Залечивание поверхности
Залечивание поверхности минералов широко использовалось еще в Древнем Риме. Известно, что мрамор римляне часто облагораживали, заполняя трещины и риски веществами, способными сделать эти дефекты невидимыми невооруженным глазом. В то время в качестве «лекарств» использовали, главным образом, воск и древесную смолу; в настоящее время это преимущественно синтетические полимеры и стекло.
Залечивание поверхности ювелирных вставок, позволяет добиться следующих эффектов.
1. Заполнение поверхностных дефектов значительно улучшает внешние характеристики камни, делая эти дефекты невидимыми для глаза (как, например, у изумруда).
2. Заполнение трещин и пор препятствует проникновению в них чужеродных веществ, способных ухудшать окраску (например, коралл, жадеит).
3. Заполнение пор способно привести к повышению интенсивности окраски (например, бирюза).
4. Заполнение пор способно привести к повышению поверхностного блеска камня (например, опал, бирюза, жемчуг).
5. Заполнение трещин и рисок синтетическими полимерами и стеклом повышает стабильность минерала, что позволяет обрабатывать и гранить сырье, которое без стабилизации не выдержало бы механической обработки (например, бриллиант, изумруд, рубин, жемчуг).
6. Обработка синтетическими смолами повышает долговечность камня и способствует сохранению его первоначального цвета и блеска (например, опал, бирюза, коралл).
Для залечивания поверхности могут применяться следующие вещества: масла (пальмовое, кедровое, оливковое и др.); пчелиный воск; натуральные древесные смолы; искусственные и синтетические смолы; стекло.
Так называемое промасливание изумрудов было первым методом облагораживания, описанным в литературных источниках. Плиний в книге «Естественная история» уже в 55 г. н. э. дал описание получения таких камней.
Изумруды являются одними из самых хрупких минералов и, как правило, имеют значительное количество трещин и пустот, заполненных, главным образом, жидкими и газово-жидкими включениями. Коэффициент преломления таких включений намного ниже, чем изумруда, поэтому дефекты хорошо просматриваются в камне даже невооруженным глазом. В процессе промасливания природные (хорошо заметные) включения изумрудов вытесняются другими, специально введенными веществами. Эти вещества не имеют цвета и их показатель преломления близок к показателю преломления изумруда, поэтому их достаточно сложно увидеть, и камень выглядит как практически бездефектный. До начала XX века лучшим веществом для залечивания изумрудов считалось кедровое масло, которое широко использовалось русскими мастерами на Урале. Коэффициент преломления кедрового масла лежит в пределах примерно от 1,51 до 1,59 (коэффициент преломления изумрудов от 1,57 до 1,59) и считается наиболее близким минералу, по сравнению с другими природными маслами.
В настоящее время облагораживание изумрудов методом промасливания состоит из следующих технологических операций: минеральное сырье (еще до механической обработки) помещается в этиловый или метиловый спирт, нагревается в нем и выдерживается определенное время. При этом из кристаллов удаляются мешающие жидкие и газово-жидкие включения. Затем осуществляется механическая обработка (распиливание, шлифовка и полировка граней). После огранки изумруды проходят травление в концентрированной соляной кислоте, которая очищает трещины и пустоты от веществ, попавших в них на этапе механической обработки. Далее кислота удаляется из пустот с помощью спирта, и изумруды помещаются в «масляную ванну», где выдерживаются при температуре порядка 83 °С. После извлечения из ванны избыток масла удаляется обертыванием в хлопчатобумажную ткань. На современном производстве используются, главным образом, синтетические окрашенные масла, которые зрительно улучшают не только чистоту камня, но и повышают интенсивность его окраски. Такая же технология промасливания используется и для других минералов группы бериллов, например, аквамарина, гелиодора или морганита.
