента отражения в интервале длин волн види­мого света.

Металлооптические измерения дают возможность су­дить о физической природе изменения цвета, но не позволяют проводить его расчет при том или ином легировании. Поэтому для оценок влияния легирования на цвет при разработке сплавов и припоев могут оказаться полезными эмпирические зависимости, связывающие цветовые характеристики и содержание легирую­щих элементов.