Залечивание трещин на поверхности ювелирных камней с помощью полимеров широко используется для бриллиантов, бериллов и жемчуга. Цель этой обработки такая же, как и при промасливании, то есть заполнить мелкие трещинки, имеющиеся в камне, веществом по цвету и коэффициенту преломления сходному с минералом, для того, чтобы сделать их невидимыми для человеческого глаза. Данный метод облагораживания состоит из трех этапов. Сначала при помощи травления удаляются все посторонние вещества, находящиеся в трещинах и пустотах. Затем камни помещаются в синтетические смолы и выдерживаются в печи при температурах 90-95 °С. После этого поверхность камня тем или иным образом обрабатывается с целью закрыть заполненные смолами трещины. В настоящее время чаще всего используют отверждение смол при обработке поверхности УФ-облучением.
Стекло специального состава (с высоким коэффициентом преломления) для заполнения трещин начали использовать в 80-х годах XX века, особенно для корундов. Однако промышленное изготовление таких вставок, имеющее коммерческое значение, началось примерно с наступлением XXI века. Так, в 2004 году на рынке появились Мадагаскарские рубины с залеченными стеклом трещинами. При этом способе облагораживания дефектные исходные кристаллы сначала отжигаются при температурах от 900 до 1 400 °С с целью улучшить окраску и удалить имеющиеся в камне коричневые или синие тона. После этого трещины заполняются специальными веществами, и камни еще раз отжигаются (температуры порядка 900 °С). Во время второго отжига образуется свинцовое стекло, полностью заполняющее трещины. Данная операция улучшает не только цвет и чистоту рубина, но и его способность к механической обработке.
Стабилизация бирюзы известна уже несколько столетий. Бирюза очень неустойчива к внешним воздействиям: солнечный свет, тепло, различные химические вещества в виде кремов и иной косметики, а также кожный жир и пот влияют на окраску минерала. Под действием этих реагентов бирюза выцветает (теряет интенсивность окраски) и может приобретать так называемую пятнистость (интенсивность окраски изменяется неравномерно на различных участках поверхности). В настоящее время облагораживание бирюзы стало вполне обычным явлением, почти 100% попадающей на рынок бирюзы облагорожено. Для стабилизации бирюзы применяют масла, воск, парафин и различные синтетические смолы. Обработка бирюзы с помощью данных веществ улучшает окраску и блеск камня, повышает его способность к механической обработке и полировке, а также увеличивает долговечность и способность противостоять внешним воздействиям.
Обработка парафином (парафинирование) чаще всего применяется для китайской бирюзы. Невзрачные камни нагреваются в окрашенном воске или парафине, что позволяет заполнить поры, пустоты и трещины, улучшить блеск, а также окрасить поверхностный слой в насыщенный голубой или зелено-голубой цвет. Определить парафинированную бирюзу несложно: при нагревании или освещении в течение некоторого времени узким пучком света камень «потеет».
Для облагораживания бирюзы, например, в США, Мексике и Перу применяют метод пропитки поверхностных слоев синтетическими смолами и силикатом натрия (цементация). Обработка химическими реагентами может улучшить не только цвет, блеск и декоративность камня, но и его физические характеристики. Так, цементация известковой бирюзы из штата Аризона (США) алкидными смолами позволяет увеличить твердость образцов примерно в полтора-два раза. Еще более приближается по внешнему виду и физическим характеристикам к высококачественным природным образцам бирюза, сцементированная кремнеземом, хотя при сравнении с камнями, обработанными алкидными смолами, она выглядит более бледной.
«Доктора жемчуга» появились в Европе в конце XVIII столетия. Эти специалисты занимались восстановлением жемчуга и устранением повреждений, возникших в процессе эксплуатации жемчужных украшений. Поврежденная поверхность жемчужин могла подшлифовываться с целью обнажить слои с сохранившимся жемчужным блеском. Кроме этого, жемчужины могли «пломбироваться» - поверхностные повреждения и просверленные отверстия заполнялись кальцийсодержащими веществами (при необходимости отверстие для продевания нити, например, просверливалось заново). Возникшие на поверхности пятна удалялись посредством обработки перекисью водорода. Мелкие трещины на поверхности жемчужин устранялись путем погружения жемчужин в нагретое чуть выше 100 °С оливковое масло. Однако при проведении этой операции требуется осторожность, поскольку при температуре около 150 °С жемчужины тускнеют и приобретают бурую окраску. В настоящее время для залечивания жемчуга также используется промасливание, парафинирование и обработка синтетическими смолами.
